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計量經(jīng)濟模型中的異方差和序列相關(guān)問題

發(fā)布時間:2016-11-26 01:13

  本文關(guān)鍵詞:計量經(jīng)濟模型中的異方差和序列相關(guān)問題,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


第16卷第3期2005年06月

中原工學(xué)院學(xué)報

JOURNALOFZHONGYUANINSn'IITI'E

OF咖LOGY

V01.16No.3

Jun.,2005

文章編號:1671—6906(20c15)03—0057—04

計量經(jīng)濟模型中的異方差和序列相關(guān)問題

魏冉1,2

(1.東華大學(xué),上海200051;2.中原工學(xué)院,河南鄭州450007)

摘要:通過分析兩種違背計量經(jīng)濟模型基本假設(shè)的異方差和序列相關(guān)問題,以最小二乘法為主要方法,提出多種新型參數(shù)檢驗和參數(shù)修正的方法,從而提高計量模型的合理性和預(yù)測的有效性.關(guān)鍵詞:

計量經(jīng)濟模型;異方差;序列相關(guān);檢驗;修正

文獻標(biāo)識碼:A

中圖分類號:F224.9

在建立宏觀經(jīng)濟模型、預(yù)測經(jīng)濟發(fā)展趨勢和模擬政策效果方面,計量經(jīng)濟學(xué)正在起著越來越重要的作用,得到越來越廣泛的應(yīng)用.其中利用最小二乘法(OLS)建立回歸模型并進行參數(shù)估計是計量經(jīng)濟研究

的基礎(chǔ)和常用方法之一.在一定假設(shè)下,OLS估計是無偏的、一致的和有效的估計,參數(shù)估計的分布可以用來

假設(shè)1:x與y之間的關(guān)系是線性的;假設(shè)2:x是非隨機變量,它的值是確定的;

假設(shè)3:誤差項的期望為0:E(£)=0;

假設(shè)4:對于所有觀測值,誤差項具有相同的方差,即E(e2)=口2;

構(gòu)造置信區(qū)間和對模型做假設(shè)檢驗.但當(dāng)這些假設(shè)條件不能滿足時,利用OLS法進行的參數(shù)估計將出現(xiàn)很大偏差,不能作為參考的依據(jù).筆者將闡述計量經(jīng)濟模型中出現(xiàn)異方差和序列相關(guān)問題時,檢驗和調(diào)整參數(shù)估計的方法.本文會偏重介紹可以用計算機軟件(E.views3.0)直接實現(xiàn)的一些模型,通常這些模型也是計量經(jīng)濟研究中常用到的.

假設(shè)5:隨機變量£f之間在統(tǒng)計上是獨立的;假設(shè)6:誤差項服從正態(tài)分布.

1.2異方差和序列相關(guān)性1.2.1異方差性

異方差性是對基本“假設(shè)4”的違背,即當(dāng)i≠_『時,存在O"i#o-j.

計量經(jīng)濟建模中,,有時假設(shè)誤差項具有同方差是不合理的.該情況在截面數(shù)據(jù)中常常出現(xiàn).異方差存在時,OLS法給誤差方差大的觀測以較大的權(quán)重,而給誤差方差小的觀測以較小的權(quán)重,這時普通最小參數(shù)估計量雖然是無偏和一致的,但它們不再是有效的,也就是說會造成不滿足參數(shù)最小方差性及參數(shù)不顯著為非

零的后果.

1.2.2序列相關(guān)性(自相關(guān)性)

異方差和序列相關(guān)問題存在的理

論原理

1.1回歸模型的經(jīng)典假設(shè)

首先把模型定義為如下形式:

Yi

2口+盧Xi+£f序列相關(guān)性(自相關(guān)性)是對基本“假設(shè)5”的違背.實際中,關(guān)于不同觀測所對應(yīng)的誤差不相關(guān)的假設(shè)在時間序列分析時常常不能成立.序列相關(guān)性不影響普通最小二乘回歸估計量的無偏性和一致性,但是會影響到它們的有效性.如果仍用OLS法估計,也會造成不滿足參數(shù)最小乘方性及參數(shù)不顯著性.

其中y是隨機變量,置是確定的或非隨機變量,而si是隨機誤差項,它的取值取決于一個基本的概率

分布,是由于各種因素的相互作用而產(chǎn)生的.

通過列出模型的重要假設(shè),我們可以完整地定義

線性回歸模型.

收稿日期:2005一03—17

作者簡介:魏冉(1976一),女,河南安陽人,東華大學(xué)碩士生.

萬方數(shù)據(jù)

中原工學(xué)院學(xué)報2005年第16卷

問題的檢驗

依據(jù)計量經(jīng)濟學(xué)的研究方法,檢驗問題是否確實

存在是對其進行處理的前提和基礎(chǔ).這一點對本文所要探討的兩個問題也不例外.

2.1異方差的檢驗方法

異方差的檢驗方法分為正式和非正式兩種.所有正式的統(tǒng)計檢驗方法都不同程度地依賴于殘差的平

方.

2.1.1殘差觀察

實踐中,第一個有用的方法是一個非正式的檢驗,即對殘差進行觀察,看方差的估計是否隨觀測值而變,這時最好計算殘差的平方和.如果模型是時間序列模型,這些殘差平方關(guān)于時問的散點圖會告訴我們,估計

的方差是否隨時間而增加;如果是截面數(shù)據(jù),殘差的平

方關(guān)于一個或幾個解釋變量的散點圖,將起到同樣的

作用.

2.1.2

Goldfeld—Guandt檢驗

該檢驗方法最初應(yīng)用主要是針對一元回歸模型,并且大多是應(yīng)用在截面數(shù)據(jù)模型中.它將檢驗的數(shù)據(jù)

按誤差方差大小分為兩組,分別進行回歸.如果不能證明兩組殘差的方差有明顯差異,就不能斷定原模型存

在異方差性…1.

該方法在實際應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點:

(1)計算兩個回歸方程的殘差平方和,統(tǒng)計量ESS2/ESSl將符合分子自由度和分母自由度均為(Ⅳ一d一2矗)/2的F分布.對于給定的顯著性水平,如果統(tǒng)計量的值大于上述F分布的臨界值,就可以認(rèn)定異方

差存在.

(2)可以省略樣本中間的d項觀測值.D的大小

可以選擇,常用為總樣本容量的1/5.

(3)該方法可以很容易地通過按某一自變量的大小排列觀測值,從而可以應(yīng)用于廣義線性模型,突破一元模型的應(yīng)用局限.但在計算F統(tǒng)計量時應(yīng)注意,其自由度為(N—d一2k)/2,其中k為模型中自變量(包括

常數(shù)項)的個數(shù),較之一元模型有區(qū)別,使用時易出錯.

(4)由于對兩個回歸模型進行估計時,對回歸參數(shù)

沒有任何限制條件,統(tǒng)計的勢會有所損失.另外,在檢

驗中,省略多少個中間數(shù)據(jù)也是隨意的.如果不省略,

檢驗也可以做,但是經(jīng)驗證明,省略誤差項方差幾乎相同的一些觀測值會增加檢驗的勢.

2.1.3

Breusch.Pagan檢驗與White檢驗

萬方數(shù)據(jù)

Breusch.Pagan檢驗與珊lite檢驗[2]在使用時應(yīng)掌

握的幾點要素為:

(1)使用條件比前一方法更為寬泛:這兩種方法都不必要求按誤差項方差或某自變量增加的順序排列觀測值,但Breusch.Pagan檢驗以一種很重要的方黃依賴于誤差項服從正態(tài)分布的假設(shè),而White檢驗并不要求依賴于此.

(2)--者都是應(yīng)用驢分布來檢驗,但使用的檢驗統(tǒng)計量不相同.

表現(xiàn)在對于一元回歸模型ri=a+p置+£f

Breusch.Pagan檢驗假設(shè)真正的誤差項方差與某自變量之間存在線性關(guān)系,即

口2i=八y+泌i)

(1)

經(jīng)計算得

;2:等

弋:2

(2);霉

差=y+犯f+叱

(3)

最后推出統(tǒng)計量

掣~研

,’

4’l

(4)

、o,

而White檢驗則對回歸殘差進行回歸,得出

ej=y+BZi+Oi

(5)

通過計算擬合優(yōu)度R2,得到統(tǒng)計量為

NR2~X2

(6)

公式(3)經(jīng)過對公式(4)和公式(6)兩個統(tǒng)計量的推導(dǎo),明顯地White檢驗和Breusch.Pagan檢驗在理論

依據(jù)上非常相似,選擇采用哪一個檢驗應(yīng)根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)決定的應(yīng)用時的容易程度.

2.2

Durbin.Watson檢驗

該檢驗是序列相關(guān)問題最權(quán)威和常用的檢驗方法,采用由OIS估計法得到的殘差構(gòu)成的檢驗統(tǒng)計

量.這個統(tǒng)計量為:

D形=生L—了—一妻(三。一;l-1)2

(7)

寶享;

I=l

應(yīng)用公式(7)得到的統(tǒng)計量時應(yīng)注意:因為沒有t

=0時的觀測值,分子中的求和是從t=2開始的;DW

統(tǒng)計量的取值范圍是0~4,取值在2附近表明不存在一階序列相關(guān),取值越接近于0表明存在一階正相關(guān),越接近于4表明存在一階負(fù)相關(guān);另外,利用Eviews3.

0軟件可以根據(jù)回歸模型得到DW值,并可通過DW

統(tǒng)計值的區(qū)域表13J對照判斷模型的序列相關(guān)性.

第3期

魏冉:計量經(jīng)濟模型中的異方差和序列相關(guān)問題

?59?

表1

DW統(tǒng)計值的區(qū)域

DW值

結(jié)論

4一dj<DW<4

拒絕原假設(shè);存在負(fù)序列相關(guān)4一du<D形<4一df

無法確定2<DW<4一dI。

接受原假設(shè)也<DW<2

接受原假設(shè)dl<D1V<dJ。無法確定

0<DW<d,

拒絕原假設(shè);存在正序列相關(guān)

問題的處理及結(jié)果

3.1異方差的修正

3.1.1

已知方差情況的處理

這種情況利用加權(quán)最dx-乘法來計算.已知方差

的情景在說明如何修正異方差性時有特別重要的理論

意義,但在計量經(jīng)濟研究中很少發(fā)生.

3.1.2誤差項方差

誤差項方差隨一個自變量變化,這種現(xiàn)象在實際中經(jīng)常出現(xiàn).

假設(shè):Vat(£j)=C弼j

其中c是一個非零常數(shù),恐i是廣義線性回歸模

K=盧l+皮X2i+…+3}Xki+ef中一個自變量的觀測.設(shè)定

y?=專秭=X益2i_『=1’2’…,蠡£j=專

(8)

變換原模型為

芝=盧。瓦1+&+,)3X盤2i+..?+&瓦Xkl+轟

(9)

通過證明

Var(£7)=Va,.(最)=古玩,.(£f)=C(10)A2iA;i

由式(10)可知誤差項的方差為常數(shù),于是變換后的誤差項具有相同的方差,這樣就不再違背基本“假設(shè)

4”,消除了異方差問題對回歸模型的影響.3.2序列相關(guān)的修正

已知相鄰時刻誤差之間的相關(guān)系數(shù)』D,比較容易對普通最小二乘估計進行修正,從而得到參數(shù)的有效

萬方數(shù)據(jù)

估計.該處理方法主要是利用廣義差分法將線性模型改寫成誤差項相互獨立的模型.下面借助模型來說明具體做法:

原回歸模型為:

Yt=8l+82x2t+83x3t+…+8Ⅸh+£t

£l=陣l一1+Ol

0≤llDl<1

(11)

由于模型對任何時刻都成立,于是有

y:一1=p1+&X2I一1+…+觚一1+ef一1

在等式兩邊同乘p,并與原方程相減,得到希望的變換:

y?=pl(1一lD)+&蓋茜+…+盧岱磊+u;(12)

根據(jù)式(12)我們看到:變換后模型的誤差項相互獨立,且服從均值為零、方差相同的分布,消除了對基本假設(shè)5的違背.此時再利用OLS估計得到韻回歸參數(shù)將是有效的.

另外,在未知相關(guān)系數(shù)p時,可以利用Cochrane—Orcutt計算法或Hildreth—Lu方法[馴,經(jīng)過一系列的迭代過程,產(chǎn)生比前次更好的p的估計值.具體求解過程

如上述方法,實際應(yīng)用中可以利用Eviews3.0軟件來方

便地求解.

3.3處理結(jié)果分析

經(jīng)過上述處理過程可以看出,利用數(shù)學(xué)方法對原

模型進行代換,相應(yīng)得到新的統(tǒng)計量,并利用統(tǒng)計學(xué)的方法對該統(tǒng)計量進行驗證,證明其符合同方差和序列無關(guān)的要求.從而消除了對基本假設(shè)條件違背的因素,使我們利用OLS估計法可以得到有效的參數(shù)估計,進而得到正確的經(jīng)濟模型,提高了應(yīng)用回歸模型進行經(jīng)

濟預(yù)測的準(zhǔn)確性和合理性,達到我們建立計量經(jīng)濟模型的目的.

結(jié)語

盡管異方差和序列相關(guān)現(xiàn)象是計量經(jīng)濟模型中比較重要的兩個獨立問題,但是大量的實證研究表明二

者大多伴隨產(chǎn)生同時又極易被忽略,所以本文選取二

者為研究對象,主要圍繞檢驗和修正對這兩個問題進

行了闡述.目的在于有效地解決該種問題,使我們選用合理的經(jīng)濟模型更加準(zhǔn)確地描述經(jīng)濟現(xiàn)象,使模型作為我們思維的延伸,提高其預(yù)測的有效性,更好地為我們的經(jīng)濟生活服務(wù).

(下轉(zhuǎn)第75頁)

第3期

楊堂笠!遭梳聯(lián)工序工藝對棉結(jié)和短絨的影響

.75.

參考文獻:

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Blowing-CardingProcessTechnologyEffects

on

nepandFluff

YANGGuang,ZHANGGuang-WU

(ZhengzhouTextileMachineryCo.,Ltd,Zhengzhou450053,China)

Abstract:Thispaperanalyzes

cess

softie

factorsaffectingnepand

fluffthroughexperimentandcombiningwitcheachpro.

feature,andputsforwardcontrolmeasurement,findsoutoptimumsettle—plan,thereforethecostisreducedand

qualityis

improved.

Keywords:

blowing-chrding;nep;fluff;optimum

technology

≯ppppp妒擴p護護pp護礦≯擴pp莎p擴擴擴妒擴妒護護p護妒護擴p妒妒妒妒妒擴妒莎妒擴妒≯擴口≯

(上接第59頁)

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TheTreatmentofHeteroscedasticityandSerial

CorrelationinEconometric

Models

WEIRanI,2

(1.DonghanUniversity,Shanghai

200051;2.ZhongyuanInstituteof

Technology,Zhengzhou450007,China)

Abstract:Hetemscedasticityandserialcorrelation

ale

theoreticallyanalyzed

on

theirinconsistencywiththeimportantandCan

pa—im—

assumptionsoftheeconometricmodels.Toimprovethoseinconsistencies,severalnewmeasurementsofparametertestrametercorrection

prove

ale

developed

on

baseofthe

least—squares

estimation.Theresultsshowthatthenewmeasurements

therationality

and

efficiencyoftheeconometricmodels.

Keywo川s:

econometric

models;hetemseedastieity;serialcorrelation;parametertest;parametercorrection

萬方數(shù)據(jù)

計量經(jīng)濟模型中的異方差和序列相關(guān)問題

作者:作者單位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

魏冉, Wei Ran

東華大學(xué),上海,200051;中原工學(xué)院,河南,鄭州,4500007中原工學(xué)院學(xué)報

JOURNAL OF ZHONGYUAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY2005,16(3)

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本文編號:193272

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