一句话回答
序贯检验是在数据陆续进来时反复分析实验的方法,它的停止规则经过设计,使整体假阳性率保持在设定水平(比如 5%),证据足够强时可以提前结束测试。
公式: 第 k 次查看时若 |zₖ| ≥ 边界 cₖ 则停止,否则继续
什么是序贯检验?
序贯检验是在数据陆续进来时反复分析实验的方法,它的停止规则经过设计,使整体假阳性率保持在你选定的水平,通常是 5%。你可以每天看一眼 A/B 测试,证据足够强时提前结束,而不会骗了自己。
与之相对的是固定样本检验:根据最小可检测效应和统计功效事先算好样本量,到量后只分析一次。只要没人中途偷看,它就没问题。可实际上几乎人人都会偷看。
偷看问题有多严重
如果实验其实没有效果,只看一次,5% 的显著性门槛对应 5% 的假阳性概率。如果反复查看、一看到 p < 0.05 就停,每看一次,随机噪声就多一次越线的机会。我们对等间隔查看做了模拟(每行 4 万次):
| 查看次数 | 真实的假阳性率 |
|---|---|
| 1 次(固定样本) | 5.0% |
| 5 次 | 14.1% |
| 10 次 | 19.5% |
| 20 次 | 24.7% |
连续三周每天看、一出现「显著」就停,大约每四个「赢了」的测试里就有一个是噪声。Armitage 等人在 1969 年就描述过这个现象,它是一种并非出于恶意的 p 值操纵。
序贯检验的几种方法
| 方法 | 原理 | 适合 |
|---|---|---|
| SPRT(Wald,1945) | 每来一个观测,比较数据在「无效果」和「效果为 δ」两个假设下的似然,比值越过边界就停 | 持续监控、心里有明确的效果大小 |
| 成组序贯设计 | 事先计划 K 次查看,前期用更严的门槛(Pocock、O'Brien-Fleming) | 固定节点复盘,比如每周一次 |
| α 消耗函数 | 决定每次查看「花掉」5% 中的多少,查看时间不必完全事先定死 | 复盘时间不固定 |
| 始终有效的 p 值(mSPRT) | 无论看多少次都有效的 p 值 | 大家随时会去看的看板 |
现在很多实验平台默认就带其中一种。关键是在测试开始之前选好方法。
示例:五次查看的 O'Brien-Fleming 设计
示例测试:新价格页对比旧价格页,每周复盘一次,最多五周。对于 α = 0.05(双侧)、五次等间隔查看,O'Brien-Fleming 边界依次是 4.56、3.23、2.63、2.28、2.04。
| 第几次 | 已收数据 | 观测 z 值 | 边界 | 普通 p 值 | 决定 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 20% | 1.80 | 4.56 | 0.072 | 继续 |
| 2 | 40% | 2.40 | 3.23 | 0.016 | 继续(普通检验会在这里停) |
| 3 | 60% | 2.90 | 2.63 | 0.004 | 停止:显著 |
边界在前期估计还很不稳定时很严,到最后接近常用的 1.96,所以和只分析一次相比,功效损失很小。第 2 次查看时普通 p 值已经低于 0.05,在那里停就是典型的偷看错误;第 3 次证据越过了为多次查看设计的边界,这时停止才是合理的。
优缺点
- 效果大时能更快下结论;效果小时仍然要跑满样本。
- 最大样本量比同等功效的固定检验略大。
- 提前停止时效果估计会偏高,因为是在高点停下的。报告时注明这一点,或使用方法自带的修正估计。
- 仍然需要事先规划:查看次数、方法和最大样本量都要提前定好。
什么时候用
当大家会在结束前看结果(一定会)、及早叫停有害改动很重要,或者流量很贵的时候,用序贯检验。如果真能做到只分析一次,用固定样本检验。如果目标是测试期间多赚,而不是衡量效果,多臂老虎机是另一种工具。
序贯检验和 TapCub
TapCub 不运行实验,也不计算实验统计量。如果是你的测试工具在分配方案,可以把方案作为事件属性上报(比如 tapcub.track('pricing_view', { variant: 'B' })),在事件分析里按它拆分转化、收入和留存。这能告诉你下游发生了什么;什么时候停,应以实验工具所用的序贯方法为准。显著性本身的背景知识见统计显著性和 p 值。
资料来源
- Wald, A. (1945). Sequential Tests of Statistical Hypotheses. Annals of Mathematical Statistics, 16(2), 117–186.
- Armitage, P., McPherson, C. K. and Rowe, B. C. (1969). Repeated Significance Tests on Accumulating Data. Journal of the Royal Statistical Society A, 132(2), 235–244.
- O'Brien, P. C. and Fleming, T. R. (1979). A Multiple Testing Procedure for Clinical Trials. Biometrics, 35(3), 549–556.
- Johari, R., Pekelis, L. and Walsh, D. (2017). Always Valid Inference: Bringing Sequential Analysis to A/B Testing.
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