Bài giảng môn Kinh tế lượng 1 - Chương 7: Tự tương quan

CHƯƠNG 7. TỰ TƯƠNG QUAN ▪ 7.1. Hiện tượng tự tương quan ▪ 7.2. Phát hiện tự tương quan ▪ 7.3. Khắc phục tự tương quan KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 200 7.1. HIỆN TƯỢNG TỰ TƯƠNG QUAN ▪ Mô hình chuỗi thời gian: Yt = 1 + 2X2t + + k Xkt + ut ▪ Giả thiết TS1: Không có tự tương quan của sai số Corr(ut , ut – p ) = 0 t , p  0 ▪ Giả thiết bị vi phạm: có tự tương quan, tương quan chuỗi bậc p (autocorrelation, serial correlation) ▪ Trường hợp bậc 1, có thể viết: ut = 1ut – 1 + t 1  0, t là nhiễu trắng KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 201 Chương 7. Tự tương quan Tự tương quan và hậu quả ▪ Tự tương quan bậc 1: ut = 1ut – 1 + t • Khi 1 > 0: tự tương quan bậc 1 dương • Khi 1 < 0: tự tương quan bậc 1 âm • Khi 1 = 0: không có tự tương quan bậc 1 ▪ Tổng quát đến bậc p: ut = 1ut – 1 ++ put – p +t Hậu quả: ▪ Ước lượng hệ số OLS là không chệch và vững ▪ Ước lượng phương sai, SE là chệch ▪ Suy diễn thống kê có thể không đáng tin cậy KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 202 Chương 7. Tự tương quan 7.1. Hiện tượng tự tương quan 7.2. PHÁT HIỆN TỰ TƯƠNG QUAN ▪ Sử dụng et thay cho ut ; ▪ Xem et tương quan với et – 1, et – 2, hay không ▪ Xem đồ thị ▪ Kiểm định tự tương quan bậc 1: • Các biến độc lập là ngoại sinh chặt: hồi quy phụ trực tiếp, kiểm định Durbin-Watson • Các biến độc lập không ngoại sinh chặt: Kiểm định BG; có trễ của biến phụ thuộc: Durbin’s h • Kiểm định tự tương quan bậc p: kiểm định BG KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 203 Chương 7. Tự tương quan Kiểm định Tự tương quan bậc 1 ▪ Khi các biến độc lập là ngoại sinh chặt ▪ Kiểm định Durbin-Watson (DW): phải có hệ số chặn ▪ Với n, k ’ = k – 1,  cho trước → dL , dU KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 204 −= = − = =  −   2 12 12 1 2 1 n t tt n tt e e DW d e ( ) ˆ( ) TTQ dương Không có kết luận Không có TTQ Không có kết luận TTQ âm 0 dL dU 4 – dU 4 – dL 4 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Kiểm định Tự tương quan bậc 1 ▪ Khi mô hình có trễ của biến phụ thuộc ở vế phải Yt = 1 + 2X2t + + k Xkt + Yt – 1 + ut ▪ Dùng Durbin’s h khi 𝑉𝑎𝑟 መ𝜆 < 1/𝑛: • H0: Mô hình không có tự tương quan bậc 1 • H0: Mô hình có tự tương quan bậc 1 ℎ = ො𝜌 𝑛 1 − 𝑛𝑉𝑎𝑟( መ𝜆) = 1 − 𝑑 2 𝑛 1 − 𝑛𝑉𝑎𝑟( መ𝜆) ▪ Nếu | h | > u/2 thì bác bỏ H0 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 205 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Kiểm định Tự tương quan bậc 1 Khi biến độc lập ngoại sinh chặt ▪ Hồi quy phụ: et = ( ) + 1et – 1 + vt ▪ Nếu 1  0 thì MH gốc có TTQ bậc 1 ▪ Dùng kiểm định T hoăc F Khi biến độc lập không ngoại sinh chặt: ▪ Kiểm định Breusch-Godfrey et = (1+ 2X2t + +kXkt ) + 1et – 1 + vt ▪ Nếu 1  0 thì MH gốc có TTQ bậc 1 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 206 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Kiểm định Tự tương quan bậc p ▪ Kiểm định Breusch-Godfrey: ▪ Hồi quy phụ: et =(1 + 2X2t ++ kXkt ) + 1et – 1 ++ pet – p + vt H0: 𝜌1 = ⋯ = 𝜌𝑝: không có TTQ đến bậc p H1: Có tự tương quan ở ít nhất 1 bậc ▪ Kiểm định F (thu hẹp hồi quy) ▪ Kiểm định 𝜒2: 𝜒2 = 𝑛 − 𝑝 𝑅(hồi quy phụ) 2 ▪ Nếu 𝜒𝑞𝑠 2 > 𝜒𝛼 2(𝑛 − 𝑝) thì bác bỏ H0 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 207 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (a) CPI phụ thuộc GGDP ▪ CPI là chỉ số giá tiêu dùng, GGDP là tăng trưởng GDP Dependent Var: CPI Sample: 1997Q1 2007Q4 Included observations: 44 after adjustments Variable Coeficient Std. Error t-Statistic Prob. C 79.00432 16.25038 4.861692 0.0000 GGDP 9.113837 2.222636 4.100463 0.0002 R-squared 0.285882 F-statistic 16.81380 Durbin-Watson 0.300258 Prob(F-statistic) 0.000185 ▪ Kiểm định hiện tượng tự tương quan qua thống kê Durbin-Watson KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 208 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (a). Đồ thị phần dư ▪ Đánh giá hiện tượng tự tương quan qua đồ thị phần dư thu được từ hồi quy KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 209 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 CPI Residuals Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (b) Hồi quy phụ ▪ Với RESID là phần dư của mô hình ban đầu, đánh giá hiện tượng tự tương quan qua hồi quy phụ sau. Nếu có tự tương quan thì hệ số tự tương quan được ước lượng bằng bao nhiêu? Dependent Variable: RESID Sample(adjusted): 1997:2 2007:4 Included observations: 43 after adjusting endpoints Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C 1.436543 1.506507 0.953558 0.3459 RESID(-1) 0.854948 0.085942 9.947920 0.0000 R-squared 0.707061 Prob(F-statistic) 0.0000 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 210 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (c): BG test TTQ bậc 1 ▪ Kiểm định tự tương quan qua kiểm định BG Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test: F-statistic 88.60024 Probability 0.000000 Obs*R-squared 30.08027 Probability 0.000000 Test Equation: Dependent Variable: RESID Presample missing value lagged residuals set to zero. Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C 17.55367 9.437022 1.860086 0.0701 GGDP -2.334697 1.289372 -1.810724 0.0775 RESID(-1) 0.885710 0.094097 9.412770 0.0000 R-squared 0.683643 Prob(F-statistic) 0.000000 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 211 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (d): BG test TTQ đến bậc 4 Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test: F-statistic 26.06643 Prob. F(4,38) 0.0000 Obs*R-squared 32.24734 Prob. Chi-Square(4) 0.0000 Test Equation: Dep. Variable: RESID Included observations: 44 Presample missing value lagged residuals set to zero. Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C 18.00152 10.38125 1.734042 0.0910 GGDP -2.353099 1.402254 -1.678083 0.1015 RESID(-1) 0.988964 0.162373 6.090675 0.0000 RESID(-2) -0.402742 0.229719 -1.753193 0.0876 RESID(-3) 0.480812 0.215339 2.232810 0.0315 RESID(-4) -0.088370 0.173259 -0.510047 0.6130 R-squared 0.732894 Prob(F-statistic)0.000000KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 212 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan Ví dụ 7.1 (e) Thêm biến CPI(-1) Dependent Var: CPI Sample (adjusted): 1997Q2 2007Q4 Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C -6.794821 2.383984 -2.850196 0.0069 GGDP -0.143806 0.302064 -0.476077 0.6366 CPI(-1) 1.067919 0.019241 55.50221 0.0000 R-squared 0.991122 Durbin-Watson stat 1.444104 Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test: F-statistic 2.438711 Prob. F(1,39) 0.1265 Obs*R-squared 2.530595 Prob. Chi-Square(1) 0.1117 Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test: F-statistic 2.528360 Prob. F(4,36) 0.0574 Obs*R-squared 9.430612 Prob. Chi-Square(4) 0.0512 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 213 Chương 7. Tự tương quan 7.2. Phát hiện tự tương quan 7.3. KHẮC PHỤC TỰ TƯƠNG QUAN ▪ Phương pháp Bình phương nhỏ nhất tổng quát GLS (General Least Squares) ▪ Mô hình: 𝑌𝑡 = 𝛽1 + 𝛽2𝑋𝑡 + 𝑢𝑡 (1) ▪ Xét TTQ bậc 1: 𝑢𝑡 = 𝜌𝑢𝑡−1 + 𝜀𝑡 (  0) ▪ Không ước lượng (1) trực tiếp, mà ước lượng mô hình có dạng sai phân tổng quát: 𝑌𝑡 − 𝜌𝑌𝑡−1 = 𝛽1 1 − 𝜌 + 𝛽2 𝑋𝑡 − 𝜌𝑋𝑡−1 + (𝑢𝑡 − 𝜌𝑢𝑡−1) Hay: 𝑌𝑡 ∗ = 𝛽1 ∗ + 𝛽2𝑋𝑡 ∗ + 𝜀𝑡 (2) ▪ Mô hình (2) không có tự tương quan, biến độc lập là ngoại sinh chặt KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 214 Chương 7. Tự tương quan Phương pháp GLS, FGLS ▪ Phương trình sai phân tổng quát cần giá trị , nhưng lại chưa biết ▪ Sử dụng ước lượng của  : FGLS (Feasible GLS), từ nhiều cách: • Từ DW: ො𝜌 = 1 − 𝑑/2 • Từ hồi quy phụ: 𝑒𝑡 = 𝛼 + 𝜌𝑒𝑡−1 + 𝑣𝑡 • Từ ước lượng nhiều bước ▪ Với ví dụ 7.1, có thể lấy ො𝜌 = 0.85 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 215 Chương 7. Tự tương quan 7.3. Khắc phục tự tương quan Ví dụ 7.1 (f) Dependent Variable: CPI-0.85*CPI(-1) Sample (adjusted): 1997Q2 2007Q4 Included observations: 43 after adjustments Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C 9.013537 1.621201 5.559792 0.0000 GGDP-0.85*GGDP(-1) -0.235757 0.025639 -9.195202 0.0000 R-squared 0.673441 F-statistic 84.55175 Durbin-Watson 1.723960 Prob(F-statistic) 0.000000 Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test: F-statistic 0.112304 Prob. F(1,40) 0.7393 Obs*R-squared 0.120389 Prob. Chi-Square(1) 0.7286 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 216 Chương 7. Tự tương quan 7.3. Khắc phục tự tương quan Sử dụng phương sai hiệu chỉnh ▪ Hay ước lượng sai số chuẩn vững ▪ Phương pháp Newey – West • Ước lượng các hệ số không đổi • Tính lại các sai số chuẩn ▪ Thực hành với Eviews • [Equation] Estimate → Options → Heteroske- dasticity Consistent Coefficient Covariance • → Newey-West KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 217 Chương 7. Tự tương quan 7.3. Khắc phục tự tương quan Ước lượng OLS và Newey-West Dependent Var: CPI Sample: 1997Q1 2007Q4 Included observations: 44 after adjustments Variable Coeficient Std. Error t-Statistic Prob. C 79.00432 16.25038 4.861692 0.0000 GGDP 9.113837 2.222636 4.100463 0.0002 R-squared 0.285882 Mean dependent var 144.6364 Durbin-Watson 0.300258 Prob(F-statistic) 0.000185 Newey-West HAC Standard Errors & Covariance (lag truncation=3) Variable Coefficient Std. Error t-Statistic Prob. C 79.00432 20.73981 3.809307 0.0004 GGDP 9.113837 3.307258 2.755708 0.0086 R-squared 0.285882 Mean dependent var 144.6364 Durbin-Watson 0.300258 Prob(F-statistic) 0.000185 KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 218 Chương 7. Tự tương quan 7.3. Khắc phục tự tương quan Tóm tắt chương 7 ▪ Hiện tượng tự tương quan chỉ xét với mô hình sử dụng số liệu chuỗi thời gian ▪ Tự tương quan bậc 1, bậc p ▪ Kiểm định Durbin-Watson, Durbin’s h ▪ Kiểm định qua hồi quy phụ ▪ Kiểm định BG ▪ Khắc phục qua phương trình sai phân, FGLS, ước lượng lại sai số chuẩn KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 219 Chương 7. Tự tương quan TỔNG KẾT HỌC PHẦN ▪ Kinh tế lượng phân tích kinh tế ▪ Xây dựng mô hình trên cơ sở lý thuyết kinh tế ▪ Mô hình tốt phải có ý nghĩa về kinh tế và có ý nghĩa thống kê ▪ Kiểm định T, F về các hệ số và hàm hồi quy ▪ Kiểm định và các hiện tượng: thiếu biến, dạng hàm sai, phương sai sai số thay đổi, sai số không phân phối chuẩn, đa cộng tuyến cao, tự tương quan ▪ Các ước lượng tốt sẽ được dùng trong phân tích, dự báo, ra quyết định KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 220 Cấu trúc đề thi ▪ Gồm 10 câu hỏi, mỗi câu 1 điểm ▪ 2 – 3 câu hỏi về xây dựng mô hình kinh tế lượng ▪ 7 – 8 câu về đánh giá, so sánh, phân tích các mô hình kinh tế lượng, dựa trên 1 – 3 kết quả ước lượng ▪ Kết quả ước lượng dạng bảng Eviews hoặc phương trình truyền thống ▪ Các giá trị thống kê cần thiết được cho ở cuối đề thi KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 221 CHÚC CÁC BẠN HỌC TẬP TỐT VÀ ĐẠT KẾT QUẢ CAO KINH TẾ LƯỢNG 1 – Bộ môn Toán kinh tế – NEU – www.mfe.edu.vn 222