计量经济学大作业西电版第二份
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摘要
关键字
一、问题背景
基于经验研究表明:城市保有量对环境质量有重大的影响,在已收集数据的基础上,我们可以由此提出合适的空气污染指数(Y)与汽车保有量(X)的计量经济学模型,从而可以通过将来汽车保有量对环境质量影响进行预测。
需要解决的问题如下:
1、分析数据指出自己的计量经济学模型;
2、运用计量经济学方法估计模型中的未知参数,从而提炼自己的预测模型;
3、进行误差和必要的残差分析;
4、分析自己所提出模型的优劣点以及将来改进的方向。
5、结合自己的模型进行相应的预测分析,对城市交管部门关于是否提出限号出行或限购等政策性建议提出自己的见解。
二、问题分析
已有陕西省30个市县的汽车保有量(记为X,单位:十万辆)数据和对应环境污染综合指Y
表1
现使用R软件绘制出上表数据的散点图如下
图1
三、模型的建立 1、确定模型函数式
由初始数据散点图图像,可初步假设X 与Y 之间的关系为抛物线,建立模型
2012Y X X b b b m =+++,其中0b 、1b 、2b 为常数,m 为误差项。
显然2
X 与X 线性无关,令1X X =,22X X =,得到01122Y X X b b b m =+++这一线性模型,误差项m 表示除了1X ,2X 之外其他因素对Y 的影响以及实验或测量误差,0b ,1b ,2b 是待估计的未知参数。
2、关于模型的基本假设 假定误差项i m ,其中,j 1,2,
30i =,满足以下假设:
()()0,i a E m =
2()(),()i b Var m s s =等方差,是常数
(c)Cov(,)0,.()i j i j m m =
不相关
四、模型求解
在Gauss-Markov 假设的前提下,我们对线性模型01122Y X X b b b m =+++以最小二乘法(
OLS
)
求
解
系
数
,
由
式
(
)
1
T
T X X
X Y
b -=得到
01
2
1
.327
82862.8165464
==0.480951=6b b b -,,,即有
(4.1)
去除显而易见的异常点(4.05,10.7432)再次求解系数,得到01210.5, 3.0,0.5b b b ==-=,
2= 3.010505..X X Y +-, (4.2)
五、模型检验 假设2~(0,)N I m s 。
1、回归方程的显著性检验
所谓回归方程的显著性检验,就是检验假设:所有回归系数都等于零,即检验
112:0.H b b == (5.1)
把假设(5.1)代入模型(4.1),得到约简模型
0,1
,,30.i i Y i b m =+= (5.2)
此式中0b 的最小二乘估计为_
*
Y b =于是对应的残差平方和
_
*20
1
1(),n T
T H i i RSS Y Y Y Y Y b ==-=-å在回归分析中,总是把这个特殊的残差平方和称为总
平方和(T(Total Sum of Squares,简记为TSS)。
检验统计量为/(21)=RSS/(302)
SS F --回回,其中^
=T
T T RSS Y Y X Y b -是式(4.1)的残差平方和,
^
*01T
T T
H SS RSS RSS X Y Y b b =-=-回是由于在模型(5.2)中引进回归自变量之后所引起
的残差平方和减少量,称为回归平方和。
2、回归系数的显著性检验
^
21~(,*())T N X X b b s -
210.3278286 2.81654640.48095=16X Y X -+
六、模型评价及改进
本文中所涉及到的模型为简单的一元二次回归模型,通过把一元二次回归模型转化成简单的二元一次线性回归模型,然后以此使用最小二乘法(OLS)来估计二元一次线性回归模型参数,最终得到一元二次模型的参数。
此模型从数据的角度完美拟合了空气污染指数(Y)与汽车保有量(X)之间的关系,有着简洁易懂,能直观反映解释变量与被解释变量之间关系的优点,易于理解分析,并做出预测。
但是在汽车保有量(X)值较小(<3)的时候,模型反映的空气污染指数(Y)与汽车保有量(X)之间的关系不符合实际生活中的常理,随着汽车保有量(X)值的增大,空气污染指数(Y)反而在下降,这说明此时汽车保有量(X)对空气污染指数(Y)的影响在所有影响中不占主要因素,空气污染更多的可能是受了当地化工厂、历史遗留等其他因素
的原因造成的,m成为了影响空气污染指数(Y)的主要因素,此时用汽车保有量(X)
来预测估计空气污染指数(Y)是不合理的,虽然数据上可以直观反映两者的关系,通过汽车保有量(X)来预测估计空气污染指数(Y),但实际上应当存在其他因素,它们在汽车保有量(X)小的时候,可以比汽车保有量(X)更合理的体现对空气污染指数(Y)的预测。
在此模型中没有考虑到这些因素,所以在汽车保有量(X)<3时,虽然可以以汽车保有量(X)的值对空气污染指数(Y)进行预测,但并不是因为汽车保有量(X)的值对空气污染指数(Y)的直接作用,涉及到了其他因素与这两者之间的相互影响,属于间接作用。
对此,可以通过调查合理扩充解释变量,加入其他因素重新建立预测模型求解,减小m在对空气污染指数(Y)影响因素中所占的比重。
七、模型预测及分析。