逻辑回归 returns 错误,但在减少的数据集上运行正常

Logistic regression returns error but runs okay on reduced dataset

非常感谢您的意见!

我正在研究逻辑回归,但由于某种原因它不起作用:

mod1<-glm(survive~reLDM2+yr+yr2+reLDM2:yr +reLDM2:yr2+NestAge0,
         family=binomial(link=logexp(NSSH1$exposure)),
                       data=NSSH1, control = list(maxit = 50))

当我 运行 使用较少数据的相同模型时,它可以工作! 但是对于完整的数据集,我收到一条错误和警告消息:

Error: inner loop 1; cannot correct step size
In addition: Warning messages:
1: step size truncated due to divergence 
2: step size truncated due to divergence 

这是数据:https://www.dropbox.com/s/8ib8m1fh176556h/NSSH1.csv?dl=0

日志曝光 link 函数来自 User-defined link function for glmer for known-fate survival modeling:

library(MASS)
logexp <- function(exposure = 1) {
    linkfun <- function(mu) qlogis(mu^(1/exposure))
    ## FIXME: is there some trick we can play here to allow
    ##   evaluation in the context of the 'data' argument?
    linkinv <- function(eta)  plogis(eta)^exposure
    mu.eta <- function(eta) exposure * plogis(eta)^(exposure-1) *
      .Call(stats:::C_logit_mu_eta, eta, PACKAGE = "stats")
    valideta <- function(eta) TRUE
    link <- paste("logexp(", deparse(substitute(exposure)), ")",
               sep="")
    structure(list(linkfun = linkfun, linkinv = linkinv,
               mu.eta = mu.eta, valideta = valideta, 
               name = link),
          class = "link-glm")
}

tl;dr 你遇到麻烦了,因为你的 yryr2 预测变量(大概是年和年的平方)与不寻常的 link 函数会导致数值问题;您可以使用 glm2 package 解决这个问题,但我至少会考虑一下在这种情况下尝试拟合平方年是否有意义。

更新:下面开始使用 mle2 的暴力方法;还没有编写它来完成带有交互的完整模型。

Andrew Gelman 的 folk theorem 可能适用于此:

When you have computational problems, often there’s a problem with your model.

我开始尝试您模型的简化版本,没有交互...

NSSH1 <- read.csv("NSSH1.csv")
source("logexpfun.R")  ## for logexp link
mod1 <- glm(survive~reLDM2+yr+yr2+NestAge0,
          family=binomial(link=logexp(NSSH1$exposure)),
          data=NSSH1, control = list(maxit = 50))

... 效果很好。现在让我们试着看看问题出在哪里:

mod2 <- update(mod1,.~.+reLDM2:yr)  ## OK
mod3 <- update(mod1,.~.+reLDM2:yr2) ## OK
mod4 <- update(mod1,.~.+reLDM2:yr2+reLDM2:yr)  ## bad

好的,我们在同时包含这两种交互时遇到了问题。这些预测变量实际上是如何相互关联的?让我们看看...

pairs(NSSH1[,c("reLDM2","yr","yr2")],gap=0)

yryr2 并非 完全 相关,但它们是完全等级相关的,这当然不足为奇他们在数值上相互干扰 更新:当然 "year" 和 "year-squared" 看起来像这样!即使使用构造正交多项式的 poly(yr,2),在这种情况下也无济于事……不过,值得查看参数,以防它提供线索……

如上所述,我们可以尝试 glm2(使用更稳健的算法替代 glm),看看会发生什么......

library(glm2)
mod5 <- glm2(survive~reLDM2+yr+yr2+reLDM2:yr +reLDM2:yr2+NestAge0,
          family=binomial(link=logexp(NSSH1$exposure)),
          data=NSSH1, control = list(maxit = 50))

现在我们确实得到了答案。如果我们检查 cov2cor(vcov(mod5)),我们会看到 yryr2 参数(以及它们与 reLDM2 相互作用的参数是强烈负相关的(大约 -0.97)。让我们想象一下那...

library(corrplot)
corrplot(cov2cor(vcov(mod5)),method="ellipse")

如果我们试图通过蛮力来做到这一点怎么办?

library(bbmle)
link <- logexp(NSSH1$exposure)
fit <- mle2(survive~dbinom(prob=link$linkinv(eta),size=1),
     parameters=list(eta~reLDM2+yr+yr2+NestAge0),
     start=list(eta=0),
     data=NSSH1,
     method="Nelder-Mead")  ## more robust than default BFGS
summary(fit)
##                   Estimate Std. Error  z value   Pr(z)    
## eta.(Intercept)  4.3627816  0.0402640 108.3545 < 2e-16 ***
## eta.reLDM2      -0.0019682  0.0011738  -1.6767 0.09359 .  
## eta.yr          -6.0852108  0.2068159 -29.4233 < 2e-16 ***
## eta.yr2          5.7332780  0.1950289  29.3971 < 2e-16 ***
## eta.NestAge0     0.0612248  0.0051272  11.9411 < 2e-16 ***

这似乎是合理的(您应该检查预测值,看看它们是否合理...),但是...

cc <- confint(fit)  ## "profiling has found a better solution"

这个 returns 是一个 mle2 对象,但是它的调用槽被破坏了,所以打印结果很难看。

coef(cc)
## eta.(Intercept)                      eta.reLDM2 
##     4.329824508                    -0.011996582 
##       eta.yr                         eta.yr2 
##     0.101221970                     0.093377127 
##     eta.NestAge0 
##      0.003460453 
##
vcov(cc) ## all NA values! problem?

尝试从这些返回值重新启动...

fit2 <- update(fit,start=list(eta=unname(coef(cc))))
coef(summary(fit2))
##                     Estimate  Std. Error    z value        Pr(z)
## eta.(Intercept)  4.452345889 0.033864818 131.474082 0.000000e+00
## eta.reLDM2      -0.013246977 0.001076194 -12.309102 8.091828e-35
## eta.yr           0.103013607 0.094643420   1.088439 2.764013e-01
## eta.yr2          0.109709373 0.098109924   1.118229 2.634692e-01
## eta.NestAge0    -0.006428657 0.004519983  -1.422274 1.549466e-01

现在我们可以获得置信区间...

ci2 <- confint(fit2)
##                       2.5 %       97.5 %
## eta.(Intercept)  4.38644052  4.519116156
## eta.reLDM2      -0.01531437 -0.011092655
## eta.yr          -0.08477933  0.286279919
## eta.yr2         -0.08041548  0.304251382
## eta.NestAge0    -0.01522353  0.002496006

这似乎可行,但我会非常怀疑这些适合。您可能应该尝试其他优化器以确保您可以返回相同的结果。一些更好的优化工具,例如 AD Model Builder 或 Template Model Builder 可能是个好主意。

我不赞成盲目放弃具有强相关参数估计值的预测变量,但这可能是考虑它的合理时机。