《面板數(shù)據(jù)模型》ppt課件

1、第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005計(jì)計(jì) 量量 經(jīng)經(jīng) 濟(jì)濟(jì) 學(xué)學(xué)Econometrics李李 平平2006年年1月月第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005主要內(nèi)容主要內(nèi)容v面板數(shù)據(jù)面板數(shù)據(jù)Panel datav固定效應(yīng)固定效應(yīng)v隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)v固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)模型的比較固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)模型的比較第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005面板數(shù)據(jù)面板數(shù)據(jù)v常用的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)類型常用的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)類型v橫截面數(shù)據(jù)：空間橫截面數(shù)據(jù)：空間v

2、時(shí)間序列數(shù)據(jù)：時(shí)間時(shí)間序列數(shù)據(jù)：時(shí)間v面板數(shù)據(jù)混合數(shù)據(jù)、綜列數(shù)據(jù)面板數(shù)據(jù)混合數(shù)據(jù)、綜列數(shù)據(jù)第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005面板數(shù)據(jù)面板數(shù)據(jù)v為什么運(yùn)用面板數(shù)據(jù)？為什么運(yùn)用面板數(shù)據(jù)？v既能表達(dá)橫截面上不同個(gè)體的差別性，又能反映既能表達(dá)橫截面上不同個(gè)體的差別性，又能反映出某一個(gè)體的歷史信息。出某一個(gè)體的歷史信息。v可以提供可以提供“更有價(jià)值的數(shù)據(jù)，變量之間添加了多更有價(jià)值的數(shù)據(jù)，變量之間添加了多變性而減少了共線性，并且提高了自在度和估計(jì)變性而減少了共線性，并且提高了自在度和估計(jì)的有效性的有效性v更好地檢測(cè)和度量單純運(yùn)用橫截面數(shù)據(jù)或時(shí)間序

3、更好地檢測(cè)和度量單純運(yùn)用橫截面數(shù)據(jù)或時(shí)間序列數(shù)據(jù)無法觀測(cè)到的影響。列數(shù)據(jù)無法觀測(cè)到的影響。v經(jīng)過使數(shù)據(jù)適用于多個(gè)單元，面板數(shù)據(jù)可以將累經(jīng)過使數(shù)據(jù)適用于多個(gè)單元，面板數(shù)據(jù)可以將累加數(shù)據(jù)所引起的偏向降到最低。加數(shù)據(jù)所引起的偏向降到最低。例子：投資實(shí)際研討例子：投資實(shí)際研討為研討實(shí)踐總投資為研討實(shí)踐總投資I對(duì)實(shí)踐資本存量對(duì)實(shí)踐資本存量CAP和企業(yè)和企業(yè)實(shí)踐價(jià)值實(shí)踐價(jià)值PL的關(guān)系，搜集了的關(guān)系，搜集了4個(gè)公司，即通用電氣個(gè)公司，即通用電氣GE、通用汽車、通用汽車GM、美國(guó)鋼鐵、美國(guó)鋼鐵US和西屋和西屋WEST，20年年19351954的數(shù)據(jù)，共的數(shù)據(jù)，共80個(gè)觀測(cè)值。個(gè)觀測(cè)值。通用電氣通用電氣GE通用

4、汽車通用汽車GM美國(guó)鋼鐵美國(guó)鋼鐵US西屋西屋WEST123ICAPPLu思索如下模型：思索如下模型：關(guān)鍵是選取那些數(shù)據(jù)進(jìn)展回歸？關(guān)鍵是選取那些數(shù)據(jù)進(jìn)展回歸？也可在每一年都做一次橫截面回歸也可在每一年都做一次橫截面回歸20次次可對(duì)可對(duì)4個(gè)公司的時(shí)間序列數(shù)據(jù)分別做回歸個(gè)公司的時(shí)間序列數(shù)據(jù)分別做回歸4次次同時(shí)利用同時(shí)利用4個(gè)公司個(gè)公司20年的數(shù)據(jù)做年的數(shù)據(jù)做1次回歸次回歸1223321,2,3,4 1,2,.,20(0,)itititititYXXuituN第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005面板數(shù)據(jù)回歸面板數(shù)據(jù)回歸v面板數(shù)據(jù)回歸模型的估計(jì)面

5、板數(shù)據(jù)回歸模型的估計(jì)v由于同時(shí)思索時(shí)間和個(gè)體上的數(shù)據(jù)，對(duì)面板數(shù)據(jù)由于同時(shí)思索時(shí)間和個(gè)體上的數(shù)據(jù)，對(duì)面板數(shù)據(jù)模型的估計(jì)方法取決于對(duì)截距、斜率和誤差項(xiàng)在模型的估計(jì)方法取決于對(duì)截距、斜率和誤差項(xiàng)在時(shí)間和個(gè)體上的假設(shè)：時(shí)間和個(gè)體上的假設(shè)：v一切系數(shù)不隨時(shí)間和個(gè)體的變化而變化一切系數(shù)不隨時(shí)間和個(gè)體的變化而變化v斜率不變而截距隨個(gè)體變化而變化斜率不變而截距隨個(gè)體變化而變化v斜率不變而截距隨時(shí)間和個(gè)體變化而變化斜率不變而截距隨時(shí)間和個(gè)體變化而變化v斜率和截距隨個(gè)體變化而變化斜率和截距隨個(gè)體變化而變化v斜率和截距隨個(gè)體和時(shí)間變化而變化斜率和截距隨個(gè)體和時(shí)間變化而變化v第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型

6、School of Management, 2005混合回歸混合回歸PLSPLSv一切系數(shù)都不隨時(shí)間和個(gè)體的變化而變化一切系數(shù)都不隨時(shí)間和個(gè)體的變化而變化12233YXXu直接用直接用OLS估計(jì)估計(jì)雙擊雙擊單擊單擊存在的問題：假設(shè)存在的問題：假設(shè)4家不同的公司的截距項(xiàng)和斜率系數(shù)家不同的公司的截距項(xiàng)和斜率系數(shù)都完全一樣，這是相當(dāng)嚴(yán)厲的假設(shè)，很能夠扭曲了都完全一樣，這是相當(dāng)嚴(yán)厲的假設(shè)，很能夠扭曲了4個(gè)個(gè)公司公司Y和和X之間關(guān)系的真實(shí)情況之間關(guān)系的真實(shí)情況第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005固定效應(yīng)固定效應(yīng)v放寬的假設(shè)放寬的假設(shè)1：斜率系數(shù)不

7、變但截距隨個(gè)體：斜率系數(shù)不變但截距隨個(gè)體或時(shí)間而變化或時(shí)間而變化12233itiitititYXXu下標(biāo)下標(biāo)i 加到截距項(xiàng)上，闡明加到截距項(xiàng)上，闡明4個(gè)公司的截距是不一樣的，個(gè)公司的截距是不一樣的，這種差別能夠是由于每個(gè)公司的特性所引起的。這種差別能夠是由于每個(gè)公司的特性所引起的。雖然截距隨個(gè)體變化，但不隨時(shí)間變化，即在時(shí)間雖然截距隨個(gè)體變化，但不隨時(shí)間變化，即在時(shí)間上上4個(gè)公司的截距項(xiàng)是固定不變的，因此稱該模型個(gè)公司的截距項(xiàng)是固定不變的，因此稱該模型為固定效應(yīng)模型為固定效應(yīng)模型Fixed Effect Model, FEM如今的問題是，如今的問題是， 是不可觀測(cè)的，怎樣實(shí)現(xiàn)是不可觀測(cè)的，怎樣

8、實(shí)現(xiàn)模型的估計(jì)？模型的估計(jì)？1i由于由于4個(gè)公司的截距項(xiàng)不同，一種直觀的思索是以其中一個(gè)公司的截距項(xiàng)不同，一種直觀的思索是以其中一個(gè)公司的截距項(xiàng)作為規(guī)范，其他個(gè)公司的截距項(xiàng)作為規(guī)范，其他3個(gè)公司的截距項(xiàng)在此根個(gè)公司的截距項(xiàng)在此根底上作比較，而這經(jīng)過虛擬變量可以很容易地實(shí)現(xiàn)：底上作比較，而這經(jīng)過虛擬變量可以很容易地實(shí)現(xiàn)：12233442233itiiiitititYDDDXXu 代表代表GE的截距項(xiàng)，而的截距項(xiàng)，而 就可以闡明其就可以闡明其它它3家公司的截距項(xiàng)相對(duì)于家公司的截距項(xiàng)相對(duì)于GE的截距項(xiàng)有多大的不同，的截距項(xiàng)有多大的不同，即級(jí)差截距系數(shù)。即級(jí)差截距系數(shù)。1234,由于我們運(yùn)用虛擬變量來

9、描寫固定效應(yīng)，并運(yùn)用由于我們運(yùn)用虛擬變量來描寫固定效應(yīng)，并運(yùn)用OLS來估計(jì)，因此上述模型也被稱為最小二乘虛擬來估計(jì)，因此上述模型也被稱為最小二乘虛擬變量模型變量模型LSDV這些截距上的差別這些截距上的差別能夠由每個(gè)公司獨(dú)能夠由每個(gè)公司獨(dú)特的性質(zhì)引起。特的性質(zhì)引起。那個(gè)模型更好呢？那個(gè)模型更好呢？從輸出結(jié)果各項(xiàng)目的來看，從輸出結(jié)果各項(xiàng)目的來看，LSDV較好。較好。也可從也可從F檢驗(yàn)的角度來比較?，F(xiàn)實(shí)上，檢驗(yàn)的角度來比較?，F(xiàn)實(shí)上，OLS是是LSDV的約束模型。的約束模型。H0：D2D3D4顯著回絕原假設(shè)。顯著回絕原假設(shè)。第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Manageme

10、nt, 2005固定效應(yīng)固定效應(yīng)放寬的假設(shè)放寬的假設(shè)2：斜率系數(shù)不變而截距隨個(gè)體和時(shí)間變化：斜率系數(shù)不變而截距隨個(gè)體和時(shí)間變化其中其中 表示時(shí)間虛擬變量，表示時(shí)間虛擬變量， 表示將表示將1954年的截距項(xiàng)作為基準(zhǔn)年的截距項(xiàng)作為基準(zhǔn)由于思索了回歸模型隨時(shí)間的改動(dòng)，因此稱為時(shí)間效由于思索了回歸模型隨時(shí)間的改動(dòng)，因此稱為時(shí)間效應(yīng)模型一個(gè)問題：自在度的損失應(yīng)模型一個(gè)問題：自在度的損失122334401192233DUM35.DUM53itiiiitititYDDDXXuDUM35,DUM36,.,DUM350第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005

11、固定效應(yīng)固定效應(yīng)放寬的假設(shè)放寬的假設(shè)3：一切系數(shù)都隨個(gè)體而變化：一切系數(shù)都隨個(gè)體而變化12233442233122223332433542643()()()()()()itiiiititiitiitiitiitiitiititYDDDXXD XD XD XD XD XD Xu假設(shè)一切的級(jí)差截距和根底斜率系數(shù)都顯著，就假設(shè)一切的級(jí)差截距和根底斜率系數(shù)都顯著，就可以得出結(jié)論：可以得出結(jié)論：4家公司的投資函數(shù)各不一樣，從家公司的投資函數(shù)各不一樣，從而闡明這而闡明這4家公司的數(shù)據(jù)不能一視同仁，而要區(qū)別家公司的數(shù)據(jù)不能一視同仁，而要區(qū)別對(duì)待，單獨(dú)估計(jì)每家公司的對(duì)待，單獨(dú)估計(jì)每家公司的X對(duì)對(duì)Y的影響關(guān)系的

12、影響關(guān)系在在Eviews中可以經(jīng)過菜單直接估計(jì)固定效應(yīng)模型。中可以經(jīng)過菜單直接估計(jì)固定效應(yīng)模型。單擊單擊第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005固定效應(yīng)固定效應(yīng)v運(yùn)用固定效應(yīng)模型本卷須知運(yùn)用固定效應(yīng)模型本卷須知v引進(jìn)過多的虛擬變量會(huì)損失大量自在度。引進(jìn)過多的虛擬變量會(huì)損失大量自在度。v大量解釋變量不可防止地會(huì)帶來多重共線性問題大量解釋變量不可防止地會(huì)帶來多重共線性問題v誤差項(xiàng)服從經(jīng)典假設(shè)的正態(tài)分布很值得商榷。誤差項(xiàng)服從經(jīng)典假設(shè)的正態(tài)分布很值得商榷。固定效應(yīng)模型是建立在擾動(dòng)項(xiàng)服從正態(tài)分布固定效應(yīng)模型是建立在擾動(dòng)項(xiàng)服從正態(tài)分布假設(shè)的根底上。假設(shè)

13、的根底上。2(0 ,)ituN假定：假定：以下幾種情況能夠違反假定：以下幾種情況能夠違反假定：1. 同一時(shí)點(diǎn)上橫截面數(shù)據(jù)呵斥的異方差。同一時(shí)點(diǎn)上橫截面數(shù)據(jù)呵斥的異方差。2. 同一個(gè)體的時(shí)間序列數(shù)據(jù)呵斥的自相關(guān)。同一個(gè)體的時(shí)間序列數(shù)據(jù)呵斥的自相關(guān)。3. 不同時(shí)點(diǎn)上橫截面數(shù)據(jù)呵斥的異方差。不同時(shí)點(diǎn)上橫截面數(shù)據(jù)呵斥的異方差。4. 不同個(gè)體在時(shí)間序列上的橫截面相關(guān)。不同個(gè)體在時(shí)間序列上的橫截面相關(guān)。由于面板數(shù)據(jù)要調(diào)查不同個(gè)體之間的差別，但是由于面板數(shù)據(jù)要調(diào)查不同個(gè)體之間的差別，但是這些差別單從數(shù)據(jù)本身是無法觀測(cè)到的。這些差別單從數(shù)據(jù)本身是無法觀測(cè)到的。固定效應(yīng)方法引入虛擬變量將總體的未知信息差固定效應(yīng)

14、方法引入虛擬變量將總體的未知信息差別化，從而間接地處理了這個(gè)問題。別化，從而間接地處理了這個(gè)問題。但是，當(dāng)橫截面單元較多是，由于自在度的緣由，但是，當(dāng)橫截面單元較多是，由于自在度的緣由，建立的模型將是代價(jià)高昂的。建立的模型將是代價(jià)高昂的。Kementa曾說：與曾說：與LSDV模型相聯(lián)絡(luò)的一個(gè)明顯的問模型相聯(lián)絡(luò)的一個(gè)明顯的問題是，引入虛擬變量能否確實(shí)有必要。包含虛擬解題是，引入虛擬變量能否確實(shí)有必要。包含虛擬解釋變量是對(duì)我們無知的一種粉飾。釋變量是對(duì)我們無知的一種粉飾。第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)假設(shè)虛擬變量確實(shí)代

15、表了對(duì)于真實(shí)模型知識(shí)假設(shè)虛擬變量確實(shí)代表了對(duì)于真實(shí)模型知識(shí)的一種缺乏，那么為什么不經(jīng)過干擾項(xiàng)來表達(dá)這的一種缺乏，那么為什么不經(jīng)過干擾項(xiàng)來表達(dá)這種無知呢？種無知呢？基于干擾項(xiàng)的面板數(shù)據(jù)建模方法叫做隨機(jī)效應(yīng)模型基于干擾項(xiàng)的面板數(shù)據(jù)建模方法叫做隨機(jī)效應(yīng)模型Random Effect Model, REM 或誤差組成模型或誤差組成模型ECM。第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)vREM的根本思緒的根本思緒12233122331223322()(0,),(0,)itiitititiiititititititiituitiitYXX

16、uEXXuXXwNuNwu第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)11()iiiEi個(gè)體的截距項(xiàng)表示為個(gè)體的截距項(xiàng)表示為 ，即這些個(gè)，即這些個(gè)體都來自于同一個(gè)大樣本，具有一樣的均值和方體都來自于同一個(gè)大樣本，具有一樣的均值和方差，并且每個(gè)個(gè)體的截距項(xiàng)的差別反映在誤差項(xiàng)差，并且每個(gè)個(gè)體的截距項(xiàng)的差別反映在誤差項(xiàng) 中。中。模型總的誤差項(xiàng)是一個(gè)合成誤差項(xiàng)，它由兩個(gè)部模型總的誤差項(xiàng)是一個(gè)合成誤差項(xiàng)，它由兩個(gè)部分的誤差組成分的誤差組成 ，前者是特定個(gè)體橫截，前者是特定個(gè)體橫截面誤差部分，后者是時(shí)間序列和橫截面混合誤差面誤差部分，后者是

17、時(shí)間序列和橫截面混合誤差部分。部分。itiitwu第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)v個(gè)體之間的誤差部分是不相關(guān)的，并且個(gè)體之間的誤差部分是不相關(guān)的，并且2222222(0,),(0,)()0()0,()()0()()0,var() (), ()0iituiitijitisitjtitiitituitisitjtuNuNEuEE u uE u uE wEuwcorr w wcorr w w 第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)v留意：留意：vFE

18、M中，每個(gè)橫截面單元都有各自的固定中，每個(gè)橫截面單元都有各自的固定截距值，截距值，N個(gè)橫截面單元就有個(gè)橫截面單元就有N個(gè)這樣的值個(gè)這樣的值vREM中，截距中，截距 代表一切橫截面截距的均代表一切橫截面截距的均值，而誤差部分值，而誤差部分 那么表示單個(gè)截距對(duì)這那么表示單個(gè)截距對(duì)這個(gè)平均值的隨機(jī)偏離，假設(shè)得到個(gè)平均值的隨機(jī)偏離，假設(shè)得到 的估計(jì)的估計(jì)值，就可以得到個(gè)體截距的估計(jì)值值，就可以得到個(gè)體截距的估計(jì)值1ii11ii第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)同樣，誤差項(xiàng)同樣，誤差項(xiàng) 也是不可直接觀測(cè)的，同時(shí)，總的誤也是不可直

19、接觀測(cè)的，同時(shí)，總的誤差項(xiàng)差項(xiàng) 雖是同方差的，卻明顯存在序列相關(guān)，但序列雖是同方差的，卻明顯存在序列相關(guān)，但序列相關(guān)的構(gòu)造知并在時(shí)間上堅(jiān)持不變。相關(guān)的構(gòu)造知并在時(shí)間上堅(jiān)持不變。iitw222(), ()0itisitjtucorr w wcorr w w 恣意兩個(gè)不同時(shí)間上的誤差項(xiàng)相關(guān)系數(shù)值堅(jiān)持不變。恣意兩個(gè)不同時(shí)間上的誤差項(xiàng)相關(guān)系數(shù)值堅(jiān)持不變。 恣意兩個(gè)橫截面單元的相關(guān)性構(gòu)造堅(jiān)持不變。恣意兩個(gè)橫截面單元的相關(guān)性構(gòu)造堅(jiān)持不變。 這兩個(gè)系列相關(guān)的性質(zhì)保證可以運(yùn)用這兩個(gè)系列相關(guān)的性質(zhì)保證可以運(yùn)用GLS進(jìn)展估計(jì)。進(jìn)展估計(jì)。隨機(jī)效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)固定效應(yīng)固定效應(yīng)11(1) (2) (3) ()0iiiiE雖然兩個(gè)模型估計(jì)結(jié)果類似，但隨機(jī)效應(yīng)模型更雖然兩個(gè)模型估計(jì)結(jié)果類似，但隨機(jī)效應(yīng)模型更簡(jiǎn)約：方法只引進(jìn)了一個(gè)參數(shù)就可以描寫面板數(shù)簡(jiǎn)約：方法只引進(jìn)了一個(gè)參數(shù)就可以描寫面板數(shù)據(jù)的個(gè)體差別。據(jù)的個(gè)體差別。第第4 4講講 面板數(shù)據(jù)模型面板數(shù)據(jù)模型 School of Management, 2005模型選擇模型選擇v 研討者經(jīng)常面臨的選擇：研討者經(jīng)常面臨的選擇：FEM還是還是REM？假設(shè)擾動(dòng)假設(shè)擾動(dòng)i項(xiàng)