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面板數(shù)據(jù)模型-一文讀懂

 張春強(qiáng)2022 2018-12-07

導(dǎo)言: 如下是連玉君老師上課的板書。你可以看出什么是 「固定效應(yīng)」,什么是 「雙向固定效應(yīng)模型」,什么是 「POLS」 v.s. 「FE」 以及二者的差別。

所以,面板數(shù)據(jù)模型其實沒有你想象的那么復(fù)雜!

常見的數(shù)據(jù)形式有時間序列數(shù)據(jù)( Time series data ),截面數(shù)據(jù)( Cross-sectional data )和面板數(shù)據(jù)( Panel data )。

從維度來看,時間序列數(shù)據(jù)和截面數(shù)據(jù)均為一維。面板數(shù)據(jù)可以看做為時間序列與截面混合數(shù)據(jù),因此它是二維數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)形式如下:

世界是復(fù)雜的,所表現(xiàn)出來的行為特征也是復(fù)雜的,我們需要面板數(shù)據(jù)。

例如,欲研究影響企業(yè)利潤的決定因素,我們認(rèn)為企業(yè)規(guī)模 (截面維度)和技術(shù)進(jìn)步(時間維度)是兩個重要的因素。截面數(shù)據(jù)僅能研究企業(yè)規(guī)模對企業(yè)利潤的影響程度,時間序列數(shù)據(jù)僅能研究技術(shù)進(jìn)步對企業(yè)利潤的影響,而面板數(shù)據(jù)同時考慮了截面和時間兩個維度 (從哪個維度看都好看),可以同時研究企業(yè)規(guī)模和技術(shù)進(jìn)步對企業(yè)利潤的影響。

正因為面板數(shù)據(jù)所具有的獨(dú)特優(yōu)勢,許多模型從截面數(shù)據(jù)擴(kuò)展到面板數(shù)據(jù)框架下。通過 findit panel data 命令可以發(fā)現(xiàn)目前Stata已有許多相關(guān)面板數(shù)據(jù)模型命令,包括(不限于):

xtreg :普通面板數(shù)據(jù)模型,包括固定效應(yīng)與隨機(jī)效應(yīng)        
xtabond/xtdpdsys/xtabond2/xtdpdqml/xtlsdvc:動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型        
spxtregress/xsmle: 空間面板數(shù)據(jù)模型        
xthreg:面板門限模型        
xtqreg/qregpd/xtrifreg: 面板分位數(shù)模型        
xtunitroot: 面板單位根檢驗        
xtcointtest/ xtpedroni/xtwest: 面板協(xié)整檢驗        
sfpanel: 面板隨機(jī)前沿模型        
xtpmg/xtmg:非平穩(wěn)異質(zhì)面板模型        

本文主要就普通靜態(tài)面板數(shù)據(jù)模型進(jìn)行介紹,包括模型形式設(shè)定、模型分類與選擇及 Stata 程序?qū)崿F(xiàn)等。

一. 模型形式設(shè)定

面板數(shù)據(jù)模型同時包含了截面和時間兩個維度,設(shè) i (i=1, ..., N) 表示截面 (個體),t (t=1, ..., T) 表示時間,設(shè)定如下線性模型:

其中,

  • 因變量,

  • 自變量,

  • 為模型誤差項,是待估計參數(shù),表示 的邊際影響。

  • 表示個體效應(yīng),表示那些不隨時間改變的影響因素,如個人的消費(fèi)習(xí)慣、企業(yè)文化和經(jīng)營風(fēng)格等;

  • 表示時間效應(yīng),用于控制隨時間改變因素的影響 (時間虛擬變量包括時間趨勢項,時間趨勢主要用于控制技術(shù)進(jìn)步),如廣告的投放 (往往通過電視或廣播,我們可以認(rèn)為在特定的年份所有個體所接受的廣告投放量相同)。

顯然, 在多數(shù)情況下都是無法直接觀測或難以量化的,因此也就無法進(jìn)入模型。在截面分析中往往會引起遺漏變量的問題。

面板數(shù)據(jù)模型的主要用途之一就在于處理這些不可觀測的個體效應(yīng)或時間效應(yīng)。當(dāng)對所有的 i, 均相等時,模型退化為混合數(shù)據(jù)模型 ( Pooled OLS ),可直接用 reg y x 命令進(jìn)行參數(shù)估計。

根據(jù)個體數(shù)N 和時期數(shù) T的大小,通??梢詫⒚姘鍞?shù)據(jù)分為宏觀面板微觀面板:宏觀面板一般為 「大T小N」,微觀面板一般為「小T大N」。依據(jù) N、T大小不同,所采用的參數(shù)估計方法和分析中關(guān)注的重點也不盡相同。

二. 模型分類與選擇

面板數(shù)據(jù)模型可以分為固定效應(yīng)( Fixed effect model )和隨機(jī)效應(yīng)模型( Random effect model )。當(dāng) 相關(guān),即,則該模型為固定效應(yīng)模型;反之為隨機(jī)效應(yīng)模型。

兩種模型的差異主要反映在對 “個體效應(yīng)” 的處理上。

固定效應(yīng)模型假設(shè)個體效應(yīng)在組內(nèi)是固定不變的,個體間的差異反映在每個個體都有一個特定的截距項上; 隨機(jī)效應(yīng)模型則假設(shè)所有的個體具有相同的截距項, 個體間的差異是隨機(jī)的,這些差異主要反應(yīng)在隨機(jī)干擾項的設(shè)定上。

基于此,一種常見的觀點認(rèn)為, 當(dāng)我們的樣本來自一個較小的母體時,我們應(yīng)該使用固定效應(yīng)模型,而當(dāng)樣本來自一個很大的母體時, 應(yīng)當(dāng)采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

然而,在具體的實例應(yīng)用中,大母體和小母體并沒有一個嚴(yán)格的界限,我們并不能明確地區(qū)分我們的樣本來自一個較大母體還是較小的母體。因此,有些學(xué)者認(rèn)為,區(qū)分固定效應(yīng)模型和隨機(jī)效應(yīng)模型應(yīng)當(dāng)通過檢驗使用二者的假設(shè)條件是否滿足。

下面我們討論混合數(shù)據(jù)模型、固定效應(yīng)模型和隨機(jī)效應(yīng)模型的選擇。

2.1、固定效應(yīng)的檢驗

固定效應(yīng)的檢驗本質(zhì)即檢驗個體間截距項的差異是否顯著,即=0。根據(jù)假設(shè)檢驗原理,設(shè)定如下原假設(shè)

若結(jié)果拒絕原假設(shè),則表明個體間截距項存在顯著差異,模型中需要考慮固定效應(yīng)。反之,混合 OLS 模型更為合適。通??梢岳?$F$ 統(tǒng)計量來檢驗上述假設(shè)是否成立:

其中:為固定效應(yīng)模型的擬合優(yōu)度系數(shù)(不受約束模型),為混合數(shù)據(jù)模型的擬合優(yōu)度系數(shù)(受約束模型);N 和T 分別為截面與時期數(shù);K 為解釋變量個數(shù)。若原假設(shè)被拒絕,則說明個體效應(yīng)顯著,固定效應(yīng)模型比混合數(shù)據(jù)模型更優(yōu)。同理,可以構(gòu)造相似的F統(tǒng)計量檢驗時期效應(yīng)是否顯著。

2.2、隨機(jī)效應(yīng)的檢驗

Breusch and Pagan (1980) 提出了基于面板隨機(jī)效應(yīng)模型殘差的 LM統(tǒng)計量,構(gòu)造如下原假設(shè)來檢驗隨機(jī)效應(yīng):

相應(yīng)的檢驗統(tǒng)計量LM為:

在原假設(shè)下,該統(tǒng)計量服從自由度為1的卡方分布。若拒絕原假設(shè)則表明存在隨機(jī)效應(yīng)。

2.3、固定效應(yīng)還是隨機(jī)效應(yīng)?

通過檢驗說明個體效應(yīng) () 需要被納入到模型中后,應(yīng)該將 看成隨機(jī)干擾項的一部分(隨機(jī)效應(yīng)模型)還是待估計參數(shù)(固定效應(yīng)模型),下面介紹一些基本方法。

(1) Hausman 檢驗

從基本定義出發(fā),可以通過通過檢驗個體效應(yīng)與其它解釋變量是否相關(guān)作為進(jìn)行固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)模型篩選的依據(jù)。此時,我們可以采用 Hausman 檢驗。其基本思想是:在和其他解釋變量不相關(guān)假定下,采用組內(nèi)變換法估計固定效應(yīng)模型和采用GLS法隨機(jī)效應(yīng)模型得到的參數(shù)估計都是無偏且一致的,只是前者不具有效性。若原假設(shè)不成立,則固定效應(yīng)模型的參數(shù)估計仍然是一致的,但隨機(jī)效應(yīng)模型不一致。因此,在原假設(shè)下,二者的參數(shù)估計應(yīng)該不會有顯著的差異, 可以基于二者參數(shù)估計的差異構(gòu)造統(tǒng)計檢驗量。

假設(shè)為固定效應(yīng)模型的組合估計,為隨機(jī)效應(yīng)模型的 GLS 估計。在原假設(shè)成立下,有

根據(jù)方差公式

又因為,因此有

Hausman 檢驗基于如下 Wald 統(tǒng)計量

若拒絕原假設(shè),表明個體效應(yīng) 與解釋變量相關(guān),此時隨機(jī)效應(yīng)模型的結(jié)果不一致,應(yīng)選擇固定效應(yīng)模型。

(2) 穩(wěn)健Hausman檢驗Wooldridge (2002)

當(dāng)不服從同方差假設(shè)時,傳統(tǒng)的 Hausman 檢驗方法失效。Wooldridge (2002) 提出了一種穩(wěn)健版的 Hausman 檢驗方法。建立如下輔助模型:

其中:為時變解釋變量。當(dāng) RE 估計為完全有效估計時,利用 Wald 統(tǒng)計量做 檢驗所得結(jié)果應(yīng)該漸近相等于標(biāo)準(zhǔn)的檢驗。當(dāng)RE 估計為不是完全有效估計時,Wooldridge (2002) 提出在cluster-robust 標(biāo)準(zhǔn)誤下做上述檢驗。

(3) 修正的 Hausman統(tǒng)計量

在固定效應(yīng)模型與隨機(jī)效應(yīng)模型選擇上,Hausman 統(tǒng)計量被廣泛地應(yīng)用于實證研究中。從上述看,該檢驗統(tǒng)計量漸近服從卡方分布,值應(yīng)該為正數(shù)。然而,實際問題中計算出的統(tǒng)計值常出現(xiàn)負(fù)值的情況。針對出現(xiàn)負(fù)值這一現(xiàn)象,許多學(xué)者進(jìn)行了研究,但并未形成一致的觀點。

一種觀點認(rèn)為出現(xiàn)這樣的情況主要是由小樣本偏誤引起,并建議此時應(yīng)該解釋為不能拒絕原假設(shè),應(yīng)選擇隨機(jī)效應(yīng)模型 (如,Baltagi, 2008; Hsiao,  2003;Statacrop, 2009)。

另一種觀點認(rèn)為該統(tǒng)計量出現(xiàn)負(fù)值恰恰表明原假設(shè)不合理,此時應(yīng)該選擇固定效應(yīng)模型。這些研究表明這種狀況不僅僅出現(xiàn)在小樣本情況下,在大樣本情況下也時有發(fā)生 (Schreiber, 2008; Magazzini and Calzolarr, 2010)。如沈根祥 (2010) 在利用高頻數(shù)據(jù)時也出現(xiàn)統(tǒng)計量為負(fù)值的情形。

連玉君等 (2014) 利用蒙特卡洛模擬方法得到內(nèi)生性問題 (即解釋變量與個體效應(yīng)相關(guān)) 是導(dǎo)致統(tǒng)計量出現(xiàn)負(fù)值的主要原因。模擬分析表明,修正的 Hausman 統(tǒng)計量,以及過度識別檢驗方法能夠很好地克服上述缺陷。

修正的 Hausman 統(tǒng)計量主要是對進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后的統(tǒng)計量為

或者為

其中:分別為固定效應(yīng)模型和隨機(jī)效應(yīng)模型下的均方根誤差。

(4) 基于過度識別檢驗的 Wald 統(tǒng)計量

基于通常的 Hausman 統(tǒng)計量在存在異方差 (heteroskedastic) 情況下失效且當(dāng)定義 cluster-robust 標(biāo)準(zhǔn)誤時不再適用問題,Arellano (1993) 基于過度識別檢驗提出了 Wald 檢驗統(tǒng)計量解決這一問題。在條件同方差情況下,該檢驗統(tǒng)計量與通常的Hausman統(tǒng)計量漸近相等。此外,該統(tǒng)計量始終為正數(shù)。

如前所述,F(xiàn)E 估計和 RE 估計都需要滿足一般意義上的外生性假設(shè)條件,即,而 RE 估計還要進(jìn)一步滿足面板特定的外生性假設(shè)條件,即。

我們可以將這個新增加的正交條件視為一個過度識別約束,以此來區(qū)分 RE 估計的前提假設(shè)是否合理。我們可以通過估計如下模型來構(gòu)造 Wald 統(tǒng)計量

其中:。具有相似的定義。顯然,在上式中,的 OLS 估計即為 RE 估計量,而的 OLS 估計即為之間的差異,即

利用 Wald 檢驗假設(shè),所得統(tǒng)計量即為過度識別檢驗的 Wald 統(tǒng)計量。

(5) Mundlak’s (1978)  方法

在原假設(shè)成立情況下,估計量的有效性假設(shè) (存在最小漸近方差) 是運(yùn)用Hausman 檢驗的前提條件。然而,當(dāng)誤差項存在異方差或者序列相關(guān)時,這個條件往往不能夠被滿足。即使在這個條件滿足情況下,該方法也可能存在小樣本問題。 這里介紹另外一種方法,即 Mundlak’s(1978) 提出的一種檢驗方法。與通常的 Hausman檢驗不同,該方法在誤差項不滿足同方差和序列不相關(guān)情況下也是有效的。設(shè)定如下線性模型:

Mundlak 方法的思想為檢驗和解釋變量 是否存在相關(guān)。因此,建立如下關(guān)系式:

其中: 的組內(nèi)平均,是非時變的,且與自變量不相關(guān)的。

要保證 和解釋變量 不相關(guān),只需=0。根據(jù)以上式子,可以轉(zhuǎn)化為檢驗如下方程的系數(shù)

因此,只需要回歸這個方程,并檢驗是否成立。若拒絕原假設(shè),則 和解釋變量 存在相關(guān),應(yīng)選擇固定效應(yīng)模型。

(6) Bootstrap Hausman檢驗

傳統(tǒng)的 Hausman 檢驗統(tǒng)計量可定義為

傳統(tǒng) Hausman 檢驗有效的前提條件是,在原假設(shè)為真的情況下,其中一個估計量為完全有效的。然而,實際應(yīng)用中這個假設(shè)通常不被滿足。特別地,當(dāng)利用穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤時,估計量通常非有效。

Bootstrap方法可以在估計量非有效的情況估計。假設(shè)重復(fù)進(jìn)行 B 次抽樣,可以得到 B估計值,進(jìn)而可得到 B估計值。可以利用下面式子進(jìn)行估計

其中:。



三. Stata 實現(xiàn)

本部分以 Kleiber 和 Zeileis (2008) 的Grunfeld.dta數(shù)據(jù)集為例,說明運(yùn)用面板數(shù)據(jù)模型的一般步驟。

3.1. 讀取數(shù)據(jù)與面板數(shù)據(jù)設(shè)定

1. webuse grunfeld,clear //利用webuse從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)
2. list in 1/10          // 顯示該數(shù)據(jù)集的前10行

1xtset company year,yearly //設(shè)置面板數(shù)據(jù)格式,利用 Stata 中`xt`開頭的命令,必須用該命令進(jìn)行設(shè)置。yearly表示年度數(shù)據(jù),詳細(xì)參考 `help xtset`

3.2. 模型檢驗與模型選擇

本部分內(nèi)容安排如下:

(1)個體效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)的聯(lián)合顯著性檢驗,以判別是否需要利用面板數(shù)據(jù)模型;

(2)若表明需用面板數(shù)據(jù)模型,利用Hausman統(tǒng)計量選擇固定效應(yīng)模型或隨機(jī)效應(yīng)模型更優(yōu);

(3)考慮到一般的Hausman檢驗在異方差和自相關(guān)情況下失效風(fēng)險問題,對異方差,序列相關(guān)進(jìn)行檢驗,以說明是否需要利用其它方法進(jìn)行選擇;

(4)針對一般的Hausman檢驗統(tǒng)計量可能為負(fù)值且對在異方差和序列相關(guān)情況不穩(wěn)健問題,對穩(wěn)健 Hausman 檢驗,修正的 Hausman統(tǒng)計量, 基于過度識別檢驗的Wald統(tǒng)計量法,Mundlak’s (1978)法,基于 bootstrap法的hausman檢驗等方法的Stata實現(xiàn)進(jìn)行講解。

(5)在選定固定效應(yīng)模型或隨機(jī)效應(yīng)模型后,依據(jù)誤差項結(jié)構(gòu)(異方差,序列相關(guān),截面相依)以及不同面板結(jié)構(gòu)(「大T小N」,「大N小T」), 介紹相應(yīng)的參數(shù)估計命令。

(1)個體效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)的聯(lián)合顯著性檢驗

invest為因變量,mvalue kstock為自變量,建立如下模型:

其中:為待估系數(shù)。

利用Stataxtreg 可以方便實現(xiàn)面板固定效應(yīng)模型與面板隨機(jī)效應(yīng)模型的估計。xtreg命令的語法如下:

1xtreg invest mvalue kstock,fe //fe表示固定效應(yīng);若同時包括時期虛擬變量,xtreg invest mvalue kstock i.year,fe,利用 testparm 檢驗                                   

1xtreg invest mvalue kstock,re //re表示隨機(jī)效應(yīng)

1xttest0  //檢驗隨機(jī)效應(yīng)是否顯著,需要運(yùn)行隨機(jī)效應(yīng)模型后使用

(2)Hausman檢驗

上述結(jié)果說明了有必要考慮個體效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng),接下來利用hausman 命令進(jìn)行固定效應(yīng)模型和隨機(jī)效應(yīng)模型的選擇,主要步驟為:

  • 步驟一:估計固定效應(yīng)模型,存儲估計結(jié)果;

  • 步驟二:估計隨機(jī)效應(yīng)模型,存儲估計結(jié)果;

  • 步驟三:進(jìn)行Hausman檢驗;

利用hausman 命令之前,有必要對其語法進(jìn)行說明:

1. hausman name-consistent [name-efficient] [, options]

接下來進(jìn)行hausman檢驗,

1xtreg invest mvalue kstock,fe
2est store fe_result
3xtreg invest mvalue kstock,re
4est store re_result
5hausman fe_result re_result

(3)異方差和序列相關(guān)檢驗

前文已經(jīng)說明,當(dāng)模型誤差項存在序列相關(guān)或異方差時,此時經(jīng)典的Hausman 檢驗不在適用,下面我們進(jìn)行序列相關(guān)和異方差檢驗。

序列相關(guān)檢驗

先進(jìn)行序列相關(guān)檢驗,在固定效應(yīng)模型時可以利用命令xtserial,原假設(shè)為不存在序列相關(guān)。

1xtserial invest mvalue kstock

同樣地,在隨機(jī)效應(yīng)時可以利用命令xttest1,原假設(shè)為不存在序列相關(guān)。

異方差檢驗

Greene (2000, p598) 提出一種修正的Wald統(tǒng)計量檢驗異方差,與標(biāo)準(zhǔn)的Wald統(tǒng)計量、LR和LM統(tǒng)計量不同,修正Wald檢驗同樣適用于模型殘差不服從正態(tài)分布情況下。值得一提的是,在大N小T情況下,該方法的檢驗功效較低。該檢驗的原假設(shè)為同方差。

1xtreg invest mvalue kstock,fe
2xttest3

(4)模型選擇其它方法

第一種:穩(wěn)健 Hausman 檢驗**

目前 Stata 中沒有相應(yīng)的命令進(jìn)行穩(wěn)健 Hausman檢驗, 根據(jù) 2.3 中 (2) 部分公式,可以編寫如下代碼進(jìn)行檢驗

1webuse grunfeld, clear 
2xtset company year
3quiet xtreg invest mvalue kstock,re
4scalar theta = e(theta)
5global xlist2 invest mvalue kstock
6sort company
7foreach x of varlist $xlist2 {
8     by company: egen mean`x' = mean(`x')
9     generate md`x' = `x' - mean`x' 
10     generate red`x' = `x' - theta*mean`x'
11      }
12quiet reg redinvest redmvalue redkstock mdmvalue mdkstock, vce(cluster company)
13test mdmvalue mdkstock

 

第二種: 修正的 Hausman統(tǒng)計量

1xtreg invest mvalue kstock,fe
2est store fe_result
3xtreg invest mvalue kstock,re
4est store re_result
5hausman fe_result re_result,sigmamore

1hausman fe_result re_result,sigmaless

 

第三種:基于過度識別檢驗的Wald統(tǒng)計量

1 xtreg invest mvalue kstock, re cluster(company)
2 xtoverid 

運(yùn)行后提示需要更高版本的ivreg2等命令,可以通過 net install ivreg2,from('http://fmwww./RePEc/bocode/i')進(jìn)行更新。然后再運(yùn)行

上述結(jié)果表明拒絕假設(shè),應(yīng)該選擇固定效應(yīng)模型。

 

第四種:Mundlak’s (1978)法

 

根據(jù)上文所述原理,可通過如下三個步驟實現(xiàn)該方法:

第一:計算解釋變量均值

1local xlist "mvalue kstock" 
2foreach f of local xlist{
3bysort company: egen mean_`f' = mean(`f')
4}

第二步:估計包含均值的回歸方程:

1xtreg invest mvalue kstock mean_mvalue mean_kstock,re vce(robust)
2est store Mundlak_result

第三步:利用test進(jìn)行假設(shè)檢驗

1test mean_mvalue mean_kstock

結(jié)果如下

此外,也可以通過外部命令 mundlak 實現(xiàn)相同的系數(shù)估計,不過應(yīng)該注意的是由于 mundlak不能得到穩(wěn)健的標(biāo)準(zhǔn)誤,得到的標(biāo)準(zhǔn)誤和上述手動運(yùn)行方法不一致,所以test結(jié)果也就不一致。

1mundlak invest mvalue kstock,full
2test mean__mvalue mean__kstock 

 

第五種:基于 bootstrap法的hausman檢驗

 

由于存在序列相關(guān)和異方差,經(jīng)典的hausman命令不再適用,下面使用基于bootstraphausman檢驗命令rhausman進(jìn)行檢驗。

1xtreg invest mvalue kstock,fe
2est store fe_result
3xtreg invest mvalue kstock,re
4est store re_result
5rhausman fe_result re_result,reps(200) cluster

從檢驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),利用經(jīng)典的hausmanbootstraphausman均顯示應(yīng)該選擇隨機(jī)效應(yīng)模型,而利用其他方法結(jié)果顯示選擇固定效應(yīng)模型。

除了序列相關(guān)和異方差檢驗之外,截面相依檢驗也尤為重要。在固定效應(yīng)模型中,可以利用命令xttest2進(jìn)行檢驗,該方法是基于似不相關(guān)回歸(SUR)進(jìn)行估計,所以一般要求截面數(shù)N比時期數(shù)T?。辉陔S機(jī)效應(yīng)模型中利用xtcsd進(jìn)行檢驗,當(dāng)然該命令也適用于固定效應(yīng)模型。

(5)相關(guān) Stata 命令推薦

依據(jù)誤差項結(jié)構(gòu)(異方差,序列相關(guān),截面相依)以及不同面板結(jié)構(gòu)(「大TT小NN」,「大NN小TT」), 下文介紹相應(yīng)的參數(shù)估計命令。

截面相依檢驗

1qui xtreg invest mvalue kstock, fe
2xttest2

1 qui xtreg invest mvalue kstock, re
2 xtcsd, pesaran

當(dāng)誤差項存在序列相關(guān),異方差或截面相依時,依據(jù)形式不同,可以利用不同的方法和命令進(jìn)行估計,詳細(xì)可以參考 Hoechle (2007)。

幾點說明

  1. vce(robust)vce(cluster): 前者適用于異方差且觀測值之間獨(dú)立情況(heteroscedasticity-consistent standard errors);后者適用于異方差且允許觀測值組內(nèi)相關(guān)。例如cluster(group) 的含義是:假設(shè)干擾項在 group 之間不相關(guān),而在 group 內(nèi)部存在相關(guān)性。若 group 代表行業(yè)類別,則表示行業(yè)間的公司所面臨的隨機(jī)干擾不相關(guān),而行業(yè)內(nèi)部不同公司間的干擾項存在相關(guān)性,或者是說,行業(yè)內(nèi)的公司受到了一些共同的干擾因素。這部分內(nèi)容將在后續(xù)的推文中詳細(xì)介紹。

  2. 固定效應(yīng)模型與隨機(jī)效應(yīng)模型選擇,學(xué)者們存在不同的觀點。一些學(xué)者檢驗利用嚴(yán)格的統(tǒng)計檢驗選擇,有些學(xué)者認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)實際分析的需要進(jìn)行選擇,比如主要變量為不隨時變的,那則必須采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

  3. 面板固定效應(yīng)模型的估計除了可利用xtreg,fe進(jìn)行估計外,也可以利用areg或者reg + dummy variables進(jìn)行估計,注意這些方法的差異。

  4. 上文中涉及到的一些命令,如xttest0, xttest1, xttest2, xttest3, xtserial, xtcsd, rhausman等需要下載安裝。

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4. 總結(jié)

雖然本文系統(tǒng)地介紹了靜態(tài)面板數(shù)據(jù)模型的各種檢驗方法,但從現(xiàn)有的文獻(xiàn)來看,實操層面的做法往往是單刀直入,甚至多少有些粗暴。

具體而言:

  • 多數(shù)情況下 (90% 以上),學(xué)者們都直接使用 FE,而 RE 則鮮有使用 (至少在公司金融和會計領(lǐng)域是如此)。

  • 如果一定要在 FE 和 RE 之間進(jìn)行篩選 (通常是為了應(yīng)對審稿人),建議采用假設(shè)較為寬松的 穩(wěn)健 Hausman 檢驗 (help xtoverid) 或 bootstrap hausman 檢驗法 (help rhausman)。

  • 在估計 FE 時,主流的做法是使用 「雙向固定效應(yīng)模型+聚類標(biāo)準(zhǔn)誤」,即同時包含個體效應(yīng)與時間效應(yīng)的面板固定效應(yīng)模型。對應(yīng)的 Stata 命令為:xtreg y x1 x2 i.year, fe robust。注意:若僅關(guān)注系數(shù)估計值和其標(biāo)準(zhǔn)誤,該命令等價于 xtreg y x1 x2 i.year, vce(cluster id) 以及 reg y x1 x2 i.id i.year, vce(cluster id)。換言之,xtreg, fe robust 中的 robust 選項本身就是在公司層面上聚類調(diào)整后的異方差穩(wěn)健性標(biāo)準(zhǔn)誤。

 

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附錄:文中所用 Stata dofiles

1clear
2webuse grunfeld,clear //利用webuse從網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)
3list in 1/10          // 顯示該數(shù)據(jù)集的前10行
4xtset company year,yearly //設(shè)置面板數(shù)據(jù)格式
5xtreg invest mvalue kstock,fe //fe表示固定效應(yīng);若同時包括時期虛擬變量,xtreg invest mvalue kstock i.year,fe,利用 testparm 檢驗           
6xtreg invest mvalue kstock,re //re表示隨機(jī)效應(yīng)
7
8xttest0  //檢驗隨機(jī)效應(yīng)是否顯著,需要運(yùn)行隨機(jī)效應(yīng)模型后使用
9
10
11** 傳統(tǒng) hausman 檢驗
12xtreg invest mvalue kstock,fe
13est store fe_result
14xtreg invest mvalue kstock,re
15est store re_result
16hausman fe_result re_result
17
18xtserial invest mvalue kstock //序列相關(guān)檢驗,隨機(jī)效應(yīng)可以使用xttest1
19
20xtreg invest mvalue kstock,fe  
21xttest3                       //異方差檢驗
22
23
24** 穩(wěn)健 hausman 檢驗方法
25
26quiet xtreg invest mvalue kstock,re
27scalar theta = e(theta)
28global xlist2 invest mvalue kstock
29sort company
30foreach x of varlist $xlist2 {
31     by company: egen mean`x' = mean(`x')
32     generate md`x' = `x' - mean`x' 
33     generate red`x' = `x' - theta*mean`x'
34      }
35quiet reg redinvest redmvalue redkstock mdmvalue mdkstock, vce(cluster company)
36test mdmvalue mdkstock
37
38
39**修正hausman檢驗方法
40xtreg invest mvalue kstock,fe
41est store fe_result
42xtreg invest mvalue kstock,re
43est store re_result
44hausman fe_result re_result,sigmamore
45hausman fe_result re_result,sigmaless
46
47
48
49** 基于過度識別檢驗法
50 xtreg invest mvalue kstock, re cluster(company)
51 xtoverid 
52
53
54** Mundlak’s (1978)法
55local xlist "mvalue kstock" 
56foreach f of local xlist{
57bysort company: egen mean_`f' = mean(`f')
58}
59xtreg invest mvalue kstock mean_mvalue mean_kstock,re vce(robust)
60est store Mundlak_result
61test mean_mvalue mean_kstock
62
63
64** 基于 bootstrap 法的 hausman 檢驗
65xtreg invest mvalue kstock,fe
66est store fe_result
67xtreg invest mvalue kstock,re
68est store re_result
69rhausman fe_result re_result,reps(200) cluster
70
71
72** 截面相依檢驗
73
74qui xtreg invest mvalue kstock, fe
75xttest2
76
77qui xtreg invest mvalue kstock, re
78xtcsd, pesaran

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