Использование порядковой шкалы позволяет присваивать ранги объектам по какому-либо признаку. Таким образом, метрические значения переводятся в ранговые. При этом фиксируются различия в степени выраженности свойств. В процессе ранжирования следует придерживаться 2 правил.

Правило порядка ранжирования. Надо решить, кто получает первый ранг: объект с самой большей степенью выраженности какого-либо качества или наоборот. Чаще всего это абсолютно безразлично и не отражается на конечном результате. Традиционно принято первый ранг приписывать объектам с большей степенью выраженности качества (большему значению – меньший ранг). Например, чемпиону присуждают первое место, а не наоборот. Хотя, и здесь если бы был принят обратный порядок, то результаты от этого не изменились бы. Так что порядок ранжирования каждый исследователь вправе определять сам. Например, Е. В. Сидоренко рекомендует меньшему значению приписывать меньший ранг. В некоторых случаях это удобнее, но непривычнее.

Например: имеется неупорядоченная выборка, данные которой необходимо проранжировать. {2, 7, 6, 8, 11, 15, 9}. После упорядочивания выборки ранжируем ее.

Метрические данные		Альтернативный вариант:	Метрические данные

Отдельно следует сказать следующее. Существует группа редко используемых непараметрических критериев (Т-критерий Вилкоксона, U-критерий Манна-Уитни,Q-критерий Розенбаума и др.), при работе с которыми всегда надо меньшему значению приписывать меньший ранг.

Правило связанных рангов. Объектам с одинаковой выраженностью свойств приписывается один и тот же ранг. Этот ранг представляет собой среднее значение тех рангов, которые они получили бы, если бы не были равны. Например, надо проранжировать выборку, содержащую ряд одинаковых метрических данных: {4, 5, 9, 2, 6, 5, 9, 7, 5, 12}. После упорядочивания выборки следует вычислить среднее арифметическое значение связанных рангов.

Метрические данные	Предварительное ранжирование	Окончательное ранжирование

Задания для самостоятельной работы.

Проранжировать выборку по правилу «большему значению – меньший ранг»: {111, 104, 115, 107, 95, 104, 104}.

Проранжировать выборку по правилу «меньшему значению – меньший ранг» {20, 25, 8, 7, 20, 14, 27}.

Объединить две предыдущие выборки и провести ранжирование по правилу «большему значению – меньший ранг»

Показатели каких признаков из Таблицы Iявляются номинативными, каких – метрическими?

Перевести показатели осведомленности из Таблицы IПриложения в ранговую шкалу. Выделить уровни выраженности показателей посредством их перевода в номинативную шкалу.

Таблица I Данные для обработки

учащиеся

профиль ВУЗа

осведомленность

скрытые фигуры

пропущенные

арифметика

понятливость

исключение изображений

аналогии

числовые ряды

умозаключения

геометрическое сложение

заучивание слов

средний IQ

экстраверсия- интроверсия

нейротизм

средняя отметка

Профиль ВУЗа: 0 - выбор учеником гуманитарного профиля;

1 - выбор учеником математического или естественно-научного профиля

1 Краткая история возникновения корреляционного анализа

Начало применения математико-статистических приемов для изучения корреляционных зависимостей относится к 70 годам девятнадцатого столетия. Многие историки – статистики историю развития корреляции ведут от сороковых годов девятнадцатого столетия – от того времени, когда французский математик О. Браве предложил формулу для распределения двух случайных величин, удовлетворяющих требованиям закона нормального распределения.

Однако истинным основателем корреляционной теории считается английский математик – статистик К. Пирсон, создавший в конце девятнадцатого начале двадцатого веков данную теорию. В ней корреляция выступает как форма диалектической связи, при которой действует множество различных причин, как необходимых, так и случайных, как общих для обеих корреляционных величин, так и частных, влияющих только на одну из них. Причем, не все закономерные связи – причинные.

Развитие теории осуществлялось с помощью других исследований, когда основные положения теории корреляции были уже созданы. Причем в области изучения корреляций практика резко расходилась с теорией, ставя исследователей в такие условия, которые не удовлетворяли ее требованиям.

Основой формирования способов изучения корреляций и регрессий были данные, характеризующие какие-либо, количественно выраженные признаки. Поэтому исследователи на первых же шагах встретились с задачей корреляции качественных признаков, например, связь между цветом глаз у отцов и сыновей. Общий принцип, который был положен в основу конструкции показателей корреляции качественных признаков, заключался в том, что два качественных признака можно считать взаимосвязанными, если действие одного из них А при действии признака Б таково же, как и при действии признака не Б. В развитие этого принципа, и предлагались различные конструкции таких показателей, как, например, коэффициент средней квадратичной сопряженности Пирсона или коэффициент взаимной сопряженности Чупрова.

Изучение корреляции качественных признаков породило в общем учении о корреляции так называемую теорию рангов и основанную на ней теорию ранговой корреляции. Английский математик-статистик М. Кендалл, автор монографии, посвященной проблемам ранговой корреляции, указывал, что теория рангов впервые возникла как ответвление теории случайных процессов. На начальной стадии в рангах чаще всего видели просто удобный аппарат, благодаря которому удается обойтись без измерения абсолютной величины переменных и тем самым сэкономить время и усилия. Позднее статистика рангов смогла завоевать признание благодаря своим собственным достоинствам. Кендалл сконструировал показатель, который применим и для изучения частной корреляции между рангами. Современную теорию ранговой корреляции невозможно представить без наиболее полно ее освещающих исследований М. Кендалла.

Таким образом, уже к началу двадцатого столетия математико-статистические методы измерения корреляций и регрессий сложились в общем в достаточно стройную целостную систему, включающую в себя методы непараметрической статистики и непараметрические ранговые методы.

2 Непараметрические ранговые методы

Непараметрические ранговые методы – это бурно развивающаяся область математической статистики. История современных непараметрических методов, основанных на рангах, довольно коротка – всего лишь около 40 лет. Ранговые методы выделились в особое направление непараметрической статистики не только вследствие природы исходного материала, но и по идеям его дальнейшего использования. Сегодня этими методами решаются многие задачи анализа экономических, статистических, инженерных, естественнонаучных, социологических, медицинских данных.

Ранжирование – это процедура упорядочения объектов изучения, которая выполняется на основе предпочтения. Ранг – это порядковый номер значений признака, расположенных в порядке возрастания или убывания их величин. Как показали статистические исследования, проведенные за последние 10-15 лет, ранговые методы в значительной мере лишены ряда недостатков для работы с малыми выборками, распределение которых неизвестно. Как известно, переход от самих наблюдений к их рангам сопровождается определенной потерей информации. Однако, эти потери не слишком велики. К сожалению, в настоящее время все еще сказывается нехватка специальной литературы по данному вопросу.

В последнее время в прогнозировании и при решении ряда других задач стали широко применяться экспертные оценки. Методы ранговой корреляции в этой области является едва ли не единственным путем обобщения экспертных оценок.

Теория рангов впервые возникла как ответвление теории случайных процессов. На начальной стадии в рангах чаще всего видели просто удобный аппарат, благодаря которому удается обойтись без изменения абсолютной величины переменных и тем самым сэкономить время или усилия. Благодаря использованию рангов можно было избежать трудностей, связанных с построением объективной шкалы абсолютных значений. Позднее статистика рангов смогла завоевать признание благодаря своим собственным достоинствам.

Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные способы упорядочения изучаемых объектов:

Задача может сводиться просто к упорядочению объектов по месту, которое они занимают в пространстве или во времени. Например, карты были расположены в колоде в некотором порядке, а затем перетасованы. Новое расположение карт также характеризуется определенным порядком, ранжированием. Сравнив его со старым, можно увидеть, насколько тщательно были перетасованы карты. В этой задаче интересно только общее расположение карт в колоде, и нет необходимости упорядочить объекты в соответствии с “возрастанием” или “убыванием” того или иного присущего всем им признака;

Упорядочить объекты можно и по некоторому качеству, для которого не существует объективной абсолютной шкалы изменения. Можно, например, ранжировать образцы горных пород по твердости, исходя из следующего простого критерия: А тверже Б, если А оставляет царапину на Б, когда они соприкасаются. Если А оставляет царапину на Б, а Б – на В, то А будет оставлять царапину на В. Таким образом, прибегнув к ряду сопоставлений, можно с достаточной точностью упорядочить рассматриваемые объекты (если только набор не включает такие два объекта, которые обладают одинаковой твердостью). Однако подобный способ не позволяет измерить абсолютную величину твердости горных пород. Всегда можно установить, что А тверже Б. Однако до тех пор, пока не построена та или иная шкала измерения абсолютных величин, нельзя утверждать, что А, скажем, вдвое тверже Б;

Упорядочение может проводиться в соответствии с измеряемой (или теоретически исчисляемой) величиной некоторого признака. Например, можно располагать людей в том или ином порядке в зависимости от их роста, а города по численности населения. При этом не всегда требуется прибегать к самому процессу измерения: можно «на глаз» построить группу студентов по росту; однако в таких случаях критерий, по которому происходит ранжирование, должен допускать возможность непосредственных сопоставлений.

Можно упорядочить объекты по некоторому признаку, величину которого, в принципе, можно измерить, но на практике (или даже теоретически) не удается прибегнуть к такому измерению в силу тех или иных причин. Например, можно упорядочить ряд лиц по их интеллектуальным способностям, полагая, что такое качество действительно существует и что можно разместить людей в том или ином порядке в соответствии с интенсивностью этого признака.

В практических приложениях методов, основанных на ранжировании, иногда сталкиваются со случаями, когда два или несколько объектов настолько подобны, что не удается отдать предпочтение одному из них. Когда эксперт ранжирует объект на основе субъективных суждений, то это свойство (отсутствие предпочтений) связано с истиной их неразличимостью или неспособностью исследователя найти существенные различия. В этом случае говорят, что такой объект называется связанным.

Например, студентов расположили в соответствии с их достоинствами или экзаменационными баллами. Метод, который принимается для предписания числовых значений рангов связанных объектов, заключается в усреднении рангов, которые они имели бы, если были различимы. Например, если связывают третий и четвертый объекты, то каждому приписывают ранг, равный 3,5, если же связывают объекты от второго до седьмого, то получаемый ранг равен 4,5.

Иногда такой подход называется “методом средних рангов”. Когда нет основания для выбора между объектами, то ясно, что в этом случае нужно приписать всем одинаковые ранги. Преимуществом данного метода является то, что сумма рангов для всех объектов остается точно такой же как и при ранжировании без связей.

В анализе социально – экономических явлений часто приходится прибегать к различным, условным оценкам с помощью рангов, а взаимосвязь между отдельными признаками измерять с помощью непараметрических коэффициентов связи.

3 Коэффициент конкордации рангов Кендалла

Для определения тесноты связи между произвольным числом ранжированных признаков применяется множественный коэффициент корреляции (коэффициент конкордации).

В практике статистических исследований встречаются случаи, когда совокупность объектов характеризуется не двумя, а несколькими последовательностями рангов, необходимо установить статистическую связь между несколькими переменными. В качестве такого измерителя используют множественный коэффициент корреляции (коэффициент конкордации) рангов Кендалла, определяемой по следующей формуле:

где W – коэффициент конкордации;

D – сумма квадратов рангов рассчитывается по формуле (2);

n – число объектов ранжируемого признака (число экспертов);

m – число анализируемых порядковых переменных.

В некотором смысле W служит мерой общности.

, (2)

где r ij – расставленные ранги суждений группы экспертов;

n – число объектов(число экспертов).

Значения коэффициентов конкордации заключены на отрезке .

Увеличение коэффициента от 0 к 1 означает проявление большей согласованности суждений. Если все эти суждения совпадают, то W=1.

Проверка значимости коэффициента основана на том, что в случае справедливости нулевой гипотезы об отсутствии корреляционной связи при n>7 статистика m(n-1)* W имеет приближенно – распределение с k=n-1 степенями свободы. Поэтому коэффициент конкордации значим на уровне =0,05, если m(n-1)W> .

Коэффициенты корреляции рангов – это менее точные, но более простые по расчету непараметрические показатели для измерения тесноты связи между двумя коррелируемыми признаками. К ним относятся коэффициенты Спирмэна (ρ) и Кендэла (τ), основанные на корреляции не самих значений коррелируемых признаков, а их рангов – порядковых номеров, присваиваемых каждому индивидуальному значению х и у (отдельно) в ранжированном ряду. Оба признака необходимо ранжировать (нумеровать) в одном и том же порядке: от меньших значений к большим и наоборот. Если встречается несколько значений х (или у ), то каждому из них присваивается ранг, равный частному от деления суммы рангов (мест в ряду), приходящихся на эти значения, на число равных значений. Ранги признаков х и у обозначают символами Rx и Ry (иногда Nx и Ny ). Суждение о связи между изменениями значений х и у основано на сравнении поведения рангов по двум признакам параллельно. Если у каждой пары х и у ранги совпадают, это характеризует максимально тесную связь. Если же наблюдается полная противоположность рангов, т.е. в одном ряду ранги возрастают от 1 до n , а в другом – убывают от n до 1, это максимально возможная обратная связь. Подходы для оценки тесноты связи у Спирмэна и Кендэла несколько различаются. Для расчета коэффициента Спирмэна значения признаков х и у нумеруют (отдельно) в порядке возрастания от 1 до n , т.е. им присваивают определенный ранг (Rx и Ry ) – порядковый номер в ранжированном ряду. Затем для каждой пары рангов находят их разность (обозначается как d = Rx – Ry ), и квадраты этой разности суммируют.

где d – разность рангов х и у ;

n – число наблюдаемых пар значений х и у .

Коэффициент ρ может принимать значения от 0 до ±1. Следует иметь в виду, что, поскольку коэффициент Спирмэна учитывает разность только рангов, а не самих значений х и у, он менее точен по сравнению с линейным коэффициентом. Поэто-му его крайние значения (1 или 0) нельзя безоговорочно расцени-вать как свидетельство функциональной связи или полного от-сутствия зависимости между х и у. Во всех других случаях, т.е. когда ρ не принимает крайних зна-чений, он довольно близок к r.

Формула (147) применима строго теоретически только тогда, когда отдельные значения х (и у), а следовательно, и их ранги не повторяются. Для случая повторяющихся (связанных) рангов есть другая, более сложная формула, скорректированная на число по-вторяющихся рангов. Однако опыт показывает, что результаты расчетов по скорректированной формуле для связанных рангов мало отличаются от результатов, полученных по формуле для не-повторяющихся рангов. Поэтому на практике формула (147) ус-пешно применяется как для неповторяющихся, так и для повто-ряющихся рангов.

Коэффициент корреляции рангов Кендэла τ строится несколь-ко по-другому, хотя его расчет также начинается с ранжирования значений признаков х и у. Ранги х (Rx ) располагают строго в порядке возрастания и па-раллельно записывают соответствующее каждому Rx значение Ry . Поскольку Rx записаны строго по возрастанию, то ставится задача определить меру соответствия последовательности Ry «пра-вильному» следованию Rx. При этом для каждого Ry последо-вательно определяют число следующих за ним рангов, превыша-ющих его значение, и число рангов, меньших по значению. Первые («правильное» следование) учитываются как баллы со знаком «+», и их сумма обозначается буквой Р. Вторые («непра-вильное» следование) учитываются как баллы со знаком «–», и их сумма обозначается буквой Q. Очевидно, что максимальное значение Р достигается в том слу-чае, если ранги y (Ry) совпадают с рангами х (Rx) и в каждом ряду представляют ряд натуральных чисел от 1 до п. Тогда после первой пары значений Rx = 1 и Ry = 1 число превышения данных значений рангов составит (n – 1), после второй пары, где Rx = 2 и Ry = 2, соответственно (п – 2) и т.д. Таким образом, если ранги х и у совпадают и число пар рангов равно n , то

Если же последовательность рангов х и у имеет обратную тенденцию по отношению к последовательности рангов х , то Q будет такое же максимальное значение по модулю:

.

Если же ранги у не совпадают с рангами х , то суммируются все положительные и отрицательные баллы (S=P+Q ); отношение этой суммы S к максимальному значению одного из слагаемых и представляет собой коэффициент корреляции рангов Кендэла τ, т.е.:

. (148)

Формула коэффициента корреляции рангов Кендэла (148) применяется для случаев, когда отдельные значения признака (как х, так и у) не повторяются и, следовательно, их ранги не объе-динены. Если же встречается несколько одинаковых значений х (или у), т.е. ранги повторяются, становятся связанными , коэффици-ент корреляции рангов Кендэла определяется по формуле:

, (149)

где S – фактическая общая сумма баллов при оценке +1 каж-дой пары рангов с одинаковым порядком изменения и –1 каждой пары рангов с обратным порядком изме-нения;

– число баллов, корректирующих (уменьшающих) максимальную сумму баллов за счет повторений (объединений) t рангов в каждом ряду.

Отметим, что случаи следования одинаковых повторяющихся рангов (в любом ряду) оцениваются баллом 0, т.е. они не учиты-ваются при расчете ни со знаком «+», ни со знаком «–».

Преимущества ранговых коэффициентов корреля-ции Спирмэна и Кендэла: они легко вычисляются, с их помощью можно изучать и измерять связь не только между количественны-ми, но и между качественными (описательными) признаками, ранжированными определенным образом. Кроме того, при ис-пользовании ранговых коэффициентов корреляции не требуется знать форму связи изучаемых явлений.

Если число ранжируемых признаков (факторов) больше двух, то для измерения тесноты связи между ними можно использовать предложенный М. Кендэлом и Б. Смитом коэффициент конкордации (множественный коэффициент ранговой корреляции):

, (150)

где S - сумма квадратов отклонений суммы т рангов от их средней величины;

т - число ранжируемых признаков;

п - число ранжируемых единиц (число наблюдений).

Формула (150) применяется для случая, кода ранги по каж-дому признаку не повторяются. Если же есть связанные ран-ги, то коэффициент конкордации рассчитывается с учетом числа таких повторяющихся (связанных) рангов по каждому фактору:

, (151)

где t – число одинаковых рангов по каждому признаку.

Коэффициент конкордации W может принимать значения от 0 до 1. Однако, необходимо проверить его на существенность (значимость) с помощью критерия χ2 при отсутствии связанных рангов по формуле (152), а при их наличии – по формуле (153):

, (152) . (153)

Фактическое значение χ2 сравнивается с табличным, соответ-ствующим принятому уровню значимости α (0,05 или 0,01) и числу степеней свободы v = п – 1. Если χ2факт > χ2табл, то W – существенен (значим).

Коэффициент конкордации особенно часто используется в экспертных оценках, например, для того, чтобы определить сте-пень согласованности мнений экспертов о важности того или иного оцениваемого показателя или составить рейтинг отдельных единиц по какому-либо признаку. В формуле (150) в этих случаях т означает число экспертов, а n - число ранжируемых единиц (или признаков).

Коэффициент тесноты связи между признаками, рассмотренный в предыдущем разделе, можно применять, если изучаемые признаки являются количественными. При этом используется вычисление основных параметров распределения (средних величин, дисперсий), т.е. параметрический метод.

В статистической практике изучения общественно-экономических явлений и процессов приходится сталкиваться с задачами измерения связи между качественными признаками, к которым параметрические методы анализа в их обычном виде неприменимы. В этом случае используют так называемые непараметрические методы.

В анализе социально-экономических явлений широко используются ранговые коэффициенты корреляции (коэффициенты корреляции рангов), когда коррелируют не непосредственные значения х и у, а их ранги, т.е. номера их мест, занимаемых в каждом ряду значений по возрастанию или убыванию. К таким непараметрическим коэффициентам относятся коэффициенты рангов Спирмена и Кендалла.

Если п вариантов ряда расположены в соответствии с возрастанием или убыванием признака х, то говорят, что объекты ранжированы по этому признаку. Ранг для х,- указывает место, которое занимает i-e значение признака среди других п значений признака х (/ = 1,2,___, п).

Например, при исследовании рынка можно задаться целью выяснения предпочтений потребителей при выборе товара (при покупке акций, мороженого, автомобиля и т.п.) таким образом, чтобы они распределили товар в порядке возрастания (или убывания) своих потребительских предпочтений. Если имеется два набора ранжированных данных, то можно установить степень линейной зависимости между ними.

Пример 6.7. Предположим, имеется 5 продуктов (табл. 6.7), которые ранжированы по порядку предпочтений от 1 до 5 в соответствии с двумя характеристиками Aw В.

Исходные ранжировки

Таблица 6 .7

Необходимо исследовать тесноту статистической связи между характеристиками.

Решение. Использование для определения интенсивности связи между признаками коэффициента Пирсона будет неверным, так как этот коэффициент применяется для признаков, измеряемых количественно. Так, например, при определении взаимосвязи между ростом и весом мы измеряем рост в сантиметрах, а вес в килограммах, при этом есть возможность точно определить на шкале измерений разность значений этих признаков для любого человека (иначе - расстояние между ними на шкале измерений). Возьмем признак, измеренный в ранговой шкале, - экзаменационная оценка. Значит ли, что у получившего двойку студента знаний в два раза меньше, чем у того, кто получил четверку? Или двое студентов, получивших тройки, имеют абсолютно одинаковый уровень знаний? Ответ - нет, преподаватель упорядочивает их уровень знаний в определенной последовательности, в соответствии с критериями оценки знаний по конкретному предмету, но расстояние между значениями признаков на такой шкале не является строго фиксированным.

Для определения наличия взаимосвязи между ранговыми оценками используется коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Его расчет основан на различиях между рангами.

Обозначим разность рангов d = ранг А ~ ранг В.

Коэффициент Спирмена

где п - число пар ранжированных наблюдений.

В примере имеем пять пар рангов, следовательно, п- 5. Сумма ct равна

Тогда коэффициент Спирмена

Коэффициент Спирмена изменяется в интервале [-1; 1] и интерпретируется так же, как и коэффициент Пирсона. Отличие в том, что он вычисляется для ранжированных данных.

Значение 0,6 позволяет сделать вывод о заметной линейной связи между двумя характеристиками товаров.

Значимость коэффициента Спирмена проверяется на основе t критерия Стьюдента по формуле

Значение коэффициента считается существенным, если t paсч > > 6фит;а (и - 2) для заданного уровня значимости а.

Коэффициент корреляции рангов (при условии, что ранги не повторяются) может быть рассчитан и по формуле, предложенной английским статистиком М. Кендаллом:

где S - фактическая разность рангов; ~ п (п - l) - максимальная сумма рангов.

Этот коэффициент изменяется в интервале от [-1; 1] и интерпретируется так же, как и коэффициент Пирсона, но дает более строгую

оценку связи, чем коэффициент Спирмена, причем р = - т. Это соотношение выполняется при большом числе наблюдений (п > 30), и слабых либо умеренно тесных связях.

При расчете коэффициента Кендалла соблюдается следующая последовательность действий:

• 1. Значения х ранжируются в порядке возрастания.
• 2. Значения у располагаются в порядке, соответствующем значениям х.
• 3. Для каждого ранга у определяется число следующих за ним значений рангов, превышающих его величину. Результат записывается в столбец «+».
• 4. Для каждого ранга у определяется число следующих за ним меньших значений рангов. Результат записывается в столбец «-».
• 5. Находится сумма в столбце «+» и обозначается Р, в столбце «-» и обозначается Q. Определяется S = P- Q.

Значимость коэффициента корреляции рангов Кендалла проверяется по формуле

где щ_ а/2 (п - 2) - квантиль, определяемый по таблице нормального распределения для выбранного уровня значимости а и заданного п.

Пример 6.8. Рассчитаем коэффициент Кендалла на основании данных примера 6.7.

Решение. Проведем необходимые расчеты в табл. 6.8.

Действительно, если полученное значение т умножить на 1,5, то получим 0,6 - значение коэффициента Спирмена, рассчитанное в примере 6.7.

Расчетная таблица

Рассмотрим корреляцию альтернативных признаков, т.е.признаков, принимающих только два возможных значения. Исследования их корреляции основано на показателях, построенных на четырехклеточных таблицах, в которые сводится число единиц для заданных значений признаков:

Решение. Для измерения тесноты взаимосвязи признаков производится расчет коэффициента контингенции по формуле

Коэффициент контингенции принимает значения на интервале [-1; 1 ]. Интерпретация аналогична коэффициенту корреляции. Мы получили слабую отрицательную связь.

Другой метод измерения связи основан на расчете коэффициента ассоциации:

„ л 30x5-20x15 л „

Получим: Q =-= -0,33

Знак «минус» перед коэффициентом указывает на то, что чем больше студентов было привито от гриппа, тем ниже заболеваемость.

Коэффициент контингенции всегда бывает меньше коэффициента ассоциации и дает более корректную оценку тесноты связи.

Для оценки тесноты связи между признаками, принимающими любое число вариантов значений (категориальные, номинальные признаки), применяется коэффициент взаимной сопряженности Пирсона. Основой изучения связи между категориальными признаками служит таблица сопряженности - двумерное распределение единиц совокупности по признакам. Вся информация о наличии или отсутствии связи содержится в совместных частотах сочетаний признаков.

Информация для оценки этой связи группируется в виде таблицы (например, для трех значений первого признака и двух - второго), табл. 6.10.

Таблица 6.10

Пример таблицы сопряженности

Признак				Итого
	Ъгпц			ЪЪгпц

Обозначения: ту - частоты взаимного сочетания двух атрибутивных признаков; п = YLmy - число наблюдений.

Коэффициент взаимной сопряженности Пирсона определяется по формуле

где ср - показатель средней квадратической сопряженности:

Коэффициент взаимной сопряженности принимает значения в интервале и интерпретируется подобно коэффициенту парной линейной корреляции Пирсона.

Пример 6.10. Для изучения влияния условий труда на взаимоотношения в коллективе было проведено выборочное обследование 250 работников предприятия, ответы которых распределились, как представлено в табл. 6.11.

Таблица 6.11

Исходные данные об условиях труда и взаимоотношениях в коллективе

Требуется охарактеризовать связь между исследуемыми показателями с помощью коэффициента взаимной сопряженности Пирсона.

Решение.

Полученное значение коэффициента сопряженности свидетельствует, что связь между условиями труда и взаимоотношениями в коллективе умеренная.

При выставлении экспертных оценок или в других случаях ранжирования возникают ситуации, когда двум или большему числу качеств приписываются одинаковые ранги. В этом случае правила ранжирования таковы:

1. Наименьшему числовому значению приписывается ранг 1.

2. Наибольшему числовому значению приписывается ранг, равный количеству ранжируемых величин.

3. В случае если несколько исходных числовых значений оказались равными, то им приписывается ранг, равный средней величине тех рангов, которые эти величины получили бы, если бы они стояли по порядку друг за другом и не были бы равны.

Отметим, что под этот случай могут попасть как первые, так и последние величины исходного ряда для ранжирования.

4. Общая сумма реальных рангов должна совпадать с расчетной, определяемой по формуле (1).

Например, психолог получил у 11 испытуемых следующие значения показателя невербального интеллекта: 113, 107, 123, 122, 117, 117, 105, 108, 114, 102, 104. Необходимо проранжировать эти показатели.

№ испытуемых п/п	Показатели интеллекта	Условные ранги	Ранги
		(8)	8,5
		(9)	8,5

Т.к. у 5 и 6 испытуемых показатели интеллекта равные, то им необходимо поставить условные ранги, обязательно идущие по порядку друг за другом – и отметить эти ранги круглыми скобками – (). Но так как они должны иметь одинаковые ранги. То в столбец ранги мы должны поместить среднее арифметическое рангов, проставленных в скобках, т.е. . Часто условные и реальные ранги записывают в одном столбце

Проверим правильность ранжирования по формуле (1):

Просуммируем реальные ранги: 6+4+11+10+8,5+8,5+3+5+7+1+2=66.

Т.к. суммы совпали, то ранжирование выполнено верно.

В ранговой шкале применяется множество статистических методов. Наиболее часто к измерениям, полученным в этой шкале применяются коэффициенты корреляции Спирмена и Кэндалла, кроме того, применительно к данным, полученным в этой шкале, используют разнообразные критерии различий.

Шкала интервалов

В шкале интервалов каждое из воз­можных значений измеренных величин отстоит от ближайшего на равном расстоянии. Главное понятие этой шкалы - интервал , который можно определить как долю или часть измеряемого свойства между двумя соседними позициями на шкале.

Размер интервала - величина фиксированная и постоянная на всех уча­стках шкалы. Для измерения посредством шкалы интервалов ус­танавливаются специальные единицы измерения, в психологии это стены . При работе с этой шкалой измеряемому свойству или предмету присваивается число, равное количеству единиц измерения, эквивалентное количеству имеющегося свойства. Важной особенностью шкалы интервалов является то, что у нее нет естественной точки отсчета (нуль условен и не ука­зывает на отсутствие измеряемого свойства).

Так, в психологии часто используется семантический диффе­ренциал Ч.Осгуда, который является примером измерения по интервальной шкале различных психологических особенностей личности, социальных установок, ценностных ориентации, субъективно-личностного смысла, различных аспектов само­оценки.

3 - 2 - 1 0 +1 +2 +3

Абсолютно Не знаю Совершенно

не согласен (не уверен) согласен

Однако, как подчеркивают С. Стивенс и ряд других исследо­вателей, психологические измерения в шкале интервалов по сущности нередко оказываются измерениями, выполненными в шкале порядков. Основанием для этого утверждения служит тот факт, что функциональные возможности человека меняются в зависимости от разных условий. При измерении, например, силы с помощью динамометра или устойчивости внимания с помощью секундомера, результаты измерения в начале и в кон­це опыта по причине усталости испытуемого не будут квантифицироваться равными интервалами.

Только измерение по строго стандартизированной тестовой методике, при условии того, что распределение значений в реп­резентативной (см. ниже) выборке достаточно близко к нормаль­ному (см. ниже), может считаться измерением в интервальной шкале. Примером последнего могут служить стандартизованные тесты интеллекта, где условная единица измерения IQ эквивален­тна как при низких, так и при высоких значениях интеллекта

Принципиально важным является и то, что к эксперимен­тальным данным, полученным в этой шкале, применимо доста­точно большое число статистических методов.

Шкала отношений

Шкалу отношений называют также шкалой равных отноше­ний. Особенностью этой шкалы является наличие твердо фикси­рованного нуля, который означает полное отсутствие какого-либо свойства или признака. Шакала отношений является наибо­лее информативной шкалой, допускающей любые математичес­кие операции и использование разнообразных статистических методов.

Шкала отношений по сути очень близка интервальной, по­скольку если строго фиксировать начало отсчета, то любая ин­тервальная шкала превращается в шкалу отношений.

Именно в шкале отношений производятся точные и сверх­точные измерения в таких науках, как физика, химия, микро­биология. Измерение по шкале отношений производятся и в близких к психологии науках, таких, как психофизика, психо­физиология, психогенетика.