理论教育 平滑转移自回归模型设定成果

平滑转移自回归模型设定成果

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:STAR模型的设定包括线性性检验、平滑转移变量的选择及STAR模型类型的确定三部分。下面简要介绍STAR模型的设定策略。为确定STAR模型的具体类型,Tersvirta在辅助检验回归式的基础上提出了三个序贯假设检验:式所表示的三个序贯假设检验都可以通过构造LM类统计量来完成,Tersvirta建议:若H02检验统计量所对应的p值最小,应建立ESTAR模型;若H03或H01检验统计量所对应的p值最小,则建立LSTAR模型。

平滑转移自回归模型设定成果

STAR模型的设定包括线性性检验、平滑转移变量的选择及STAR模型类型的确定三部分。如果线性性原假设没有被拒绝,则建模者考虑建立线性的ARMA模型或ARMA-GARCH模型;如果线性性原假设被拒绝,则在此基础上确定STAR模型的类型及平滑转移变量,建立STAR模型。下面简要介绍STAR模型的设定策略。

1.线性性检验

计量经济学中,有一些传统的经典方法可用于非线性特征的识别与检验,如McLeod-Li检验、RESET检验以及其他一些基于残差的合成检验(portmanteau tests)等,但这些检验方法都没有特定的备择假设形式,即使拒绝原假设,也只能说明数据存在非线性特征,但其具体的模型设定形式却无法从这些检验中获悉。而拉格朗日乘数检验(以下简称“LM检验”)方法,因其能够检验特定的非线性类型,所以在理论与应用研究中得到了更多的关注。下面简要介绍STAR模型中线性性的LM检验原理。

考虑如下两区制的STAR模型:

线性性检验的原假设为H0:θ2i=0,i=0,1,…,p 或者H0:γ=0,但在这两个原假设下,都存在参数不可识别问题,因此无法获得检验统计量的极限分布。为克服这种参数不可识别问题,Luukkonen等(1988)及Teräsvirta(1994)在LSTAR平滑转移函数的基础上,将式(2.30)中的平滑转移函数进行关于γ=0的三阶泰勒展开,即

则式(2.30)可重新写成

式中,xt=(1,y1,y2,…,yp)′,=(β00,β01,β02,…,β0p),=(β10,β11,β12,…,β1p),=(β20,β21,β22,…,β2p),=(β30,β31,β32,…,β3p),此时,原假设H0:γ=0等价于原假设:β123=0,在原假设下,渐近等价于εt。可构建LM统计量对进行检验,具体步骤如下:

(1)估计式(2.32)在原假设下的约束模型,即ty对xt进行回归,计算约束模型的残差平方和

(2)估计式(2.32)的辅助回归式,即非约束模型,计算非约束模型的残差平方和

(3)令原假设下的LM类统计量,在完全平稳的条件下,LM3~χ2[3(p+1)];Teräsvirta(1994)建议在小样本下,采用F类统计量,线性性检验功效更高,F类检验统计量~F [3(p+1),T-4(p +1)]。

(4)如果平滑转移变量为yt-d,d<p,为避免检验回归式中出现完全共线性情况,在原假设中应剔除掉βi0=0,i =1,2,3,因此,LM类检验统计量的自由度为3p,F类检验统计量的分子自由度为3p,分母自由度为T-4p-1。(www.daowen.com)

2.选择转移变量与平滑转移函数类型

为确定平滑转移变量,Teräsvirta(1994)认为建模者可以预先确定一个平滑转移变量的备选集合,我们将其定义为S={s1t,s2t,…,skt},将集合S中的每一个元素依次作为平滑转移变量,按照上述步骤(1)~步骤(4)进行线性性检验,如果在几个备选平滑转移变量下,线性性检验都拒绝原假设,则选择检验统计量所对应的p值最小的作为平滑转移变量,Teräsvirta(1994)的模拟结果显示,此种选择程序具有较高的检验功效。在实际应用中,集合S中的元素通常为因变量的滞后变量或者差分滞后变量,或是根据特定经济理论选择集合S中的备选元素。

van Dijk等(2002)指出,尽管LM3或者F3是在LSTAR模型基础上构建的,但其同样适用于ESTAR模型,因为ESTAR模型关于γ=0的一阶泰勒近似嵌套于式(2.32),这也表明,在STAR的模型设定阶段,可以先确定平滑转移变量,然后确定平滑转移函数的类型。为确定STAR模型的具体类型,Teräsvirta(1994)在辅助检验回归式(2.32)的基础上提出了三个序贯假设检验

式(2.33)所表示的三个序贯假设检验都可以通过构造LM类统计量来完成,Teräsvirta(1994)建议:若H02检验统计量所对应的p值最小,应建立ESTAR模型;若H03或H01检验统计量所对应的p值最小,则建立LSTAR模型。

但Escribano和Jordá(1999)指出,采用式(2.32)及上述序贯检验程序确定STAR模型的类型,其检验结果更倾向于选择LSTAR,因为式(2.32)中有两个参数向量含有LSTAR的信息,而仅有一个参数向量含有ESTAR的信息。对此,他们提出将式(2.32)扩展为下式:

在式(2.34)的基础上,他们提出了用于选择STAR模型类型的检验程序:

如果检验统计量所对应的p值更小,则应建立ESTAR模型;如果检验统计量所对应的p值更小,则应建立LSTAR模型。

Escribano和Jordá(1999)的模拟结果表明,对于数据主要集中在转移函数某一区制上的ESTAR模型,Escribano-Jordá检验程序比Teräsvirta检验程序更有效;而van Dijk等(2002)则认为,如果ESTAR模型的数据大部分集中在转移函数的某一侧,那么ESTAR模型可以很好地由LSTAR模型来近似,因此,数据是由ESTAR模型还是由LSTAR模型来刻画显得不再重要,并且他们指出,在实际应用中,“没有哪一个检验程序比另一个更好”。

Teräsvirta等(2010)指出,Escribano-Jordá检验程序的缺陷在于检验回归式中出现了4次多项式,这增加了待估计参数的个数,因而减少了自由度。同时,现代计算技术的发展也使区分LSTAR模型与ESTAR模型的检验程序显得不那么重要了,因为建模者完全可以既估计LSTAR模型也估计ESTAR模型,而在模型的评价阶段确定最终模型。

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