【精品】分布滞后模型与自回归模型-计量经济学精品ppt课件.ppt
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1、分布滞后模型与自回归模型-计量经济学引子引子:货币政策效应的时滞货币政策效应的时滞 货币供给的变化对经济影响很大,货币政策总是货币供给的变化对经济影响很大,货币政策总是 备受关注。备受关注。货币政策的影响效应存在着时间上的滞后。在货币政策的传货币政策的影响效应存在着时间上的滞后。在货币政策的传导过程中,货币扩张首先促使利率降低,或者一般价格水平导过程中,货币扩张首先促使利率降低,或者一般价格水平的上升,这需要一段时间。的上升,这需要一段时间。这些因素对以这些因素对以GDP为代表的经济增长的影响,更是需要一为代表的经济增长的影响,更是需要一段时间才能显示出来。只有经过一段时间以后,支出对利率段时
2、间才能显示出来。只有经过一段时间以后,支出对利率的反应增强,投资、进出口和消费才会不断上升,货币政的反应增强,投资、进出口和消费才会不断上升,货币政 策才最终促使策才最终促使GDP增加。通常,货币扩张对增加。通常,货币扩张对GDP影响的最影响的最高点可能是在政策实施以后的一到两年间达到。高点可能是在政策实施以后的一到两年间达到。2 在现实经济活动中,滞后现象是普遍存在的,这在现实经济活动中,滞后现象是普遍存在的,这就要求我们在做经济分析时应该考虑时滞的影响。就要求我们在做经济分析时应该考虑时滞的影响。怎样才能把这类时间上滞后的经济关系纳入计量怎样才能把这类时间上滞后的经济关系纳入计量经济模型呢
3、?经济模型呢?思思 考考3 第第 七七 章章分布滞后模型与自回归模型分布滞后模型与自回归模型 本章主要讨论本章主要讨论:滞后效应与滞后变量模型滞后效应与滞后变量模型 分布滞后模型的估计分布滞后模型的估计 自回归模型的构建自回归模型的构建 自回归模型的估计自回归模型的估计4第一节第一节 滞后效应与滞后变量模型滞后效应与滞后变量模型 本节基本内容本节基本内容:经济活动中的滞后现象经济活动中的滞后现象 滞后效应产生的原因滞后效应产生的原因 滞后变量模型滞后变量模型 5滞后变量:滞后变量:是指过去时期的、对当前被解释变量是指过去时期的、对当前被解释变量产生影响的变量。滞后变量分为滞后解释变量与产生影响
4、的变量。滞后变量分为滞后解释变量与滞后被解释变量。滞后被解释变量。把滞后变量引入回归模型,这种回归模型称为把滞后变量引入回归模型,这种回归模型称为滞滞后变量模型。后变量模型。三、滞后变量模型三、滞后变量模型8滞后变量模型的一般形式为滞后变量模型的一般形式为其中其中 分别为滞后解释变量和滞后被解释变分别为滞后解释变量和滞后被解释变量的滞后期长度。量的滞后期长度。9 1.1.分布滞后模型分布滞后模型 被解释变量受解释变量的影响分布在解释变量不被解释变量受解释变量的影响分布在解释变量不同时期的滞后值上,即模型形如同时期的滞后值上,即模型形如 具有这种滞后分布结构的模型称为具有这种滞后分布结构的模型称
5、为分布滞后模型分布滞后模型,其中其中 为滞后长度。根据滞后长度为滞后长度。根据滞后长度 取为有限取为有限和无限,模型分别称为有限分布滞后模型和无限和无限,模型分别称为有限分布滞后模型和无限分布滞后模型。分布滞后模型。10 在分布滞后模型中,各系数体现了解释变量的各个滞在分布滞后模型中,各系数体现了解释变量的各个滞后值对被解释变量的不同影响程度,即通常所说的乘后值对被解释变量的不同影响程度,即通常所说的乘数效应:数效应:称为:称为短期乘数短期乘数或即期乘数,表示本期或即期乘数,表示本期 变变动一个单位对动一个单位对 值的平均影响大小;值的平均影响大小;:称为:称为延迟乘数延迟乘数或动态乘数,表示
6、过去各时期或动态乘数,表示过去各时期 变动一个单位对变动一个单位对 值的平均影响大小;值的平均影响大小;:称为:称为长期乘数长期乘数或总分布乘数,表示或总分布乘数,表示 变动一变动一个单位时,由于滞后效应而形成的对个单位时,由于滞后效应而形成的对 总的影响大总的影响大小。小。11 2.自回归模型自回归模型 如果滞后变量模型的解释变量仅包括自变量如果滞后变量模型的解释变量仅包括自变量 的当期值和被解释变量的若干期滞后值,即模的当期值和被解释变量的若干期滞后值,即模型形如型形如 则称这类模型为则称这类模型为自回归模型自回归模型,其中,其中 称为自回称为自回归模型的阶数。归模型的阶数。12第二节第二
7、节 分布滞后模型的估计分布滞后模型的估计 本节基本内容本节基本内容:分布滞后模型估计的困难分布滞后模型估计的困难 经验加权估计法经验加权估计法 阿尔蒙法阿尔蒙法13一、分布滞后模型估计的困难一、分布滞后模型估计的困难l 自由度问题自由度问题:有效样本容量有效样本容量n-sn-sl 多重共线性问题多重共线性问题l 滞后长度难于确定的问题滞后长度难于确定的问题燃油消耗量Y与订货量X之间的关系14 处理方法:处理方法:对于有限分布滞后模型,其基本思想是设法有目对于有限分布滞后模型,其基本思想是设法有目的地的地减少需要直接估计的模型参数个数减少需要直接估计的模型参数个数,以缓解,以缓解多重共线性,保证
8、自由度。多重共线性,保证自由度。对于无限分布滞后模型,主要是通过适当的模型对于无限分布滞后模型,主要是通过适当的模型变换,使其变换,使其转化为只需估计有限个参数转化为只需估计有限个参数的自回归的自回归模型。模型。15二、经验加权估计法二、经验加权估计法 所谓所谓经验加权估计法经验加权估计法,是根据实际经济问,是根据实际经济问题的特点及经验判断,对滞后变量赋予一题的特点及经验判断,对滞后变量赋予一定的定的权数权数,利用这些权数构成各滞后变量,利用这些权数构成各滞后变量的线性组合,以形成新的变量,再应用最的线性组合,以形成新的变量,再应用最小二乘法进行估计。小二乘法进行估计。常见的滞后结构类型:常
9、见的滞后结构类型:递减滞后结构:权数远小近大递减滞后结构:权数远小近大 不变滞后结构:权数不变不变滞后结构:权数不变 型滞后结构:两头小中间大型滞后结构:两头小中间大 16图图7.1 常见的滞后结构类型常见的滞后结构类型wt0(a)wt0(b)wt0(c)17 优点:优点:简单易行、不损失自由度、避免多重共简单易行、不损失自由度、避免多重共线性干扰及参数估计具有一致性。线性干扰及参数估计具有一致性。缺点:缺点:设置权数的主观随意性较大,要求分析设置权数的主观随意性较大,要求分析者对实际问题的特征有比较透彻的了解。通常者对实际问题的特征有比较透彻的了解。通常的做法是,依据先验信息,多选几组权数分
10、别的做法是,依据先验信息,多选几组权数分别估计多个模型,然后根据可决系数、估计多个模型,然后根据可决系数、F检验值、检验值、t检验值、估计标准误以及检验值、估计标准误以及DW值,从中选出最值,从中选出最佳估计方程。佳估计方程。18【例【例7.3】已知已知19551974年期间美国制造业年期间美国制造业库存量库存量 和销售额和销售额 的统计资料如表的统计资料如表7.1(金额单位:亿美元)。设定有限分布滞后模(金额单位:亿美元)。设定有限分布滞后模型为:型为:运用经验加权法,选择下列三组权数:运用经验加权法,选择下列三组权数:(1)1,1/2,1/4,1/8 (2)1/4,1/2,2/3,1/4
11、(3)1/4,1/4,1/4,1/4 分别估计上述模型,并从中选择最佳的方程。分别估计上述模型,并从中选择最佳的方程。(数据见教材表(数据见教材表7.1)19 记新的线性组合变量分别为:记新的线性组合变量分别为:由上述公式生成线性组合变量由上述公式生成线性组合变量 的数据。的数据。然后分别估计如下经验加权模型。然后分别估计如下经验加权模型。20回归分析结果整理如下回归分析结果整理如下模型一:模型一:模型二:模型二:21 模型三:模型三:从上述回归分析结果可以看出,模型一的扰动从上述回归分析结果可以看出,模型一的扰动项无一阶自相关,模型二、模型三扰动项存在一项无一阶自相关,模型二、模型三扰动项存
12、在一阶正自相关;再综合判断可决系数、阶正自相关;再综合判断可决系数、F 检验值、检验值、t 检验值,可以认为:最佳的方程是模型一,即检验值,可以认为:最佳的方程是模型一,即权数为(权数为(1,1/2,1/4,1/8)的分布滞后模型。)的分布滞后模型。22 三、阿尔蒙法三、阿尔蒙法 目的:目的:消除多重共线性的影响消除多重共线性的影响。基本原理:基本原理:在有限分布滞后模型滞后长度在有限分布滞后模型滞后长度 已已知的情况下,知的情况下,滞后项系数有看成是相应滞后期滞后项系数有看成是相应滞后期 的函数的函数。在以滞后期。在以滞后期 为横轴、滞后系数取值为横轴、滞后系数取值为纵轴的坐标系中,如果这些
13、滞后系数落在一为纵轴的坐标系中,如果这些滞后系数落在一条光滑曲线上,或近似落在一条光滑曲线上,条光滑曲线上,或近似落在一条光滑曲线上,则可以由一个关于则可以由一个关于 的次数较低的的次数较低的 次多项式次多项式很好地逼近,即很好地逼近,即 23此式称为阿尔蒙多项式变换(图此式称为阿尔蒙多项式变换(图7.27.2)。)。24 将阿尔蒙多项式变换代入分布滞后模型并整理,将阿尔蒙多项式变换代入分布滞后模型并整理,模型变为如下形式模型变为如下形式 其中其中(7.5)25 对于模型(对于模型(7.5),在满足古典假定的条件下,),在满足古典假定的条件下,可用最小二乘法进行估计。将估计的参数代入阿可用最小
14、二乘法进行估计。将估计的参数代入阿尔蒙多项式,就可求出原分布滞后模型参数的估尔蒙多项式,就可求出原分布滞后模型参数的估计值。计值。在实际应用中,阿尔蒙多项式的次数在实际应用中,阿尔蒙多项式的次数 通常取得通常取得较低,一般取较低,一般取2或或3,很少超过,很少超过4。26 本节基本内容本节基本内容:库伊克模型库伊克模型 自适应预期模型自适应预期模型 局部调整模型局部调整模型 第三节第三节 自回归模型的构建自回归模型的构建27一、库伊克模型一、库伊克模型 无限分布滞后模型中滞后项无限多无限分布滞后模型中滞后项无限多,而样本观测,而样本观测总是有限的,因此不可能对其直接进行估计。要总是有限的,因此
15、不可能对其直接进行估计。要使模型估计能够顺利进行,必须施加一些约束或使模型估计能够顺利进行,必须施加一些约束或假定条件,将模型的结构作某种转化。假定条件,将模型的结构作某种转化。库伊克(库伊克(Koyck)变换就是其中较具代表性的方)变换就是其中较具代表性的方法。法。28 对于如下无限分布滞后模型:对于如下无限分布滞后模型:可以假定滞后解释变量可以假定滞后解释变量 对被解释变量对被解释变量 的影的影响随着滞后期响随着滞后期 的增加而按几何级数衰减。即滞的增加而按几何级数衰减。即滞后系数的衰减服从某种公比小于后系数的衰减服从某种公比小于1的几何级数:的几何级数:其中:其中:为常数,公比为常数,公
16、比 为待估参数。为待估参数。(7.6)(7.7)库伊克假定:库伊克假定:29 通常称为通常称为分布滞后衰减率分布滞后衰减率,值越接近零,衰减,值越接近零,衰减速度越快(如图速度越快(如图7.37.3)。)。1-1-为调整速度。为调整速度。图图7.3 7.3 按几何级数衰减的滞后结构(库伊克按几何级数衰减的滞后结构(库伊克)30 将库伊克假定(将库伊克假定(7.7)式代入()式代入(7.6)式,得)式,得 将(将(7.8)滞后一期,有)滞后一期,有 (7.8)(7.9)31这就是这就是库伊克模型库伊克模型。上述变换过程也叫。上述变换过程也叫库伊克库伊克变换。变换。对(对(7.9)式两边同乘)式两
17、边同乘 并与(并与(7.8)式相减得)式相减得:即即32令令 则库伊克模型(则库伊克模型(7.10)式变为)式变为 这是一个一阶自回归模型。这是一个一阶自回归模型。(7.12)33 1.1.以一个滞后被解释变量代替了大量的滞后解以一个滞后被解释变量代替了大量的滞后解释变量释变量,使模型结构得到极大简化,最大限度,使模型结构得到极大简化,最大限度地保证了自由度,解决了滞后长度难以确定的地保证了自由度,解决了滞后长度难以确定的问题;问题;2.2.滞后一期的被解释变量与滞后一期的被解释变量与 的线性相关程的线性相关程度将低于度将低于 的各滞后值之间的相关程度,从而的各滞后值之间的相关程度,从而在很大
18、程度上缓解了多重共线性。在很大程度上缓解了多重共线性。库伊克变换的优点库伊克变换的优点34 1.1.它假定无限滞后分布呈几何递减滞后结构。它假定无限滞后分布呈几何递减滞后结构。这种假定对某些经济变量可能不适用,如固定资这种假定对某些经济变量可能不适用,如固定资 产投资对总产出影响的滞后结构就不是这种类型。产投资对总产出影响的滞后结构就不是这种类型。2.2.库伊克模型的随机扰动项形如库伊克模型的随机扰动项形如 说明新模型的随机扰动项存在一阶自相关,且与说明新模型的随机扰动项存在一阶自相关,且与 解释变量相关。解释变量相关。库伊克变换的缺陷库伊克变换的缺陷35 3.3.将随机变量作为解释变量引入了
19、模型,不一将随机变量作为解释变量引入了模型,不一定符合基本假定。定符合基本假定。4.4.库伊克变换是纯粹的数学运算结果,缺乏经库伊克变换是纯粹的数学运算结果,缺乏经济理论依据。济理论依据。这些缺陷,特别是第二个缺陷,将给模型的参这些缺陷,特别是第二个缺陷,将给模型的参数估计带来定困难。数估计带来定困难。36二、自适应预期模型二、自适应预期模型 某些经济变量的变化会或多或少地受到某些经济变量的变化会或多或少地受到另一些经济另一些经济变量预期值的影响变量预期值的影响。为了处理这种经济现象,可以。为了处理这种经济现象,可以将解释变量预期值引入模型建立将解释变量预期值引入模型建立“期望模型期望模型”。
20、例如,包含一个预期解释变量的例如,包含一个预期解释变量的“期望模型期望模型”可以可以表现为如下形式:表现为如下形式:其中,其中,为被解释变量,为被解释变量,为解释变量预期值,为解释变量预期值,为随机扰动项。为随机扰动项。37难点难点预期是对未来的判断,在大多数情况下,预期值预期是对未来的判断,在大多数情况下,预期值是不可观测的。因此,实际应用中需要对预期的是不可观测的。因此,实际应用中需要对预期的形成机理作出某种假定。自适应预期假定就是其形成机理作出某种假定。自适应预期假定就是其中之一,具有一定代表性。中之一,具有一定代表性。38自适应预期假定:自适应预期假定:经济活动主体对某经济变量的预期,
21、是通过一种经济活动主体对某经济变量的预期,是通过一种简单的学习过程而形成的,其机理是,经济活动简单的学习过程而形成的,其机理是,经济活动主体会根据自己过去在作预期时所犯错误的程主体会根据自己过去在作预期时所犯错误的程度,来修正他们以后每一时期的预期,即按照过度,来修正他们以后每一时期的预期,即按照过去预测偏差的某一比例对当前期望进行修正,使去预测偏差的某一比例对当前期望进行修正,使其适应新的经济环境。其适应新的经济环境。39用数学式子表示就是用数学式子表示就是其中其中参数为调节系数,也称为适应系数参数为调节系数,也称为适应系数。这一调。这一调整过程叫做自适应过程。整过程叫做自适应过程。通常,将
22、通常,将解释变量预期解释变量预期值满足自适应调整过值满足自适应调整过程的的期望模型,称为自适应预期模型程的的期望模型,称为自适应预期模型(Adaptive expectation model)。)。40根据自适应预期假定,将根据自适应预期假定,将X X预期代入原方程,并预期代入原方程,并将原方程取滞后一期,再合并后可将自适应预将原方程取滞后一期,再合并后可将自适应预期模型转化为一阶自回归形式:期模型转化为一阶自回归形式:其中其中 如果能得到参数的估计值,可得到自适应预期如果能得到参数的估计值,可得到自适应预期模型的参数估计值。模型的参数估计值。41 在经济活动中,会遇到为了适应解释变量的变化,
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