第九章单位根与协整
- 格式:ppt
- 大小:519.58 KB
- 文档页数:70
浅析单位根与协整的原理与检验作者:何川来源:《消费导刊·理论版》2008年第13期[摘要]单位根的随机性趋势与协整关系对实证分析中时间序列的影响是不容小觑的。
检验的目的在于更好的分辨数据特性、甄选模型,以达到或能预测或能证实因果关系或否定以上两者的结果。
本文将以二者的计量统计检验为对象,按“是什么、“为什么”和“怎么办”的思路分析检验的由来、如何通过检验对实证模型进行修正以解决不平稳带来的估计不一致问题。
[关键词]单位根协整检验 DF ECM一、什么是单位根与协整开篇即给出数理的定义稍显突兀,因此引入对此问题的一个经典比喻来形象化说明问题。
“醉汉和他的狗”行进的路径被视为两个序列(Michael P. Murray,2006),其中醉汉走路的每一步都视为随机游动(random walk),狗也是同样,两个序列都存在随机性趋势。
从酒吧门口算起,上次见到他们的位置也许是预测现在位置的最佳猜测,因为根本无法估计东倒西歪的行进规律。
但特别的是,狗是属于醉汉的,这里的主从关系使两个变量之间存在了某种联系。
所以一旦知道其中之一的位置,另一个应该也在不远处。
醉汉和狗各自的行径就是随机性趋势即单位根存在的一种体现,而两者之间存在关系因而会对距离进行调整就是一种协整关系的模拟。
确切的来说,单位根即特征方程解出的模为1的特征根。
滞后算子可以直接进行运算,而由此可以推导出方程的自回归多项式。
通过求解令多项式为零的特征方程,对其在复数范围内进行彻底的因式分解,得到所称的特征根。
在二元条件下,假设x1t和x2t是一阶单整的I(1)(即水平值方程存在单位根,进行一阶差分后平稳)。
如果对于某些系数β2,x1t β2x2t是零阶单整的I(0)(即平稳的),那么就说x1t和x2t是协整的。
β2被称为协整系数,向量β’=(1,β2)即协整向量。
扩展到多元也是同样道理,不过维度会扩展为多维,且n个变量只可能存在(n-1)个协整关系。
产业结构变动与石油消费的平稳性分析进行回归分析要求时间序列数据具有平稳性。
所谓序列的平稳性,即指一个序列本身的均值、方差和自协方差是否平稳,如果一个时间序列上述统计量是一个稳定的数值,那说明该序列为平稳序列,否则为非平稳。
通常情况下,如果一个序列为非平稳,将会导致“伪回归”现象以及降低相应的统计检验功效。
单位根检验对时间序列的平稳性检验是建立计量经济模型的首要任务,目前检验平稳性的方法主要有DF 和ADF 检验,这里我们采用ADF 检验方法得到如下结果:变量 ADF 统计量 1%临界值 5%临界值 10%临界值 是否平稳 lng1 -1.422429 -2.7158 -1.9627 -1.6262 非平稳 △lnx1 -3.436994 -2.7275 -1.9642 -1.6269 平稳*** lng2 -2.010800 -2.7158 -1.9627 -1.6262 非平稳 △lnx2 -2.943741 -2.7275 -1.9642 -1.6269 平稳*** lng3 -1.191993 -2.7158 -1.9627 -1.6262 非平稳 △lnx3 -2.860298 -2.7275 -1.9642 -1.6269 平稳*** lny -2.801103 -3.8877 -3.0521 -2.6672 非平稳 △lny-4.503208-2.7275-1.9642-1.6269平稳***其中ΔLNy 、LNx1、LNx2、LNx3表示原序列的一阶差分序列。
***表示在1%、5%、10%水平上显著检验结果表明所有变量的原序列是非平稳的时间序列,但是经过一阶差分以后,这些变量在1%的显著性水平下都不拒绝变量有一个单位根的原假设,所以这些序列都是一阶单整序列。
协整检验由于对上面结果的平稳性进行了检验,发现一阶单整,这样可以进行协整分析。
协整检验可分为基于模型回归系数的协整检验和基于模型回归残差的协整检验,我们选择残差的单整性检验,即对回归方程的残差进行单位根检验,若残差序列是平稳序列,则表明方程的因变量和解释变量之间存在协整关系,即长期均衡关系。
单位根检验和协整检验单位根检验和协整检验是时间序列分析中常用的两种方法。
本文将分别介绍这两种检验方法的概念、原理和应用。
一、单位根检验1.概念单位根检验,又称为ADF(Augmented Dickey-Fuller)检验,是一种用于判断时间序列是否具有平稳性的方法。
它的基本原理是通过对时间序列进行一定程度的差分,使得序列变得平稳,从而判断序列是否具有单位根。
2.原理在时间序列中,如果一个变量具有单位根,则说明它在长期内存在趋势或者周期性波动。
而如果一个变量具有平稳性,则说明它在长期内不存在趋势或者周期性波动。
因此,通过对时间序列进行差分,可以消除其中的趋势或者周期性波动,使得序列变得平稳。
ADF检验的基本原理就是通过比较差分后的时间序列与原始时间序列之间的关系来判断是否存在单位根。
具体地说,在ADF检验中,我们需要假设一个线性回归模型:ΔYt = α + βt + γYt-1 + δ1ΔYt-1 + … + δpΔYt-p + εt其中,Δ表示差分符号;Yt表示时间序列;α、β、γ、δ1~δp和εt分别表示回归系数和误差项。
如果该模型中的γ等于0,则说明时间序列具有单位根,即存在趋势或者周期性波动;如果γ小于0,则说明时间序列具有平稳性,即不存在趋势或者周期性波动。
3.应用ADF检验通常用于判断时间序列是否具有平稳性。
在金融领域中,它常被用于股票价格的分析和预测。
例如,通过对股票价格进行ADF检验,可以判断该股票是否处于上涨或下跌趋势,并进一步预测未来的走势。
二、协整检验1.概念协整检验是一种用于判断两个或多个时间序列之间是否存在长期稳定的关系的方法。
它的基本原理是通过构建线性组合,使得两个或多个时间序列之间的关系变得平稳。
2.原理在协整检验中,我们需要假设一个线性组合模型:Yt = α + βXt + εt其中,Yt和Xt分别表示两个时间序列;α、β和εt分别表示回归系数和误差项。
如果该模型中的β等于0,则说明Yt和Xt之间不存在长期稳定的关系;如果β不等于0,则说明Yt和Xt之间存在长期稳定的关系,即它们是协整的。
单位根、协整检验、误差修正模型及因果关系检验问题:中国城镇居民月人均可支配收入(SR)和生活费支出(ZC)1992年至1998年各月度数据序列(见表1)。
表1 城镇居民月人均生活费支出和可支配收入序列序列月份1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998可支配收入Sr1 151.83 265.93 273.98 370.00 438.37 521.01 643.402 159.86 196.96 318.81 385.21 561.29 721.01 778.623 124.00 200.19 236.45 308.62 396.82 482.38 537.164 124.88 199.48 248.00 320.33 405.27 492.96 545.795 127.75 200.75 261.16 327.94 410.06 499.90 567.996 134.48 208.50 273.45 338.53 415.38 508.81 555.797 145.05 218.82 278.10 361.09 434.70 516.24 570.238 138.31 209.07 277.45 356.30 418.21 509.98 564.389 144.25 223.17 292.71 371.32 442.30 538.46 576.3610 143.86 226.51 289.36 378.72 440.81 537.09 599.4011 149.12 226.62 296.50 383.58 449.03 534.12 577.4012 139.93 210.32 277.60 427.78 449.17 511.22 606.14生活费支出 Zc1 139.47 221.74 234.28 307.10 373.58 419.39 585.702 168.07 186.49 272.09 353.55 471.77 528.09 598.823 110.47 185.92 202.88 263.37 350.36 390.04 417.274 113.22 185.26 227.89 281.22 352.15 405.63 455.605 115.82 187.62 235.70 299.73 369.57 426.81 466.206 118.20 12.11 237.89 308.18 370.41 422.00 455.197 118.03 186.75 239.71 315.87 376.90 428.70 458.578 124.45 187.07 252.52 331.88 387.44 459.29 475.409 147.70 219.23 286.75 385.99 454.93 517.06 591.4110 135.14 212.80 270.00 355.92 403.77 463.98 494.5711 135.20 205.22 274.37 355.11 410.10 422.96 496.6912 128.03 192.64 250.01 386.08 400.48 460.92 516.16数据来源:转摘自易丹辉《数据分析与Eviews的应用》,中国统计出版社2002,P141。
第九讲 单位根、 协整与误差修正模型一、 单位根过程的定义如果{}t y 的数据生成过程是: 1t t t y y ε-=+, {}t ε是平稳过程则{}t y 的数据生成过程被称为单位根过程。
我们还能够在上述模型基础上增加截距项( 所谓的漂移项) 或者时间趋势项, 如: 00111t t t t t t y y y t y βεββε++--=+=++ 上述过程都属于单位根过程。
笔记:按照附加预期的菲利普斯曲线理论: 通胀率=预期的通胀率-a( 失业率-自然失业率) +供给冲击。
失业率与自然失业率的差异( 即周期性失业率) 与供给冲击一般是平稳的。
假定人们采取静态预期, 即预期通胀率等于过去一年的实际通胀率, 则通胀率=过去一年的通胀率+平稳性变量, 故基于一些假定我们能够从理论上表明通胀率是一个单位根过程。
单位根过程的一个特例是随机游走:1t t t y y ε-=+, 其中{}t ε是白噪声过程同样, 我们能够在上述模型基础上再增加截距项或者时间趋势项。
单位根过程是非平稳过程。
以随机游走模型为例,注意到11210...ti t t t t t t i y y y y εεεε=---=+=++==+∑ , 故有:0()t E y y =、 2()t t Var y δ=。
显然, 随着时间的延伸方差趋于无穷大, 因此随机游走属于非平稳过程。
图一是对一个随机游走过程的模拟。
图一: 1,(0,1)t NID t t ty y εε-+=笔记: 1、 有效市场理论认为股票价格应当是一个随机游走过程。
在随机游走模型中, {}t ε是白噪声过程, 0(,)0,t t j j Cov εε+≠=, 因此有效市场理论的含义也即是股票价格变动( 1t t t p p ε--=) 是不可预测的。
按照有效市场理论, 股票价格能够及时吸纳消息, 因此, 如果下一时刻价格与现在价格确实存在差异, 那么导致这个价格差异的消息就现在时刻来说是无法预测的, 否则, 现在价格将马上变动从而使价格差异消失。