联立方程模型
联立方程模型

Econometrics
王维国
东北财经大学
第十讲 联立方程模型
第一节 联立方程模型概述 第二节 联立方程模型的识别问题 第三节 联立方程模型参数的估计问题
东北财经大学数学与数量经济学院
第一节 联立方程模型概述
一、联立方程模型的性质
(一)为什么要建立联立方程模型 单一方程模型是用一个方程描述一个经济变量
一、联立方程模型的性质
(二)联立方程模型的基本概念 1.联立方程模型:由多个方程所组成的模型。 Y1i=β10 + β12Y2i + γ11X1i+ u1i Y2i=β20 + β22Y1i + γ21X1i+ u2i 2.内生变量与外生变量 内生变量是模型中本身决定的变量,也就是 说它的取值是模型系统内决定的。 外生变量不是由模型系统内决定的变量,也 就是说它的取值是由模型系统外部决定的。
Yt=β0 +β1Yt+ut +It Yt=β0 /(1- β1) +1 /(1- β1) It + 1 /(1- β1) ut
E(Yt)=β0 /(1- β1) +1 /(1- β1) It
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三、联立方程偏误:OLS估计量的非一致性(2)
Yt-E(Yt ) = ut/(1- β1) cov(Yt,ut )=E[Yt-E(Yt ) ][ut-E(ut)]
货币市场均衡方程:
Yt= l0+l1M ’+l2rt l0= -a/b l1= -1/b l2= -c/b
东北财经大学数学与数量经济学院
三、联立方程偏误:OLS估计量的非一致性(1)
消费函数:Ct= β0 + β1Yt+ut 收入恒等式:Yt=Ct+It 将(12.4)代入(12.5)中,则
计量经济学之联立方程模型

计量经济学之联立方程模型引言联立方程模型(Simultaneous Equation Model,简称SEM)是计量经济学中的一个重要分析工具,用于研究多个经济变量之间的相互关系。
通过建立一组方程,可以理解变量之间的联动效应,并进行预测和政策分析。
本文将介绍联立方程模型的基本概念、建模步骤和常见的估计方法等内容。
基本概念联立方程模型的定义联立方程模型是指由多个方程组成的一种数学模型,用于描述多个经济变量之间的关系。
每个方程都包含一个因变量和若干个解释变量,以及一个误差项。
联立方程模型的核心思想是通过解方程组,得到各个变量的估计值,进而分析它们之间的关系。
基本假设在建立联立方程模型时,需要对变量之间的关系进行假设。
常见的基本假设有:1.线性关系假设:方程中的变量之间的关系是线性的。
2.独立性假设:各个方程中的误差项是独立的,即它们之间不存在相关性。
3.零条件均值假设:解释变量的条件均值为零,即解释变量的期望与误差项无关。
4.同方差假设:各个方程中的误差项方差相等。
建模步骤建立联立方程模型的步骤如下:步骤一:确定变量根据研究主题和数据可获得的变量,确定需要建立模型的变量集合。
步骤二:构建方程根据经济理论和实际问题,构建联立方程模型的方程形式。
每个方程包含一个因变量和若干个解释变量。
步骤三:参数估计通过收集数据,对联立方程模型进行参数估计。
常用的估计方法有最小二乘估计(Ordinary Least Squares,简称OLS)和广义矩估计(Generalized Method of Moments,简称GMM)等。
步骤四:模型诊断对估计得到的模型进行诊断,检验模型的拟合优度、参数显著性和误差项的假设等。
常见的诊断方法有虚拟变量检验、异方差性检验和序列相关性检验等。
步骤五:模型解释与政策分析根据估计得到的模型结果,解释各个变量之间的关系,并进行政策分析。
可以利用模型进行预测和模拟,评估不同政策对经济变量的影响。
第九章联立方程

外生变量不是由模型系统内决定的变量, 也就是说它的取值是由模型系统外部决定的。 例如 I 前定内生变量是专门指由联立方程系统中内 生变量的滞后期而形成的变量。前定内生变 量只能作为联立方程系统中的解释变量。 在联立方程系统中有时把外生变量、 在联立方程系统中有时把外生变量、前定内 生变量统称为前定变量
Ct - β2Yt - β1 +0It = ut
-Ct +Yt +0- It =0
结构型模型的特点
其参数表现了解释变量对因变量的直接 影响, 影响,可直接分析解释变量变动对因变 量的作用,但由于存在联立方程偏倚, 量的作用,但由于存在联立方程偏倚, 系数估计面临困难。 系数估计面临困难。 说明结构式模型具有经济分析的意义, 说明结构式模型具有经济分析的意义, 而缺乏经济计量的意义。 而缺乏经济计量的意义。
(一)需求和供给模型
需求函数: 需求函数:Qtd= α1 +α2Pt+u1t 供给函数: 供给函数:Qts=β1+β2Pt+u2t 均衡条件: Qtd=Qts 均衡条件: (9.1) (9.2) (9.3)
表示需求量, 表示供给量。 Qd表示需求量, Qs 表示供给量。 三个变量都是内生变量
P S P1 D Q1 Q
第二节 联立方程模型的识别问题
本节主要说明如何解决识别问题。 本节主要说明如何解决识别问题。
一、模型的类型
划分标准: 划分标准:以变量间的联系形式 (一)结构型 根据经济理论建立的描述经济变量之间直 接结构关系的计量经济学方程系统称为结构 式模型。 把内生变量表示为其它内生变量、前定 变量和随机干扰项的函数形式,这种形式叫 做结构方程。
(二)宏观经济学中的IS模型 宏观经济学中的IS模型 IS
第十章 联立方程模型

It
ut
1 1
Yt Ct It
3、递归模型
形如:
Y1 11 X 1 12 X 2 1k X k 1t
YY23
21Y1 21 X 1 31Y1 32Y2
22 X 2 2k X k 2t 31 X 1 32 X 2 3k X k
单一方程模型: Y X u
i
1
2i
i
Yi 1 2 X2i 3 X3i k Xki i
联立方程模型:
例如:某种农产品需求模型
Qtd 0 1Pt 2Yt u1t
(1)
Pt 0 1P*t 2Qtd u2t
Ct
Yt
,
0
0
0 1 , X
1
It
,U
ut 0
1
B
1
1 B
1
1
1
,
Y
Ct
Yt
,
0
0
0 1 , X
1
It
,U
(2)
其中:Qtd —需求量 Pt —价格 Pt* —替代品价格
Yt —消费者收入
需求供给模型
QQttds
0 0
1Pt 1Pt
u1t u2t
Qtd Qts
(1 0) (1) (1 0) (2)
(3)
联立方程模型(蓝色)

• 联立方程模型概述 • 联立方程模型的建立 • 联立方程模型的求解方法 • 联立方程模型的应用案例 • 联立方程模型的优缺点 • 联立方程模型的发展趋势与展望
01
联立方程模型概述
定义与特点
01
02
定义:联立方程模型是 特点 一种数学模型,用于描 述一组变量之间的相互 关系。它由多个方程组 成,每个方程描述一个 变量与其他变量的关系。
模型的可解释性和透明度
随着对模型复杂度增加的关注,未来联立方程模 型将更加注重可解释性和透明度。这有助于提高 模型的可靠性和可信度,促进模型在实际决策中 的应用。
人工智能技术的应用
人工智能技术,如深度学习、神经网络等,将在 联立方程模型中发挥越来越重要的作用。这些技 术可以帮助模型更好地处理非线性关系、高维数 据和复杂动态系统。
环境影响评估
联立方程模型可以用于评估各种人类活动对生态环境的影响,为环境决策提供科学依据。
05
联立方程模型的优缺点
优点
01
全面性
联立方程模型能够同时考虑多个经济变量之间的相互影响,从而更全面
地描述经济系统的内在机制。
02
准确性
联立方程模型通过建立多个方程来描述经济现象,可以更准确地估计参
数,提高预测的准确性。
政策效果评估
通过联立方程模型,可 以评估政策变动对经济 的影响,分析政策效果, 为政策制定提供参考。
交通规划
交通流量预测
联立方程模型可以用于预测交通流量,帮助交通管理部门 制定合理的交通规划,优化交通网络布局。
交通需求管理
通过联立方程模型分析交通需求与各种因素之间的关系, 制定有效的交通需求管理策略,缓解城市交通拥堵。
联立方程模型simultaneous

联立方程模型(simultaneous-equations model )13.1 联立方程模型的概念有时由于两个变量之间存在双向因果关系,用单一方程模型就不能完整的描述这两个变量之间的关系。
有时为全面描述一项经济活动只用单一方程模型是不够的。
这时应该用多个方程的组合来描述整个经济活动。
从而引出联立方程模型的概念。
联立方程模型:对于实际经济问题,描述变量间联立依存性的方程体系。
联立方程模型的最大问题是E(X 'u ) ≠ 0,当用OLS 法估计模型中的方程参数时会产生联立方程偏倚,即所得参数的OLS 估计量βˆ是有偏的、不一致的。
给出三个定义:内生变量(endogenous variable ):由模型内变量所决定的变量。
外生变量(exogenous variable ):由模型外变量所决定的变量。
前定变量(predetermined variable ):包括外生变量、外生滞后变量、内生滞后变量。
例如:y t = α0 + α1 y t -1 + β0 x t + β1 x t -1 + u ty t 为内生变量;x t 为外生变量;y t -1, x t , x t -1为前定变量。
联立方程模型必须是完整的。
所谓完整即“方程个数 ≥ 内生变量个数”。
否则联立方程模型是无法估计的。
13.2 联立方程模型的分类(结构模型,简化型模型,递归模型) ⑴结构模型(structural model ):把内生变量表述为其他内生变量、前定变量与随机误差项的方程体系。
例:如下凯恩斯模型(为简化问题,对数据进行中心化处理,从而不出现截距项) c t = α1 y t + u t 1 消费函数, 行为方程(behavior equation ) I t = β1 y t + β2 y t-1 + u t 2 投资函数, 行为方程 y t = c t + I t + G t国民收入等式,定义方程(definitional equation ) (1)其中,c t 消费;y t 国民收入;I t 投资;G t 政府支出。
计量第12章联立方程模型

VS
假设条件
为了使模型具有可解性和可估计性,需要 设定一些假设条件。这些条件可能包括变 量的线性关系、误差项的独立性、同方差 性等。这些假设条件的选择应根据实际问 题和数据的特征来确定。
参数估计方法
最小二乘法(OLS)
最小二乘法是联立方程模型中最常用的参数估计方法之一。它通过最小化残差平方和来估 计模型的参数。这种方法简单易行,但在存在异方差性、自相关等问题时,可能导致估计 结果不准确。
联立方程模型的估计需要使用复 杂的计算方法和软件,对研究者 的计量经济学知识要求较高。
改进方向探讨
模型识别方法的改进
01
通过引入新的识别方法或改进现有数据收集和处理技术的提升
02 利用现代数据收集和处理技术,提高数据的质量和可
获得性,从而扩大联立方程模型的应用范围。
递归模型
模型中某些变量可以由其他变量唯一确定。
非递归模型
模型中所有变量相互依赖,无法由其他变量 唯一确定。
建模目的与意义
分析经济政策变化对经济系统的 影响。
描述经济系统中多个变量之间的 相互关系。
目的
01
03 02
建模目的与意义
• 预测经济变量的未来走势。
建模目的与意义
01
意义
02
提供了一种全面、系统的分析方法,有助于深入了解经济系统的运行 规律。
计量第12章联立方程模型
目录
• 联立方程模型概述 • 联立方程模型的构建 • 联立方程模型的识别与估计 • 联立方程模型的应用举例 • 联立方程模型与其他模型的关系 • 联立方程模型的优缺点及改进方向
01
联立方程模型概述
定义与特点
定义
联立方程模型(Simultaneous Equation Models)是一组 相互依赖的线性方程,用于描述经济系统中多个变量之间的 相互关系。
联立方程模型 make system

联立方程模型是一种数学方法,通过联立多个方程来描述和解决复杂的问题。
这种模型在经济学、物理学、工程学等领域中得到了广泛的应用,能够帮助研究人员理解和预测各种变量之间的关系。
本文将介绍联立方程模型的基本概念和应用,以及如何构建和求解联立方程模型。
一、联立方程模型的基本概念联立方程模型是一种描述多个变量之间关系的数学模型。
我们可以用一组方程组来表示这些变量之间的相互影响。
一般来说,联立方程模型可以写成如下形式:1. 假设我们有n个变量和m个方程,我们可以用矩阵和向量的形式来表示联立方程模型:其中,Y是一个n维向量,代表因变量;X是一个n×k维矩阵,代表自变量;β是一个k维向量,代表自变量的系数;ε是一个n维向量,代表误差项。
2. 联立方程模型的基本假设包括:(1)线性关系假设:假设因变量和自变量之间的关系是线性的;(2)随机抽样:样本必须是随机抽样的,以保证估计结果的一致性;(3)独立同分布假设:误差项之间是相互独立的,并且服从相同的分布;(4)方差齐性假设:误差项的方差是相同的。
二、构建联立方程模型构建联立方程模型的基本步骤包括:1. 确定研究的目标和问题:首先需要明确研究的目的,确定需要研究的变量和它们之间的关系。
2. 收集数据:根据研究目标,需要收集相关的数据样本。
3. 设定模型:选择合适的自变量和因变量,并设计出联立方程模型的形式。
4. 估计参数:通过最小二乘法或其他方法,估计模型的参数。
5. 检验模型:对模型的拟合度和估计结果进行检验,检验模型是否符合现实情况。
6. 修正模型:根据检验结果对模型进行修正,直至得到较为合理的模型。
三、求解联立方程模型求解联立方程模型的常用方法有:1. 最小二乘法:通过最小化因变量的观测值和模型估计值之间的差异来估计参数。
2. 极大似然估计:通过最大化样本数据出现的概率来估计参数。
3. 广义最小二乘法:当误差项不满足方差齐性和独立同分布假设时,可以使用广义最小二乘法进行参数估计。
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ˆ w Yt Y t t
第二阶段
2-13
11.8 2SLS:一个数字例子 第一阶段回归
第二阶段回归
OLS回归
2-14
为了理解识别的阶条件(order condition of identification),首先介绍下面的符号: m——模型中内生变量(联合相关)的个数。 k ——不包括在该方程中的所有变量(内生变量和外 生变量)的个数。 则, 1.若 k m 1 ,方程恰度识别。 2.若 k m 1 ,方程过度识别。 3.若k m 1 ,方程不可识别。
Qts B1 B2 Pt u2t
(11.3)
(11.4)
d s Q Q t 均衡条件: t
(11.5)
2-4
11.1 联立方程模型的性质
2-5
图11-1 价格和需求量的相互依赖
11.2 联立方程的偏误:OLS估计量的非一致性
假设暂时忽略消费支出和收入之间的联立性,利用普通最小二 乘法仅仅估计消费函数(11.1)式。
Ct A1 A2 I t vt
A1 B1 1 A2
A2 B2 1 A2
(11.9)
(11.10)
(11.11)
消费函数(11.1)式中参数的这种估计方法称为 间接最小二乘法(indirect least squares, ILS)。
2-7
11.4 间接最小二乘:一则实例
例11.1 凯恩斯收入决定模型
简单凯恩斯收入决定模型包括以下两个方程:
消费函数: Ct B1 B2Yt ut 收入恒等式: Yt Ct I t (11.1) (11.2)
2-3
11.1 联立方程模型的性质例11.ຫໍສະໝຸດ 需求和供给模型需求函数:
供给函数:
Qtd A1 A2 Pt u1t
2-9
11.5 模型识别问题
2-10
图11-2 供需函数与识别问题
11.5 模型识别问题
不可识别
A1 A2 Pt u1t B1 B2 Pt u2t
恰度识别 过度识别
A1 A2 Pt A3 X t u1t B1 B2 Pt u2t
2-11
11.6 识别规则:识别的阶条件
2-12
11.7 过度识别方程的估计:两阶段最小二乘法
为了说明两阶段最小二乘法,考虑如下模型: 收入函数: 货币供给函数: M B B Y u t 1 2 t 2t
Yt A1 A2 M t A3 I t A4Gt u1t
第一阶段
Yt 1 2 I t 3Gt wt
第11章 联立方程模型
McGraw-Hill/Irwin
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11.1 联立方程模型的性质
惯性 模型设定误差 蛛网现象 数据处理
2-2
11.1 联立方程模型的性质
总能够利用间接最小二乘法估计联立方程模型 中的参数。问题是能否从简化形式的估计值 中得到原始的结构参数。有时候可以,有时 候却不能。答案取决于模型是否可识别。
2-8
11.5 模型识别问题
识别问题(identification problem)强调了能否 惟一估计出方程(需求函数或供给函数)的 参数。如果能够惟一地估计出参数,那么就 称该方程恰度识别(exactly identified)。如 果不能估计出参数,就称该方程不可识别 (unidentified,or underidentified)。有时, 方程中的一个或几个参数有若干个估计值, 就称该方程是过度识别的(overidentified)。
Yt C t I t (B0 B1Yt t ) I t B0 B1Yt t I t
B1 B2 1 Ct It ut 1 B2 1 B2 1 B2
2-6
把( 11.1 )式中的C t 带入
11.3 间接最小二乘法
把方程(11.8)重写为,