广义差分法的EViews软件实现.ppt
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1、1计量经济学计量经济学第六章第六章自自 相相 关关2引子引子:t检验和检验和F检验一定就可靠吗检验一定就可靠吗?研究居民储蓄存款研究居民储蓄存款 与居民收入与居民收入 的关系:的关系:用普通最小二乘法估计其参数,结果为用普通最小二乘法估计其参数,结果为 (1.8690)(0.0055)=(14.9343)(64.2069)3检验结果表明:检验结果表明:回归系数的标准误差非常小,回归系数的标准误差非常小,t 统统计量较大,说明居民收入计量较大,说明居民收入 对居民储蓄存款对居民储蓄存款 的的影响非常显著。同时可决系数也非常高,影响非常显著。同时可决系数也非常高,F统计量统计量为为4122.531
2、,也表明模型异常的显著。,也表明模型异常的显著。但此估计结果可能是虚假的,但此估计结果可能是虚假的,t t统计量和统计量和F F统计量统计量都被虚假地夸大,因此所得结果是不可信的。为都被虚假地夸大,因此所得结果是不可信的。为什么呢什么呢?4 本章讨论四个问题:什么是自相关什么是自相关 自相关的后果自相关的后果 自相关的检验自相关的检验 自相关性的补救自相关性的补救第六章第六章 自相关自相关5第一节第一节 什么是自相关什么是自相关 本节基本内容本节基本内容:自相关的概念自相关的概念 自相关产生的原因自相关产生的原因 自相关的表现形式自相关的表现形式 6一、自相关的概念一、自相关的概念自相关自相关
3、(auto correlation),又称),又称序列相关序列相关(serial correlation)是指总体回归模型的随机)是指总体回归模型的随机误差项之间存在相关关系。即不同观测点上的误差项之间存在相关关系。即不同观测点上的误差项彼此相关。可以表示为误差项彼此相关。可以表示为:7一阶自相关系数一阶自相关系数自相关系数自相关系数 的定义与普通相关系的公式形式相同的定义与普通相关系的公式形式相同的取值范围为的取值范围为式(式(6.1)中)中 是是 滞后一期的随机误差项。滞后一期的随机误差项。因此,将式(因此,将式(6.1)计算的自相关系数)计算的自相关系数 称为一阶自称为一阶自相关系数。相
4、关系数。8二、自相关产生的原因二、自相关产生的原因自自相相关关产产生生的的原原因因经济系统的惯性经济系统的惯性经济活动的滞后效应经济活动的滞后效应 数据处理造成的相关数据处理造成的相关蛛网现象蛛网现象 模型设定偏误模型设定偏误 9自相关现象大多出现在时间序列数据中,而经自相关现象大多出现在时间序列数据中,而经济系统的经济行为都具有时间上的惯性。济系统的经济行为都具有时间上的惯性。如如GDP、价格、就业等经济指标都会随经济系、价格、就业等经济指标都会随经济系统的周期而波动。例如,在经济高涨时期,较统的周期而波动。例如,在经济高涨时期,较高的经济增长率会持续一段时间,而在经济衰高的经济增长率会持续
5、一段时间,而在经济衰退期,较高的失业率也会持续一段时间,这种退期,较高的失业率也会持续一段时间,这种现象就会表现为经济指标的自相关现象。现象就会表现为经济指标的自相关现象。原因原因1经济系统的惯性经济系统的惯性10滞后效应是指某一指标对另一指标的影响不仅限于当滞后效应是指某一指标对另一指标的影响不仅限于当期而是延续若干期。由此带来变量的自相关。期而是延续若干期。由此带来变量的自相关。例如,居民当期可支配收入的增加,不会使居民的消例如,居民当期可支配收入的增加,不会使居民的消费水平在当期就达到应有水平,而是要经过若干期才费水平在当期就达到应有水平,而是要经过若干期才能达到。因为人的消费观念的改变
6、客观上存在自适应能达到。因为人的消费观念的改变客观上存在自适应期。期。原因原因2 经济活动的滞后效应经济活动的滞后效应11因为某些原因对数据进行了修整和内插处理,因为某些原因对数据进行了修整和内插处理,在这样的数据序列中就会有自相关。在这样的数据序列中就会有自相关。例如,将月度数据调整为季度数据,由于采用例如,将月度数据调整为季度数据,由于采用了加合处理,修匀了月度数据的波动,使季度了加合处理,修匀了月度数据的波动,使季度数据具有平滑性,这种平滑性产生自相关。对数据具有平滑性,这种平滑性产生自相关。对缺失的历史资料,采用特定统计方法进行内插缺失的历史资料,采用特定统计方法进行内插处理,使得数据
7、前后期相关,产生了自相关。处理,使得数据前后期相关,产生了自相关。原因原因3数据处理造成的相关数据处理造成的相关12原因原因4 4蛛网现象蛛网现象蛛网现象是微观经济学中的蛛网现象是微观经济学中的一个概念。它表示某种商品一个概念。它表示某种商品的供给量受前一期价格影响的供给量受前一期价格影响而表现出来的某种规律性,而表现出来的某种规律性,即呈蛛网状收敛或发散于供即呈蛛网状收敛或发散于供需的均衡点需的均衡点。许多农产品的供给呈现为许多农产品的供给呈现为蛛网现象,供给对价格的蛛网现象,供给对价格的反应要滞后一段时间,因反应要滞后一段时间,因为供给需要经过一定的时为供给需要经过一定的时间才能实现。如果
8、时期间才能实现。如果时期 的价格的价格 低于上一期的低于上一期的价格价格 ,农民就会减少,农民就会减少时期时期 的生产量。如的生产量。如此则形成蛛网现象,此时此则形成蛛网现象,此时的供给模型为的供给模型为:13如果模型中省略了某些重要的解释变量或者模型函如果模型中省略了某些重要的解释变量或者模型函数形式不正确,都会产生系统误差,这种误差存在数形式不正确,都会产生系统误差,这种误差存在于随机误差项中,从而带来了自相关。由于该现象于随机误差项中,从而带来了自相关。由于该现象是由于设定失误造成的自相关,因此,也称其为虚是由于设定失误造成的自相关,因此,也称其为虚假自相关。假自相关。原因原因5模型设定
9、偏误模型设定偏误14例如,应该用两个解释变量,即例如,应该用两个解释变量,即:而建立模型时,模型设定为而建立模型时,模型设定为:则则 对对 的影响便归入随机误差项的影响便归入随机误差项 中,由于中,由于 在不同观测点上是相关的,这就造成了在不同观测点上是相关的,这就造成了 在不同观在不同观测点是相关的,呈现出系统模式,此时测点是相关的,呈现出系统模式,此时 是自相关是自相关的。的。15 模型形式设定偏误也会导致自相关现象。如将成本模型形式设定偏误也会导致自相关现象。如将成本曲线设定为线性成本曲线,则必定会导致自相关。曲线设定为线性成本曲线,则必定会导致自相关。由设定偏误产生的自相关是一种虚假自
10、相关,可通由设定偏误产生的自相关是一种虚假自相关,可通过改变模型设定予以消除。过改变模型设定予以消除。自相关关系主要存在于时间序列数据中,但是在横自相关关系主要存在于时间序列数据中,但是在横截面数据中,也可能会出现自相关截面数据中,也可能会出现自相关,通常称其为空通常称其为空间自相关(间自相关(Spatial auto correlation)。)。16 例如,在消费行为中,一个家庭、一个地区的消费例如,在消费行为中,一个家庭、一个地区的消费行为可能会影响另外一些家庭和另外一些地区,就行为可能会影响另外一些家庭和另外一些地区,就是说不同观测点的随机误差项可能是相关的。是说不同观测点的随机误差项
11、可能是相关的。多数经济时间序列在较长时间内都表现为上升或下多数经济时间序列在较长时间内都表现为上升或下降的超势,因此大多表现为正自相关。但就自相关降的超势,因此大多表现为正自相关。但就自相关本身而言是可以为正相关也可以为负相关。本身而言是可以为正相关也可以为负相关。17三、自相关的表现形式三、自相关的表现形式自相关是自相关是 序列自身的相关,因随机误差序列自身的相关,因随机误差项的关联形式不同而具有不同的自相关形式。项的关联形式不同而具有不同的自相关形式。自相关多出现在时间序列数据中。自相关多出现在时间序列数据中。18对于样本观测期为对于样本观测期为 的时间序列数据,可得到总的时间序列数据,可
12、得到总体回归模型体回归模型(PRF)的随机项为的随机项为 ,如,如果自相关形式为果自相关形式为其中其中 为自相关系数,为自相关系数,为经典误差项,即为经典误差项,即则此式称为则此式称为一阶自回归模式一阶自回归模式,记为,记为 。因为。因为模型中模型中 是是 滞后一期的值,因此称为一阶。滞后一期的值,因此称为一阶。此式中的此式中的 也称为一阶自相关系数。也称为一阶自相关系数。自相关的形式自相关的形式19如果式中的随机误差项如果式中的随机误差项 不是经典误差项,即其不是经典误差项,即其中包含有中包含有 的成份,如包含有的成份,如包含有 则需将则需将 显含在回归模型中,其为显含在回归模型中,其为其中
13、,其中,为一阶自相关系数,为一阶自相关系数,为二阶自相关系为二阶自相关系数,数,是经典误差项。此式为是经典误差项。此式为二阶自回归模式二阶自回归模式,记为记为 。20一般地,如果一般地,如果 之间的关系为之间的关系为其中,其中,为经典误差项。为经典误差项。则称此式为则称此式为 阶自回阶自回归模式,记为归模式,记为 。在经济计量分析中,通常采用一阶自回归形式,在经济计量分析中,通常采用一阶自回归形式,即假定自回归形式为一阶自回归即假定自回归形式为一阶自回归 。21第二节第二节 自相关的后果自相关的后果 本节基本内容本节基本内容:自相关对参数估计的影响自相关对参数估计的影响 自相关对模型检验的影响
14、自相关对模型检验的影响 自相关对模型预测的影响自相关对模型预测的影响22一、对参数估计的影响一、对参数估计的影响在有自相关的条件下,仍然使用普通最小二乘法在有自相关的条件下,仍然使用普通最小二乘法将低估估计量将低估估计量 的方差的方差 并且并且 将低估真实的将低估真实的23对于一元线性回归模型,当对于一元线性回归模型,当 为经典误差项时,普为经典误差项时,普通最小二乘估计量通最小二乘估计量 的方差为的方差为:随机误差项随机误差项 有自相关时,有自相关时,依然是无偏的,依然是无偏的,即即 ,这一点在普通最小二乘法无偏,这一点在普通最小二乘法无偏性证明中可以看到。因为,无偏性证明并不需性证明中可以
15、看到。因为,无偏性证明并不需要要 满足无自相关的假定。那么,最小二乘估满足无自相关的假定。那么,最小二乘估计量计量 是否是有效呢?下面我们将说明。是否是有效呢?下面我们将说明。24例如,一元回归中例如,一元回归中25当存在自相关时,普通最小二乘估计量不再是最佳线当存在自相关时,普通最小二乘估计量不再是最佳线性无估计量,即它在线性无偏估计量中不是方差最小性无估计量,即它在线性无偏估计量中不是方差最小的。在实际经济系统中,通常存在正的自相关,即的。在实际经济系统中,通常存在正的自相关,即 ,同时,同时 序列自身也呈正相关,因此式序列自身也呈正相关,因此式(6.18)(6.18)右边右边括号内的值通
16、常大于括号内的值通常大于0 0。因此,在有自相关的条件下,。因此,在有自相关的条件下,仍然使用普通最小二乘法将低估估计量仍然使用普通最小二乘法将低估估计量 的方差的方差 。将低估真实的将低估真实的 。26二、对模型检验的影响二、对模型检验的影响对模型检验的影响对模型检验的影响考虑自相关时考虑自相关时的检验的检验 忽视自相关时忽视自相关时的检验的检验27由于由于 并不是所有线性无偏估计量中最小的,并不是所有线性无偏估计量中最小的,使用使用t t检验判断回归系数的显著性时就可能得到错误检验判断回归系数的显著性时就可能得到错误的结论。的结论。t t检验统计量为:检验统计量为:由于由于 的错误夸大,得
17、到的的错误夸大,得到的 统计量就可统计量就可能小于临界值能小于临界值 ,从而得到参数,从而得到参数 不显著的结不显著的结论。而这一结论可能是不正确的。论。而这一结论可能是不正确的。考虑自相关时的检验考虑自相关时的检验28 如果我们忽视自相关问题依然假设经典假定成立,如果我们忽视自相关问题依然假设经典假定成立,使用使用 ,将会导致错误结果,将会导致错误结果。当当 ,即有正相关时,对所有的,即有正相关时,对所有的 有有 。另外回归模型中的解释变量在不同时期通常是正相另外回归模型中的解释变量在不同时期通常是正相关的,对于关的,对于 和和 来说来说 是大于是大于0 0的。的。忽视自相关时的检验忽视自相
18、关时的检验29因此,普通最小二乘法的方差因此,普通最小二乘法的方差 通常会低估通常会低估 的真实方差。当的真实方差。当 较大和较大和 有有较强的正自相关时,普通最小二乘估计量的方较强的正自相关时,普通最小二乘估计量的方差会有很大偏差,这会夸大估计量的估计精度,差会有很大偏差,这会夸大估计量的估计精度,即得到较小的标准误。即得到较小的标准误。因此在有自相关时,普通最小二乘估计因此在有自相关时,普通最小二乘估计 的标的标准误就不可靠了。准误就不可靠了。30一个被低估了的标准误意味着一个较大的一个被低估了的标准误意味着一个较大的t统计统计量。因此,当量。因此,当 时,通常时,通常t统计量都很大。统计
19、量都很大。这种有偏的这种有偏的t统计量不能用来判断回归系数的显统计量不能用来判断回归系数的显著性。著性。综上所述,在自相关情形下,无论考虑自相关,综上所述,在自相关情形下,无论考虑自相关,还是忽视自相关,通常的回归系统显著性的还是忽视自相关,通常的回归系统显著性的t检检验都将是无效的。验都将是无效的。类似地类似地,由于自相关的存在由于自相关的存在,参数的最小二乘估计参数的最小二乘估计量是无效的,使得量是无效的,使得F检验和检验和t检验不再可靠。检验不再可靠。31三、对模型预测的影响三、对模型预测的影响模型预测的精度决定于抽样误差和总体误差项的模型预测的精度决定于抽样误差和总体误差项的方差方差
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