一元线性回归
计量经济学模型的建立步骤
一、理论模型的设计与建立 二、样本数据的收集与整理 三、模型的参数估计 四、模型的检验 五、模型的应用与评价
常用的样本数据:时间序列数据、截面数据
计量经济学模型都要通过四级检验,也就是:经济意义检验、统计学检验、计量经济学检验、模型预测检验。
拟合优度:检验模型对样本观测值得拟合程度
OLS求出的是估计值而不是预测值的原因:
一是模型中的参数估计量是不确定的 二是随机干扰项的影响
多元线性回归
基本假定 :1解释变量是非随机的或固定的,且各X之间互不相关(无多重共线性)。假设2,3,4,6随机误差项具有零均值、同方差及不序列相关性,满足正态分布 5 解释变量与随机项不相关
最小样本容量:样本容量必须不少于模型中解释变量的数目(包括常数项)
化多元非线性回归模型为线性的方法:直接置换、函数变换(取对数)
若F值大于临界值,则拒绝原假设,认为发生了结构变化,参数是非稳定的。该检验也被称为邹氏参数稳定性检验
自回归模型:模型中的解释变量仅包含X的当期值与被解释变量Y的一个或多个滞后值 分布滞后模型:模型中没有滞后被解释变量,仅有解释变量X的当期值及其若干期的滞后值: 分布滞后模型的修正估计方法: (1)经验加权法 2阿尔蒙(Almon)多项式法(3)科伊克(Koyck)方法
模型设定偏误主要有两大类:
(1)关于解释变量选取的偏误,主要包括漏选相关变量和多选无关变量,
(2)关于模型函数形式选取的偏误。
3错误的函数形式
三、模型设定偏误的检验
1、检验是否含有无关变量:可用t 检验与F检验完成。
检验是否有相关变量的遗漏或函数形式设定偏误: (1)残差图示法: (a)趋势变化 :模型设定时可能遗漏了一随着时间的推移而持续上升的变量(b)循环变化:模型设定时可能遗漏了一随着时间的推移而呈现循环变化的变量
(2)一般性设定偏误检验:拉姆齐提出的所谓RESET 检验
虚拟变量
1. 虚拟变量作为解释变量引入模型的基本方式:加法方式、乘法方式
2. 虚拟变量的设置原则:每一定性变量所需的虚拟变量个数要比该定性变量的类别数
少1,即如果有m个定性变量,只在模型中引入m-1个虚拟变量。
3. 虚拟变量陷阱:如果有m个定性变量,应在模型中引入m-1个虚拟变量,否则会导
致多重共线性
放宽基本假定的模型
基本假定违背:不满足基本假定的情况。主要 包括:
(1)随机误差项序列存在异方差性;(2)随机误差项序列存在序列相关性;(3)解释变量之间存在多重共线性;(4)解释变量是随机变量且与随机误差项相关 此外:(5)模型设定有偏误(6)解释变量的方差不随样本容量的增而收敛
异方差、序列相关、多重共线
1. 异方差性:即对于不同的样本点i ,随机误差项的方差不再是常数
2. 产生原因:不同样本点上解释变量以外的其他因素差异较大
3. 存在异方差仍用OLS估计的后果:1参数估计量非有效2变量的显著性检验失去意
义3模型的预测失效
4. 异方差的检验方法:
1) OLS
2) 图示检验法:X-Y、X-e2散点图
3) 戈里瑟检验与帕克检验
4) G-Q检验:G-Q检验以F检验为基础,适用于样本容量较大、异方差递增或递
减的情况。先将样本一分为二,对子样本①和子样本②分别作回归,然后利用
两个子样本的残差之比构造统计量进行异方差检验。由于该统计量服从F分布,
因此假如存在递增的异方差,则F远大于1;反之就会等于1(同方差)、或小
于1(递减方差)。
5. 解决异方差——加权最小二乘法:是对原模型加权,使之变成一个新的不存在异方
差性的模型,然后采用普通最小二乘法估计其参数。
·加权最小二乘法思想:就是对加了权重的残差平方和实施OLS法:
对较小的残差平方ei2赋予较大的权数;
对较大的残差平方ei2赋予较小的权数。
6. 加权最小二乘法具体步骤:
① 选择普通最小二乘法估计原模型,得到随机误差项 ~; 的近似估计量e~序列作为权,进行估i③ 选择加权最小二乘法,以1e i~e② 建立i的数据序列; 计得到参数估计量。
7. 序列相关性:即对于不同的样本点,随机误差项之间不再是不相关的,而是存在某
种相关性
8. 自相关表达形式:
ρ:被称为自协方差系数或一阶自相关系数
9. 存在序列相关仍用OLS估计的后果:1参数估计量非有效(仍无偏)2变量的显著
性检验失去意义3模型的预测功能失效
10. 序列相关性的检验方法
1) 普通最小二乘法
2) 图示法(残差的变化图)
3) 回归检验法
4) D-W检验法
若 0<D.W.<dL 则存在正自相关
dL<D.W.<dU 不能确定
dU<D.W.<4-dU 无自相关
4-dU<D.W.<4-dL 不能确定
4-dL<D.W.<4 存在负自相关
缺陷:存在两个不能确定的DW值区域;
无法检验存在滞后被解释变量的模型
11. 序列相关产生的原因:1经济变量固有的惯性2模型设定误差:模型中遗漏了
显著的变量或者引用了不正确的函数形式3数据“编造”
12. 如何补救序列相关:
1) 广义最小二乘法
2) 广义差分法:可以克服所有类型的序列相关带来的问题
3) 随机误差相关系数ρ的估计——科克伦·奥科特 迭代法/杜宾两步法
4) 应用软件中的广义差分法
13. 基本假定违背:不满足基本假定的情况
1) 随机干扰项序列存在异方差性
2) 随机干扰项序列存在序列相关性
3) 解释变量之间存在多重共线性
4) 解释变量是随机变量且与随机干扰项相关
14. 计量经济学检验:在进行计量经济学模型的回归分析时,必须对所研究对象是
否满足普通最小二乘法的基本假定进行检验,及检验是否存在一种或多种违背基本假定的情况。
15. 多重共线性:如果某两个或多个解释变量之间出现了相关性,则称为多重共线
性。分为完全共线性、近似共线性、交互相关。
16. 出线多重共线性的原因:
1) 经济变量相关的共同趋势
2) 滞后变量的引入
3) 样本资料的限制
17. 存在多重共线性仍用OLS估计的后果
1) 完全共线性下的参数估计量不存在
2) 近似共线性下OLS估计量非有效]
3) 参数估计量的经济含义不合理
4) 变量的显著性检验和模型的预测功能失去意义
18. 多重共线性的检验:
检验多重共线性是否存在
1) 对两个解释变量的模型采用简单相关系数法,r接近1存在较强的多重共线性
2) 对多个解释变量的模型,采用综合统计检验法
判明存在多重共线性的范围
(1) 判定系数检验法 :如果某一种回归的判定系数较大,说明Xj与其他X间存在共线性。
(2)逐步回归法:以Y为被解释变量,逐个引入解释变量,构成回归模型,进行模型估计。根据拟合优度的变化决定新引入的变量是否独立。如果拟合优度变化显著,则说明新引入的变量是一个独立解释变量;如果拟合优度变化很不显著,则说明新引入的变量与其它变量之间存在共线性关系。
19. 克服多重共线性的方法:
1) 排除引起共线性的变量(逐步回归法)
2) 差分法
3) 第三类方法:减小参数估计量的方差
20. 随机解释变量:存在一个或多个随机变量作为解释变量的模型
21. 不同情况的随机解释变量:
1) 随机解释变量与随机干扰项独立:无偏一致
2) 随机解释变量与随机干扰项同期无关但异期相关:有偏一致
3) 随机解释变量与随机干扰项同期相关:有偏非一致
22. 工具变量法:在模型估计过程中被作为工具使用,以替代与随机干扰项相关的
随机解释变量,是克服解释变量与随机干扰项相关影响的一种参数估计方法。
23. 工具变量法须满足的条件:
1) 与所替代的随机解释变量高度相关
2) 与随机干扰项不相关
3) 与模型中其他解释变量不相关,以避免出现多重共线性
联立方程计量经济模型理论方法(变量,结构式模型,简化式模型,参数关系体系) ⒈ 内生变量: 对联立方程模型系统而言,已经不能用被解释变量与解释变量来划
分变量,而将变量分为内生变量和外生变量两大类。
⒉ 外生变量: 一般是确定性变量,或者是具有临界概率分布的随机变量,其参数
不是模型系统研究的元素。
⒊ 先决变量: 外生变量与滞后内生变量统称为先决变量或是前定变量。
联立方程模型的单方程估计方法:
一、间接最小二乘法(ILS)
二、二阶段最小二乘法(2SLS)
非平稳经济变量分析
? 一、时间序列的平稳性:如果一个时间序列是非平稳的,它常常可通过取差分的方法
而形成平稳序列。
? 二、单整序列:如果一个时间序列经过一次差分变成平稳的,就称原序列是一阶单整
序列,记为I(1)。
三、单位根检验: 1、DF检验2ADF检验
? 四、趋势平稳与差分平稳随机过程:随机性趋势可通过差分的方法消除 ,该时间序
列Xt称为差分平稳过程
? 确定性趋势无法通过差分的方法消除,只能通过除去趋势项消除,该时间序列Xt称
为趋势平稳过程
时间序列的协整检验与误差修正模型:
长期均衡关系与协整 :某些经济变量间确实存在着长期均衡关系,这种均衡关系意味着经济系统不存在破坏均衡的内在机制,如果变量在某时期受到干扰后偏离其长期均衡点,则均衡机制将会在下一期进行调整以使其重新回到均衡状态。
如果变量之间有着长期的稳定关系,即它们之间是协整的
非稳定的时间序列,它们的线性组合也可能成为平稳的。称变量X与Y是协整的
二、协整的E-G检验
? 三、关于均衡与协整关系的讨论 :不能由协整导出均衡,只能用协整检验均衡。
四、误差修正模型
时间序列分析
随机过程、时间序列: 时间序列分析方法它适用于各种领域的时间序列分析。
⑴ 随机过程:由随机变量组成的一个有序序列称为随机过程,
⑵ 随机过程一般分为两类。一类是离散型的,一类是连续型的
⑶ 时间序列:随机过程的一次实现称为时间序列,也用{x t }或x t表示。
时间序列模型的分类 : 1自回归过程2.移动平均过程3.自回归移动平均过程
自相关函数
偏自相关函数
时间序列模型的建立与预测 : 建立时间序列模型通常包括三个步骤:
(1)模型的识别;(2)模型参数的估计;(3)诊断与检验。
计量经济学:是经济的一个分支学科,是以揭示经济活动中客观存在的数量关系为内容的分
支学科。是经济理论、统计学和数学三者的结合
计量经济学的研究步骤:1.确定变量和数学关系式(模型设定) 2.分析变量间具体的数量关
系(估计参数) 3.检验所得结论的可靠性(模型检验) 4.做经济分析和经济
预测(模型应用)
设立一个良好的计量经济学模型,主要注意以下三方面的问题:1.要有科学的理论依据 2.
模型要选择恰当的数学形式 3.方程中的变量具有可观测性
对计量经济模型的检验主要应从以下四个方面进行:1.经济意义的检验 2.统计推断的检验 3.
计量经济学检验 4.模型预测检验
计量经济模型可应用于:1.经济结构分析 2.经济预测 3.政策评价 4.检验与发展经济理论 计量经济模型中的变量:被解释变量、解释变量、内生变量、外生变量
内生变量与外生变量关系:内生变量是其数值由模型所决定的变量,内生变量是模型求解的
结果。在计量模型中,外生变量数值的变化能够影响内生变量的变化,而内生
变量却不能反过来影响外生变量
计量经济学中应用的数据:1.时间序列数据 2.截面数据 3.面板数据 4.虚拟变量数据 经济变量的相互关系主要包括:1.行为关系 2.技术关系 3.制度关系 4.定义关系
从总体回归函数中引进随机扰动项的原因:1.作为未知影响因素的代表 2.作为无法取得数据
的已知因素的代表 3.作为众多细小影响因素的综合代表 4.模型设定误差 5.
变量观测误差 6.经济现象内在随机性
简单线性回归基本假定:1.零均值:即在给定解释变量的条件下,随机扰动项的条件期望或
条件均值为零 2.同方差:即对于给定的每一个X,随机扰动项的条件方差都
等于某个常数 3.无自相关:随机扰动项逐次值互不相关 4:随机扰动项与解
释变量X不相关 5:正态性分布:随机扰动项服从正态分布
最小二乘法和极大似然法的基本原理:最小二乘法的基本原理是当从模型总体随机抽取n
组样本观测后,最合理的参数估计量应该使得模型能最好的拟合样本数据。
极大似然法的基本原理是当从模型总体随机抽取n组样本观测后,最合适的参
数估计量应该使得从模型中抽取该n组样本观测值的概率最大
OLS估计式的统计特征:1.线性特征:参数估计量β是Y的线性函数 2.无偏性:估计的参
数β的期望值等于总体回归函数的真实值 3.有效性:在所有线性无偏估计量
中,该参数估计量方差最小。
高斯—马尔科夫定理:OLS的估计量是总体参数的最佳线性无偏估计量
多元线性回归古典假设:1.零均值 2.同方差 3.无自相关 4.随机扰动项与解释变量不相关
5.无多重共线性 6.正态性
多重共线性:指各个解释变量之间有准确或近似准确的线性关系
不完全多重共线性下产生的结果:1.参数估计量的方差增大 2.对参数区间估计时,置信区间
趋于变大 3.严重多重共线时,假设检验容易作出错误的判断 4.当多重共线性
严重时,可能会造成可绝系数较高
多重共线性的检验:1.简单相当系数检验法 2.方差扩大因子法 3.直观判断法 4.逐步回归检
测法
降低多重共线性的经验方法:1.利用外部或先验信息 2.横截面和时间数据并用 3.用逐步回
归等方法剔除高度共线性的变量 4.变量或模型变换 5.获取补充数据或新数据
6.用岭回归等方法选择有偏估计量
多重共线性的补救措施:(1)修正多重共线性的经验方法 1.剔除变量法 2.增大样本容量 3.
变换模型形式 4.利用非样本先验信息 5.横截面数据与时间序列数据并用 6.
变量变换 (2)逐步回归法 (3)岭回归法
异方差性:是指模型中随机误差项的方差不是常量,而且它的变化与解释变量的变动有关。 产生异方差性的主要原因:1.模型中略去的变量随解释变量的变化而呈规律性变化 2.变量设
定问题 3.截面数据的使用 4.利用平均数作为样本数据
异方差的后果:存在异方差时对模型的OLS估计依然具有无偏性,但最小方差性不成立,
从而导致参数的显著性检验失效和预测的精度降低
检验异方差性的方法有多种:常用的有 1.图形法 2..戈德菲尔德—夸特检验 3.White检验
4.ARCH检验 5.Glejser(戈里瑟)检验
异方差性的补救措施:修正异方差性的主要方法是加权最小二乘法,也可以用变量变换法和
对数变化法。变量变换法与加权最小二乘法实际是等价的。
自相关:总体回归模型的随机误差项在不同观测点上彼此相关。
产生自相关的原因:1.经济系统的惯性 2.经济活动的滞后效应 3.数据处理造成的相关 4.蛛
网现象 5.模型设定偏差
自相关后果:在出现自相关时,普通最小二乘估计量依然是无偏的、一致的,但不再是有效
的。如果仍用OLS法计算参数估计值的方差,将可能会低估存在自相关时参
数估计值的真实方差。而且会因低估真实的σ?2,导致参数估计值的方差被进
一步低估。通常的t检验和F检验都不能有效的使用,也使预测置信区间不可
靠,降低了预测的精度。
自相关的检验:1.图示检验法 2.DW检验法
自相关的补救:如果自相关系数ρ是已知的,使用广义差分法消除序列相关:如果自相关系
数ρ是未知的,我们可采用科克伦—奥克特迭代法或德宾两步法求的ρ的估计
值,然后用广义差分法消除序列相关。
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