第五讲面板数据模型介绍
面板数据模型.讲课文档
其中，
称为复合误差(composite error)。
这一结果与1987年数据的横截面OLS回归结果不一 样。注意，使用混合OLS并不解决遗漏变量问题。
两时期面板数据分析(续4)
另一种方法，考虑了非观测效应与解释变量相关性。
（面板数据模型主要就是为了考虑非观测效应与解 释变量相关性的情形）例如在犯罪方程中，让ai中
为两类：一类是恒常不变的；另一类则随时间而变。
d2t表示当t=1时等于0而当t=2时等于1的一个虚拟变 量，它不随i而变。ai概括了影响yit的全部观测不到 的、在时间上恒定的因素，通常称作非观测效应， 也称为固定效应，即ai在时间上是固定的。特质误 差uit表示随时间变化的那些非观测因素。
两时期面板数据分析(续2)
第三，Panel Data Model可以通过设置虚拟变量对 个别差异（非观测效应）进行控制；即面板数据模 型可以用来有效处理遗漏变量（omitted varaiable） 的模型错误设定问题。
遗漏变量
使用面板数据的一个主要原因是，面板数据可以用 来处理某些遗漏变量问题。
例如，遗漏变量是不随时间而变化的表示个体异质 性的一些变量，如国家的初始技术效率、城市的历 史或个人的一些特征等。这些不可观测的不随时间 变化的变量往往和模型的解释变量相关，从而产生 内生性，导致OLS估计量有偏且不一致。
2000 4203.555 8206.271 5522.762 4361.555 3890.580 4077.961 5317.862 3612.722 4360.420 3877.345 5011.976 8651.893 3793.908 6145.622 6950.713
2001 4495.174 8654.433 6094.336 4457.463 4159.087 4281.560 5488.829 3914.080 4654.420 4170.596 5159.538 9336.100 4131.273 6904.368 7968.327
第五讲 动态面板数据模型
E ( uit − ui,t −1 ) yi,t −s
如果
{
}
N T 1 = plim ∑∑( uit −ui,t−1 ) yi,t−s = 0 N (T −1) i=1 t =2
'
（7.10）
Δui = ( ui 2 − ui1 ui 3 − ui 2 " uiT − ui ,T −1 )
⎛ [ yi 0 ] ⎜ Zi = ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝
− y i ,t −3 )( y i ,t − y i ,t −1 )
（5.4）
∑∑ ( y
i =1 t =3
i ,t − 2
− y i ,t −3 )( y i ,t −1 − y i ,t − 2 )
显然，对于 N → ∞、T → ∞或者 N 和 T → ∞，如果
plim
和
N T 1 ∑ ∑ ( uit − ui ,t −1 ) yi ,t − 2 = 0 N (T − 1) i =1 t = 2
(
)
( yi ,t −1 − yi ,t −2 ) 相 关 ， 但 是 与 ( u
it
− ui ,t −1 ) 无 关 。 因 此 ， y i ,t − 2 和
( yi ,t −2 − yi ,t −3 ) 均 为
( yi ,t −1 − yi ,t −2 ) 的工具变量。于是，模型（5.2）中参数的工具变量估计分别是
⎛ N ⎞ ⎛ N ' ⎞⎞ ⎛⎛ N ⎞ ⎛ N ' ⎞⎞ ' ' ˆ GMM = ⎜ ⎛ α ⎜ ∑ Δyi ,−1 Z i ⎟ W N ⎜ ∑ Z i Δyi ,−1 ⎟ ⎟ ⎜ ⎜ ∑ Δyi ,−1 Z i ⎟ W N ⎜ ∑ Z i Δyi ⎟ ⎟ ⎠ ⎝ i =1 ⎠ ⎠ ⎝ ⎝ i =1 ⎠ ⎝ i =1 ⎠⎠ ⎝ ⎝ i =1
第五讲面板数据模型ppt课件
11000 10000
cp_bj
9000
(15-2)
其中 yit 为被解释变量（标量），Xit 为 k 1 阶解释变量列向量（包括 k 个回归量），
本例用对数研究更合理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
面板数据模型与应用
1．面板数据定义 为了观察得更清楚，图 8 给出北京和内蒙古 1996-2002 年消费对收入散点图。从图中
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
面板数据模型
第 15 章 面板数据模型与应用 15.1 面板数据定义 15.2 面板数据模型分类 15.3 面板数据模型估计方法 15.4 面板数据模型的设定与检验 15.5 面板数据建模案例分析 15.6 面板数据模型的 EViews 操作 15.7 面板数据的单位根检验
15 个地区 7 年人均消费对收入的面板数据散点图见图 6 和图 7。图 6 中每 一种符号代表一个省级地区的 7 个观测点组成的时间序列。相当于观察 15 个时 间序列。图 7 中每一种符号代表一个年度的截面散点图（共 7 个截面）。相当于 观察 7 个截面散点图的叠加。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
面板数据模型
面板数据模型面板数据模型是一种用于分析和预测数据的统计模型。
它通过整合多个观测变量和时间维度来描述数据的动态变化和相互关系。
面板数据模型也被称为纵向数据模型、多级数据模型或者追踪数据模型。
面板数据模型的主要特点是能够同时考虑个体间的差异和时间上的变化。
它允许我们探索个体特征对于数据变化的影响，并且可以分析个体和时间的交互作用。
面板数据模型的应用范围广泛，包括经济学、社会学、医学、环境科学等领域。
在面板数据模型中，我们通常将数据分为两个维度：个体维度和时间维度。
个体维度表示我们观察的个体，可以是人、公司、地区等；时间维度表示观测的时间点，可以是年、月、周等。
通过将个体和时间维度结合起来，我们可以获得更加全面和准确的数据分析结果。
面板数据模型可以用于多种分析方法，包括描述统计、回归分析、时间序列分析等。
其中，最常用的方法是固定效应模型和随机效应模型。
固定效应模型假设个体间的差异是固定的，而随机效应模型假设个体间的差异是随机的。
在面板数据模型中，我们可以通过以下步骤进行分析：1. 数据准备：收集个体和时间维度的数据，并进行清洗和整理。
确保数据的完整性和准确性。
2. 描述统计分析：对数据进行描述性统计，包括计算均值、方差、相关系数等。
通过描述统计分析，我们可以初步了解数据的特征和分布。
3. 固定效应模型：使用固定效应模型来分析个体间的差异对数据变化的影响。
固定效应模型可以控制个体间的差异，并且可以估计个体特征对数据的影响。
4. 随机效应模型：使用随机效应模型来分析个体间的差异对数据变化的影响。
随机效应模型可以考虑个体间的随机差异，并且可以估计个体特征对数据的影响。
5. 时间序列分析：对数据进行时间序列分析，包括趋势分析、周期分析、季节性分析等。
时间序列分析可以揭示数据的时间变化规律和趋势。
6. 模型评估和预测：对模型进行评估，并使用模型进行数据预测。
通过模型评估和预测，我们可以评估模型的准确性和可靠性。
面板数据模型
面板数据模型引言概述：面板数据模型是一种经济学和统计学中常用的数据分析方法。
它适用于具有时间和个体维度的数据，可以帮助研究人员更好地理解个体之间的关系以及时间的变化趋势。
本文将详细介绍面板数据模型的概念、应用领域、优势和限制，并提供一些实际案例来说明其实际价值。
正文内容：1. 面板数据模型的概念1.1 面板数据模型的定义面板数据模型是一种同时考虑时间和个体维度的数据分析方法。
它将个体的观察结果按照时间顺序排列，形成一个面板数据集，以便分析个体之间的关系和时间的变化趋势。
1.2 面板数据模型的分类面板数据模型可以分为固定效应模型和随机效应模型。
固定效应模型假设个体之间的差异是固定的，而随机效应模型则允许个体之间的差异是随机的。
2. 面板数据模型的应用领域2.1 经济学领域面板数据模型在经济学领域得到广泛应用。
例如，研究人员可以利用面板数据模型来分析不同国家或地区的经济增长率、失业率和通货膨胀率之间的关系，以及企业的生产效率和市场竞争程度之间的关系。
2.2 社会科学领域面板数据模型也在社会科学领域具有重要意义。
研究人员可以利用面板数据模型来研究教育、健康、就业等社会问题，并分析个体特征对这些问题的影响。
2.3 金融领域面板数据模型在金融领域的应用也非常广泛。
例如，研究人员可以利用面板数据模型来分析不同股票的收益率之间的关系，以及股票市场的波动与宏观经济指标之间的关系。
3. 面板数据模型的优势3.1 控制个体固定效应面板数据模型可以通过固定效应来控制个体固有的差异，从而更准确地分析个体之间的关系。
3.2 利用时间维度的信息面板数据模型可以利用时间维度的信息，分析个体随时间的变化趋势，更好地理解时间的影响。
3.3 提高数据的效率面板数据模型可以利用面板数据集中的交叉个体和时间信息，提高数据的效率，减少估计的方差。
4. 面板数据模型的限制4.1 数据缺失问题面板数据模型在面对数据缺失问题时可能会出现一些困难，需要采取一些特殊的处理方法。
第五章面板数据模型
Chaper5 面板数据模型§1。
基本概念介绍 在联立方程模型中，我们已接触到面板数据模型，它只是作为一种特殊的联立式来讨论的。
不同时间和不同个体仅是一种混合的普通样本，采用POLS 方法处理。
面板数据中不同时间段和不同个体的二元特征没有考虑。
而这些特征往往包含有明确的经济信息。
本章以存在不可观测效应（Unobserved effect ）的现代观点重新阐释面板数据模型。
不可观测效应的含义是，从不同时间抽取的样本数据中，存在一个相对时间不变的不可观测的因素，称为异质性。
例如，样本个体选择家庭，认知能力、动机、遗传等；样本个体选择企业，管理水平，创新能力等。
可以认为它们是相对时间不变的且不可观测。
如何处理这些对结果产生影响的潜在因素？除了前述的代理变量和多指标工具变量法外，合理应用面板数据的特征就是本章讨论的问题。
此外，面板数据作为截面数据和时间序列数据的混合，能反映模型的动态结构，故也可作为动态分析的内容加以讨论。
深入的分析面板数据是学习时间序列分析之后，本章只是一个初步。
面板数据有广泛的来源，有大量的应用背景，并针对不同的问题设计有各种不同的模型。
合理运用面板数据和模型，能给我们带来更多有意义的统计分析结果。
本章也是伍书认为下了功夫的部分。
请看例：例1：职业培训的评价欲评价培训的效果，（或实施某一政策的效果，等等。
）一个标准的评价模型是：11it it it i it y Z prog c u θγδ=++++这里t 特设为二期，1,2t =。
t θ表示随时间变化的截距项，it Z 是可观察的影响因素Y 的随机变量，itprog是被关注的虚拟变量，表示参加第二期培训为1否则为0；i c 为个人是否选择接受培训的选择，它是不可观测的，是一个与个人内在因素相关的且与t 无关的潜在因素。
又为了消除政策因素外其它因素的影响，在时间段2中将Y 分成处理组A 和控制组B 两部分。
在1t =无人处在处理组，在2t =，部分人处在控制组部分人处在处理组。
面板数据模型经典PPT
该模型假设个体和时间特定效应是固定的，不会随着解释变量的变化 而变化。
03
固定效应模型可以通过固定效应估计量来估计变量的影响，该估计量 不受个体和时间特定效应的影响。
04
固定效应模型可以通过各种方法进行估计，包括最小二乘法、广义最 小二乘法、工具变量法和随机效应法等。
随机效应模型
01 02 03 04
面板数据模型经典
• 面板数据模型概述 • 面板数据模型的类型 • 面板数据模型的估计方法 • 面板数据模型的检验与诊断 • 面板数据模型的应用案例
01
面板数据模型概述
定义与特点
定义
面板数据模型是一种统计分析方法， 用于分析时间序列和截面数据的混合 数据集。
特点
能够同时考虑时间和个体效应对因变 量的影响，提供更全面的分析视角， 有助于揭示数据背后的复杂关系。
面板数据模型的适用场景
01
面板数据模型适用于分析长时间跨度下多个个体或 经济实体的数据，如国家、地区或公司等。
02
当需要探究时间趋势和个体差异对因变量的影响时， 面板数据模型是理想的选择。
03
在经济学、社会学、生物学等领域，面板数据模型 被广泛应用于实证研究。
面板数据模型与其他模型的比较
01
与时间序列模型相 比
其他领域的应用案例
总结词
除了上述领域外，面板数据模型还广泛应用 于金融、环境科学、医学和交通等领域，为 各领域的科学研究和实践提供了重要的方法 和工具。
详细描述
在金融领域，面板数据模型被用于股票价格 、收益率和风险评估等方面；在环境科学领 域，面板数据模型被用于研究气候变化、环 境污染和生态平衡等方面；在医学领域，面 板数据模型被用于疾病诊断、治疗方法和药 物研发等方面；在交通领域，面板数据模型 被用于交通流量、交通规划和交通安全等方
第五讲 动态面板数据模型
−1
(
σ u2 ) ，则
是最优权重矩阵，其中，
⎛ 2 −1 0 " ⎞ ⎜ ⎟ 2 % 0⎟ ' 2 2 ⎜ −1 . E ( Δui Δui ) = σ u G = σ u ⎜ 0 % % −1⎟ ⎜ ⎟ 0 −1 2 ⎠T ×T ⎝ # ˆ GMM 服从协方差矩阵为 于是，如果 σ u 已知，α 的最有效 GMM 估计 α
（optimal weighting matrix） 。 这时， 称 GMM 协方差矩阵最小的权重矩阵 WN 称为最优权重矩阵
ˆ GMM 为最有效的估计量。 估计 α ˆ GMM 就一定存在。并且， 一般来说，只要方程组（5.5）中的矩条件存在，GMM 估计 α
如果对于任意的 i，t， uit ~ i.i.d 0,
(
)
( yi ,t −1 − yi ,t −2 ) 相 关 ， 但 是 与 ( u
it
− ui ,t −1 ) 无 关 。 因 此 ， y i ,t − 2 和
( yi ,t −2 − yi ,t −3 ) 均 为
( yi ,t −1 − yi ,t −2 ) 的工具变量。于是，模型（5.2）中参数的工具变量估计分别是
面板数据计量分析
白仲林
ˆ IV 和 α ˆ IV 就是 α 的一致估计。 的工具变量估计 α
1 2
2 Arellano 和 Bond 的广义矩估计 动态面板模型（5.2）的工具变量估计（5.3）和（5.4）中所选择的工具变量只是差分模 型（5.2）解释变量的工具变量之一，实际上，在 t 时点， y i 0
ˆ α
1 IV
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1．面板数据定义 用 CP 表示消费，IP 表示收入。AH, BJ, FJ, HB, HLJ, JL, JS, JX, LN, NMG,
SD, SH, SX, TJ, ZJ 分别表示安徽省、北京市、福建省、河北省、黑龙江省、吉 林省、江苏省、江西省、辽宁省、内蒙古自治区、山东省、上海市、山西省、 天津市、浙江省。
2是.2.对1 个个体体固固定定效效应应模模型型（可ent以ity识fi别xed边ef际fe效cts应m。odel）
对于个体固定=效应E(模yit型，i,个X体it)/效 X应iti 未知，E(i Xit)随 Xit 而变化，但不知怎样与 Xit 变 化个，体所固以定E效(yi应t X模it)型不可的识估别计。方对法于有短多期种面，板首数据先，设个法体除固去定效i 的应模影型响是，正从确而设保定证的，估计
SD, SH, SX, TJ, ZJ 分别表示安徽省、北京市、福建省、河北省、黑龙江省、吉 林省、江苏省、江西省、辽宁省、内蒙古自治区、山东省、上海市、山西省、 天津市、浙江省。
15 个地区 7 年人均消费对收入的面板数据散点图见图 6 和图 7。图 6 中每 一种符号代表一个省级地区的 7 个观测点组成的时间序列。相当于观察 15 个时 间序列。图 7 中每一种符号代表一个年度的截面散点图（共 7 个截面）。相当于 观察 7 个截面散点图的叠加。
2000 2000 4000 6000 8000
IP_T 10000 12000 14000
二、模型分类
• 混合模型 • 固定效应模型 • 随机效应模型
1、混合模型
15.2.1 混合模型 如果一个面板数据模型定义为，
yit = + Xit ' + uit, i = 1, 2, …, N; t = 1, 2, …, T
yit = i + Xit ' + uit, i = 1, 2, …, N; t = 1, 2, …, T
(15-2)
其中 yit 为被解释变量（标量），Xit 为 k 1 阶解释变量列向量（包括 k 个回归量），
i 是随机变量，表示对于 i 个个体有 i 个不同的截距项，且其变化与 Xit 有关系；
面板（panel）原指对一组固定调查对象的多次观测，近年来面板数据已经成为 专业术语。
19782005 年中国各省级地区城镇家庭消费性支出占可支配收入比率值面板数 据如图。其一个坐标表示时间，另一个坐标表示地区。面板数据从横截面（cross section）看，是由若干个体（entity, unit, individual）在某一时间构成的截面观测值， 从纵剖面（longitudinal section）看每个个体都是一个时间序列。
LOG(CP1998) LOG(CP2002)
9.2
LOG(CP1999)
9.0
8.8
8.6
8.4
8.2
8.0
7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6
LOG(IPCROSS)
图 6 对数的人均消费对收入的面板数据散点图 图 7 对数的人均消费对收入的面板数据散点图
1．面板数据定义 面板数据分两种特征：（1）个体数少，时间长。（2）个体数多，时间短。
面板数据主要指后一种情形。 面板数据用双下标变量表示。例如
yi t, i = 1, 2, …, N; t = 1, 2, …, T
i 对应面板数据中不同个体。N 表示面板数据中含有 N 个个体。t 对应面板数据 中不同时点。T 表示时间序列的最大长度。若固定 t 不变，yi ., ( i = 1, 2, …, N)
本例用对数研究更合理
面板数据模型与应用
1．面板数据定义 为了观察得更清楚，图 8 给出北京和内蒙古 1996-2002 年消费对收入散点图。从图中
可以看出，无论是从收入还是从消费看内蒙古的水平都低于北京市。内蒙古 2002 年的收 入与消费规模还不如北京市 1996 年的大。图 9 给出该 15 个省级地区 1996 和 2002 年的 消费对收入散点图。6 年之后 15 个地区的消费和收入都有了相应的提高。
面板数据定义
15.1 面板数据定义 时间序列数据或截面数据都是一维数据。时间序列数据是变量按时间得到的数据； 截面数据是变量在固定时间的一组数据。面板数据是同时在时间和截面上取得的二 维数据。所以，面板数据（panel data）也称作时间序列与截面混合数据（pooled time series and cross section data）。面板数据是截面上个体在不同时间的重复观测数据。
案例 1（file:5panel02）：1996-2002 年中国东北、华北、华东 15 个省级地 区的居民家庭固定价格的人均消费（CP）和人均收入（IP）数据。数据是 7 年 的，每一年都有 15 个数据，共 105 组观测值。
人均消费和收入两个面板数据都是平衡面板数据，各有 15 个个体。
安徽 河北 江苏 内蒙古 山西 1996 1998 2000 2002
(15(-55))
其 的其 以变 中中 观量 测0。为0 的为常变常数量数，。不，随不时随间时、间截、面截变面化变；化zi 表；示zi随表个示体随变个化体，变但化不随，时但间不变随化时的间难变以化观的测难
以案例 15-1 为例，“省家庭平均人口数”就是符合这种要求的一个解释变量。对
15个省级地区的人均收入序列
安徽 河北 江苏 内蒙古 山西 1996 1999 2002 浙江 山西 山东 辽宁 江苏 黑龙江 福建 安徽 1996 1998 2000 2002
14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
0
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
示面板数据中时间的长度。则称此模型为混合模型（Pooled model）。混合模型的特
点是无论对任何个体和截面，回归系数和都是相同的。
如果模型是正确设定的，解释变量 Xit 与误差项 uit 不相关，即 Cov(Xit, uit) = 0。 那么无论是 N，还是 T，模型参数的混合最小二乘估计量（Pooled OLS）都
为 k 1 阶回归系数列向量，对于不同个体回归系数相同，uit 为随机误差项（标
量），则称此模型为个体固定效应模型。
个体固定效应模型（15-2）的强假定条件是，在给定每个个体的条件下随机 误差项 uit 的期望为零。
E(uiti, Xit) = 0, i = 1, 2, …, N
(15-3)
15 个地区 7 年人均消费对收入的面板数据散点图见图 6 和图 7。图 6 中每 一种符号代表一个省级地区的 7 个观测点组成的时间序列。相当于观察 15 个时 间序列。图 7 中每一种符号代表一个年度的截面散点图（共 7 个截面）。相当于 观察 7 个截面散点图的叠加。
11000 10000
9000 8000 7000
计量经济学
第五讲 面板数据模型
主讲人：李顺毅
面板数据模型
第 15 章 面板数据模型与应用 15.1 面板数据定义 15.2 面板数据模型分类 15.3 面板数据模型估计方法 15.4 面板数据模型的设定与检验 15.5 面板数据建模案例分析 15.6 面板数据模型的 EViews 操作 15.7 面板数据的单位根检验
(15-1)
其中 yit 为被解释变量（标量），表示截距项，Xit 为 k 1 阶解释变量列向量（包括
k 个解释变量），为 k 1 阶回归系数列向量（包括 k 个回归系数），uit 为随机误差
项（标量），其中 i = 1, 2, …, N，N 表示面板数据中的个体数。t = 1, 2, …, T，T 表
是横截面上的 N 个随机变量；若固定 i 不变，y. t, (t = 1, 2, …, T)是纵剖面上的一
个时间序列（个体）。 利用面板数据建立模型的好处：（1）由于观测值的增多，可以增加估计量
的抽样精度。（2）对于固定效应模型能得到参数的一致估计量，甚至有效估计 量。（3）面板数据建模比单截面数据建模可以获得更多的动态信息。
CP1996 CP1997 CP1998 CP1999 CP2000 CP2001 CP2002
CP_IAH CP_IBJ CP_IFJ CP_IHB CP_IHLJ
6000
5000
4000
3000
2000 2000
4000
IP
6000 8000 10000 12000 14000 IPCROSS
CP_IJL CP_IJS CP_IJX CP_ILN CP_INMG
是一致估计量。
混合模型的估计结果
15.22.2、固定固效定应模效型 应模型
固定效应模型（fixed effects model）分为 3 种类型，即个体固定效应模型、时间 固定效应模型和个体时间双固定效应模型。
1．个体固定效应模型（entity fixed effects model） 如果一个面板数据模型定义为，
1．面板数据定义 对于面板数据 yi t, i = 1, 2, …, N; t = 1, 2, …, T，如果每个个体在相同的时期
内都有观测值记录，则称此面板数据为平衡面板数据（balanced panel data）。 若面板数据中的个体在相同时期内缺失若干个观测值，则称此面板数据为非平 衡面板数据（unbalanced panel data）。
的量混的合一O致L性S 估。（计详量不见具第有1一5.3致节性）。 下下面面解解释释设设定定个个体体固定固效定应效模应型模的型原的因原。因假。定假有面定板有数面据板模数型据模型
yyitit==00++11 xxiitt ++22zzii++uit,it, i =i =1,12,, 2…, ,…N,; Nt =; t1,=21, ,…2,, T…, T