对于没有明显时间趋势数据的线性性检验,可供选择的统计量有W0(W ′0),Wnd(AWnd)以及W1(AW1),实际上也可以选择Wd(AWd),但采用这个统计量要求先对数据进行差分,因而,其检验回归式与前三个统计量有所不同,而前三个统计量具有相同的检验回归式。所以,将在这三个统计量的基础上构建稳健统计量,用于无明显时间趋势数据的线性性检验。
回顾上文所述的检验回归式:
原假设H0:β2=β3=β4=0,由于没有约束β0和β1,所以在原假设下yt的数据生成过程是未定的,可能是I(0)过程、随机游走过程或随机趋势过程。在这种情况下,定义一个Wald统计量WT,在原假设H0:β2=β3=β4=0及检验式(3.40)下,有以下三种可能:
目标是构建一个新的统计量能融合以上这三种情况,即在原假设下不论ty是什么数据生成过程,都使用同一个检验回归式以及相同的检验临界值,并使得这个统计量在三种情况下都能有较好的检验效果。已有文献中,Harvey和Leybourne(2007)对此进行了尝试,他们采用Vogelsang(1998)的方法构建了一个修正统计量,本书采用类似的方法,下面简述该方法的核心思想。
假设HT表示一个用以检验原假设下ty是I(0)还是I(1)的统计量,在ty是I(1)情况下,该统计量的极限分布是H,而在ty是I(0)情况下,该统计量依概率收敛于0。定义稳健统计量Wrn,其计算式为
在原假设下,如果yt是I(0)过程,则WT=W0,并且HT依概率收敛于0,所以Wrn⇒W0~χ2(3);在原假设下,如果yt是随机游走过程,则WT=Wnd,因为HT存在极限分布H,所以此时Wrn⇒exp(-λH )Wnd;在原假设下,如果yt是随机趋势过程,则WT=W1,此时Wrn⇒exp(-λH )W1。如果找到了一个合适的λ 使得式(3.42)成立,即
那么,在检验水平α下,检验统计量Wrn可以使用χ2(3)分布的临界值cα,而无须考虑在原假设下ty的实际数据生成过程是I(0)还是I(1)。这样,就实现了构建一个稳健统计量以融合以上三种情况的目标。但关键的问题是:如何选择检验统计量HT以及合适的λ ?
Harvey和Leybourne(2007)采用作为HT,DTF是最常用的DF单位根检验统计量。在原假设下,如果ty是I(1)过程,DTF收敛于维纳过程的泛函;如果ty是I(0)过程,DTF统计量则发散,因此依概率收敛于0,这表明符合HT的要求。本书同样选择作为HT。(www.daowen.com)
对于λ 值的确定,Harvey和Leybourne(2007)认为λ 值依赖于检验水平α,所以采用Monte Carlo模拟方法模拟出一些检验水平所对应的λ 值,然后通过回归方法估计出λ 值关于检验水平α及其多项式的响应面函数,以此来确定特定检验水平下的λ 值。Harvey和Leybourne(2007)的方法只适用于两种统计量的情况,而本书是三种统计量,用估计响应面的方法不可能同时兼顾W1与Wnd。本书采用非参数方法来获得合适的λ 值。考虑到在有限样本下,式(3.42)所体现的本质思想实际上把两个非χ2分布的统计量“扭曲”成为χ2分布,而λ 的作用是控制“扭曲”程度,因此,可以采用核密度估计方法估计出exp(-λHT)Wnd与exp(-λHT)W1的概率密度,并选择这两个分布都比较接近χ2分布时的λ 值作为最终的λ 值。基于此种想法,本书分别考虑样本容量T={100,200,500,1 000},λ ={0.05,0.10,…,0.50}的不同情况,在每个样本容量及不同的λ 值下,Monte Carlo模拟10 000次以估计概率密度。模拟结果显示,在几种样本容量下,最合适的λ 值都是0.25,这也表明,样本容量对λ 值的确定影响不大。
此外,根据式(3.41)可知,Wrn=exp(-λHT)WT=Op(1)WT,而WT在三种情况下都是一致检验统计量,所以在备择假设下,Wrn是一致检验统计量。
在更一般的STAR( p) 及误差存在序列相关情况下,检验式变为
原假设H0:β2=β3=β4=β5=β6=β7=0,定义AWT,同样存在三种可能:
构建稳健统计量AWrn,其计算式为
此时采用作为HT,按照上述同样的方法确定最合适的λ 值为0.15。同样,在备择假设下,AWrn是一致检验统计量。
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