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自回归分布滞后(ARDL)模型

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1 模型说明

自回归分布滞后模型是从误差修正模型中延申出来的,误差修正模型中所有变量都是内生的,因而两个变量的误差修正模型对应两个方程。而在自回归分布滞后模型中,将弱外生变量当作解释变量(自变量),内生变量当作被解释变量(因变量)!因而两个变量的自回归分布滞后模型对应一个方程。

只要数据是时间序列,就需要考虑平稳性!自回归分布滞后模型也不例外,如果变量都是平稳的,可以直接建立自回归分布滞后模型,如果变量不平稳但是存在协整关系,也可以建立自回归分布滞后模型。

与误差修正模型类似,自回归分布滞后模型中,变量的单整阶应小于2。

2 自回归分布滞后模型的形式

分布滞后中,解释变量包含X以及X的滞后项、被解释变量Y的滞后项!其中,被解释变量Y的滞后项长度至少为1,即最短也应包含Yt-1,否则就退化为分布滞后模型!

自回归分布滞后模型可以变换为以下形式,其中(c,Yt-1,Xt-1)构成协整方程,其余差分变量都为平稳变量(当有2阶及以上单整变量时不满足),因而构成的自回归分布滞后模型系统的状态稳定。

对于c、Yt-1和Xt-1的协整检验,可以采用JJ协整检验;也可以对以下方程中δ1和δ2的显著性进行检验来确定!

3 自回归分布滞后模型的应用

3.1 数据

我们仍以协整模型中m2和房价的例子进行演示!

其中,m2和houseprice均为1阶单整序列,且两个变量存在协整关系,因而可以构建houseprice和m2的自回归分布滞后模型!

根据经济理论分析,m2是国家按照一定规则发行的货币数量,具有弱外生性;房价除了受到m2及其滞后项的影响外,还受到前几期房价的影响!

3.2 录入数据

打开数据编辑窗口,将数据从Excel中复制到Stata,注意粘贴时选择“将第一行作为变量名”。

stata-336

3.3 数据预处理

设置时间变量:

encode 月份 ,g(t)
tsset t

重命名房价变量:

rename 百城房价均值 houseprice

3.4 确定houseprice和m2变量的单整阶数

初步判断houseprice和m2的滞后阶数:

varsoc houseprice m2,maxlag(10)

估计结果,这里滞后期数选择2期

stata-337

houseprice的ADF单位根检验:

dfuller houseprice,lags(2) nocons
dfuller houseprice,lags(2)
dfuller houseprice,lags(2) trend
dfuller d.houseprice,lags(2) nocons

依次对houseprice原始变量和1阶差分变量做ADF单位根检验。发现原始序列三种形式下均存在单位根;1阶差分后序列平稳!这里仅展示平稳的估计结果。

最终确定housepirce变量单整阶数为1阶!

stata-338

m2的ADF单位根检验:

dfuller m2,lags(2) nocons
dfuller m2,lags(2)
dfuller m2,lags(2) trend
dfuller d.m2,lags(2) nocons

依次对m2原始变量和1阶差分变量做ADF单位根检验。发现原始序列三种形式下均存在单位根;1阶差分后序列平稳!这里仅展示平稳的估计结果。

最终确定m2变量单整阶数为1阶!

stata-339

3.5 JJ协整检验

前面已经判断出houseprice和m2为1阶单整变量,且选择的滞后期为2期!

JJ协整检验:

vecrank houseprice m2,lags(2) trend(none)

在JJ协整检验中,有3中协整关系的形式,分别为不带常数项和趋势项、只带常数项、只带趋势项。由于m2和houseprice变量的单位根形式都是无截距项和趋势项,所以这里选择协整的形式1

结果显示,rank为1时对应的trace statistic值为0.1004,旁边带星号,表明存在一个协整关系!

stata-342

3.6 分布滞后模型的估计

3.6.1 arima命令应用

采用arima命令估计:

arima houseprice m2 l.m2 l2.m2, ar(1/2) nocons
arima houseprice m2 l.m2 l2.m2, ar(1/2) 

特别需要注意的是,在截面数据回归时,即使截距项不显著也应该加入模型。但是在分布滞后模型时,加入截距项和不加截距项是两种类型!应该根据协整的形式进行选择!一般情况下可以将两种模型的估计结果都列出来,然后根据显著性,AIC、BIC准则等来选择!

滞后项的选择也可以参考协整中的滞后项!但是并没有统一的做法,也可以多估计几种滞后项的结果,然后根据显著性,AIC、BIC准则等来选择!

本例中估计了不加入截距项和加截距项是两种类型。仅列出不加入截距项模型的估计结果!根据结果,分布滞后模型的估计结果可以写成:houseprice=0.0005034m2+0.0003274m2(t-1)+0.0002298m2(t-2)+1.880582houseprice(t-1)-0.880625houseprice(t-2)

stata-350

3.6.2 ardl命令应用

ardl属于外部命令,其除了可以估计不加入截距项和加截距项是两种类型外,还可以估计加入趋势项的类型!同时,ardl可以自动选择滞后期!

安装ardl命令:

ssc install ardl

手动选择滞后期:

ardl houseprice m2,lags(2,2) nocons
ardl houseprice m2,lags(2,2) 
ardl houseprice m2,lags(2,2)  trendvar(t)

自动选择滞后期:

ardl houseprice m2,m(10,10) nocons
ardl houseprice m2,m(10,10) 
ardl houseprice m2,m(10,10) trendvar(t)

由于模型形式太多,这里不再一一展示估计结果。根据显著性,最终选择了ardl(2,0)包含截距项的模型,估计结果如下所示:

stata-351



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