建模與計量經(jīng)濟方法課件

15七月20231建模與計量經(jīng)濟方法摘要緒論計量經(jīng)濟、內(nèi)容體系、理論模型的設計、樣本數(shù)據(jù)的收集、模型參數(shù)的估計、模型檢驗、相關分析、回歸分析、有關應用軟件。第一章概率統(tǒng)計與線性代數(shù)擴充概率統(tǒng)計有關結(jié)論、矩陣廣義逆第二章概率統(tǒng)計知識在管理中直接應用全概公式與Bayes定理、中心極限定理、極大似然估計方法、判斷第三章抽樣調(diào)查方法調(diào)查技術、數(shù)據(jù)加工處理、描述統(tǒng)計度量第四章抽樣調(diào)查技術簡單隨機抽樣、比率問題、樣本大小估計、其他抽樣技術第五章參數(shù)估計矩估計方法、極大似然估計與點估計方法、區(qū)間估計第六章假設檢驗方法假設檢驗方法論、各種正態(tài)母體假設檢驗、比率假設檢驗、非參數(shù)假設檢驗、相關系數(shù)假設檢驗、方差分析中的假設檢驗第七章多元分析多元正態(tài)分布、主成分分析、聚類分析、判別分析、回歸分析、其他第二篇模型論第一章緒論第二章定性模型循環(huán)、DELPHI、系統(tǒng)分析、發(fā)展工作模型第三章確定性模型簡述、線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、投入產(chǎn)出分析第四章隨機模型簡述、隨機服務系統(tǒng)、Markov分析模型、期望值模型第五章不確定性模型三估值模型、借極端值建立模型、優(yōu)選模型、權系數(shù)模型、效用函數(shù)模型、模糊模型、灰色模型、其他（集總分析、生產(chǎn)函數(shù)、消費函數(shù)、供應函數(shù)、突變分析、協(xié)同學模型、耗散結(jié)構論、行為不確定模型）第六章單方程計量經(jīng)濟模型理論與方法線性回歸模型、一元線性回歸模型的參數(shù)估計、多元線性回歸模型的參數(shù)估計、多元線性回歸模型的統(tǒng)計檢驗、多元線性回歸模型的置信區(qū)間、異方差性、序列相關性、多重共線性、隨機解釋變量問題第七章擴展的單方程計量經(jīng)濟模型理論與方法變參數(shù)單方程計量經(jīng)濟模型、隨機變參數(shù)模型、非線性單方程計量經(jīng)濟模型、非線性極大似然估計、非因果關系單方程模型、時間序列分析模型、隨機時間序列分析模型識別與估計、協(xié)整理論與誤差修正模型、單方程計量經(jīng)濟模型的Bayes估計第八章聯(lián)立方程計量經(jīng)濟模型理論與方法聯(lián)立方程計量經(jīng)濟模型、參數(shù)關系體系、遞歸系統(tǒng)模型、估計方法、系統(tǒng)估計方法、估計方法比較、系統(tǒng)檢驗第九章單方程計量經(jīng)濟應用模型生產(chǎn)函數(shù)、需求函數(shù)、消費函數(shù)、其他（投資函數(shù)、貨幣需求函數(shù)）第十章宏觀計量經(jīng)濟模型設定理論、動態(tài)計量經(jīng)濟、西方與發(fā)展中國家及中國宏觀計量經(jīng)濟模型第十一章神經(jīng)網(wǎng)絡學習規(guī)則、組織神經(jīng)網(wǎng)絡、網(wǎng)絡性能評價、時間序列的預測、常用的神經(jīng)網(wǎng)絡技術、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡、有關軟件第十二章案例分析第一篇

第一章緒論1．1計量經(jīng)濟學為經(jīng)濟學一分支，是揭示經(jīng)濟活動中客觀存在的數(shù)量關系為內(nèi)容的分支學科。挪威經(jīng)濟學家R.Frish將其定義為經(jīng)濟理論、統(tǒng)計學和數(shù)學的有機結(jié)合。1926年R.Frish提出”Econometrics”標志著計量經(jīng)濟學誕生。著名經(jīng)濟學家，諾貝爾獎獲得者R.Klein在《Atextbookofeconometrics》的序言中評價“計量經(jīng)濟學已經(jīng)在經(jīng)濟學科中居于最重要的地位”，經(jīng)濟學家P.Samuelson甚至說“第二次世界大戰(zhàn)后的經(jīng)濟學是計量經(jīng)濟學時代”。從1969年設立諾貝爾經(jīng)濟學獎至今共有40多位獲得者，其中直接對計量經(jīng)濟學作出貢獻的多達10人。1．2內(nèi)容體系廣義計量經(jīng)濟學和狹義計量經(jīng)濟學：廣義計量經(jīng)濟學是利用經(jīng)濟理論、數(shù)學以及統(tǒng)計學定量研究經(jīng)濟現(xiàn)象的經(jīng)濟計量方法的統(tǒng)稱，包括回歸分析方法、投入產(chǎn)出分析方法、時間序列分析方法等；狹義計量經(jīng)濟學就是通常意義上的計量經(jīng)濟學，以揭示經(jīng)濟現(xiàn)象中因果關系為目的，在數(shù)學上主要應用回歸分析方法。計量經(jīng)濟學模型包括單方程模型與聯(lián)立方程模型兩大類。1950年至1960年期間計量經(jīng)濟方法主導是結(jié)構模型方法，即以先驗給定的經(jīng)濟理論為建立模型的出發(fā)點，以模型的參數(shù)估計為核心，以參數(shù)估計值與其理論預期值相一致為判斷標準。該方法在上世紀80年代遇到了挑戰(zhàn)，典型的是英國的D.F.Hendry提出的動態(tài)計量經(jīng)濟方法。而從方法論角度，經(jīng)濟學的特征主要表現(xiàn)在三方面：越來越多地從方法論角度去闡述和定義經(jīng)濟學，認為經(jīng)濟學是社會科學的基礎；越來越重視研究方法的科學性重實證分析，輕規(guī)范分析；數(shù)學的廣泛應用已經(jīng)成為普遍趨勢。例如世界著名大學對經(jīng)濟系教學計劃里都怎樣強調(diào)的，Toronto：現(xiàn)代經(jīng)濟學理論的一顯著特點是數(shù)學的廣泛應用，學生必須學會用數(shù)學工具描述和發(fā)展經(jīng)濟學理論。Stanford：教學計劃的目標之一是教會學生將數(shù)學作為經(jīng)濟分析的一基本工具，去思考和描述經(jīng)濟問題和政策。

1．3建立計量經(jīng)濟學模型的步驟和關鍵點1．3．1理論模型的設計主要包括三部分，即選擇變量、確定變量之間的數(shù)學關系、擬定模型中待估計參數(shù)的數(shù)值范圍。首先看確定模型所包含的變量：作為研究對象的變量即為因果關系中的“果”，是模型中的被解釋變量，如生產(chǎn)函數(shù)中的產(chǎn)出量；作為原因的變量是模型中的解釋變量，如生產(chǎn)函數(shù)中的資本、勞動及技術。通常確定模型中所包括的變量主要指確定解釋變量，一般有以下幾類變量：外生經(jīng)濟變量、外生條件變量、外生政策變量和滯后被解釋變量。選擇變量要注意：要正確地理解和把握所研究的經(jīng)濟現(xiàn)象中隱含的經(jīng)濟學理論和經(jīng)濟行為規(guī)律，如研究對象是生產(chǎn)資料生產(chǎn)，應該選擇固定資產(chǎn)投資總額等變量作為解釋變量；選擇變量要考慮數(shù)據(jù)的可得性，計量經(jīng)濟學模型是要在樣本數(shù)據(jù)，即變量的樣本觀測值的支持下，也即變量的選擇必須是統(tǒng)計指標體系中存在的；要考慮所有入選變量之間的關系使得每個解釋變量都是獨立的。

看下列幾例農(nóng)副產(chǎn)品出口額=-107.66+0.13社會商品零售總額+0.22農(nóng)副產(chǎn)品收購額這里選擇了無關的變量，因為社會商品零售總額與農(nóng)副產(chǎn)品出口額無直接關系。生產(chǎn)資料進口額=0.73輕工業(yè)投資+0.21出口額+0.18生產(chǎn)消費+67.60進出口政策這里選擇了不重要的變量，因為輕工業(yè)投資對生產(chǎn)資料進口額雖有影響，但非重要的，重要的是全社會固定資產(chǎn)投資額，應選擇該變量。農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值=0.78+0.24糧食產(chǎn)量+0.05農(nóng)機動力-0.21受災面積這里選擇了不獨立的變量，因為糧食產(chǎn)量是受農(nóng)機動力和受災面積影響的，互相間存在相關性。其次，確定模型的數(shù)學形式：主要依據(jù)經(jīng)濟行為理論，可以借鑒常用的生產(chǎn)函數(shù)、需求函數(shù)、消費函數(shù)、投資函數(shù)等模型，要充分考慮實證研究，即理論模型的建立要在參數(shù)估計、模型檢驗的全過程中反復修改，也可根據(jù)變量的樣本數(shù)據(jù)作出解釋變量與被解釋變量關系的散點圖，由圖形來選擇模型。最后，擬定理論模型中待估參數(shù)的理論期望值：待估參數(shù)都有明確的經(jīng)濟含義，這些數(shù)值要在模型估計、檢驗后才能確定，它們的數(shù)值范圍可根據(jù)經(jīng)濟含義在開始就確定。1．3．2樣本數(shù)據(jù)的收集常用的樣本數(shù)據(jù)有三類：時間序列數(shù)據(jù)、截面數(shù)據(jù)、虛變量數(shù)據(jù)。時間序列數(shù)據(jù)是一批按時間排列的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，一般由統(tǒng)計部門提供，但要注意：選擇的樣本區(qū)間內(nèi)經(jīng)濟行為的一致性，如紡織業(yè)在1985年后是供大于求，1985年前是供不應求，因此數(shù)據(jù)的選擇就不同；樣本數(shù)據(jù)在不同樣本點之間的可比性，經(jīng)濟變量的數(shù)據(jù)是以價值出現(xiàn)的，也包括價格，同一實物在不同時期的價格顯然是不同，這就需要對原始數(shù)據(jù)進行調(diào)整；樣本觀測值過于集中，如居民收入每年的變化幅度只有5%左右，在消費函數(shù)模型中若以居民收入作為解釋變量，以其時間序列數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)，這樣樣本數(shù)據(jù)就過于集中，很難反映長期關系；

模型隨機誤差項的序列相關，用時間序列數(shù)據(jù)作為樣本，容易引起模型隨機誤差項產(chǎn)生序列相關。截面數(shù)據(jù)是一批發(fā)生在同一時間截面上的調(diào)查數(shù)據(jù)，如人口普查數(shù)據(jù)，但要注意：樣本與母體的一致；模型隨機誤差項的異方差。虛變量數(shù)據(jù)也稱為二進制數(shù)據(jù)，一般取0或1，常表示政策、條件等因素，如糧食產(chǎn)量的解釋變量除播種面積、化肥使用、農(nóng)機動力、成災面積等變量外，顯然還包括政策因素。

1．3．3模型參數(shù)的估計模型參數(shù)的估計方法是計量經(jīng)濟學的核心內(nèi)容，在建立了理論模型并收集整理了符合模型要求的樣本數(shù)據(jù)后，就可以采用適當?shù)姆椒ü烙嬆Ｐ?，得到模型參?shù)的估計量。1．3．4模型的檢驗一般來說，計量經(jīng)濟學模型必須經(jīng)過四級檢驗，即經(jīng)濟意義檢驗：主要檢驗模型參數(shù)估計量在經(jīng)濟意義上合理性，主要方法是將模型參數(shù)的估計量與預先擬定的理論期望值進行比較，包括參數(shù)估計量的符號、大小、相互關系，以判斷其合理性。

煤炭產(chǎn)量=-108.5427+0.00067*固定資產(chǎn)原值+0.01527*職工人數(shù)-0.00681*電力消耗量+0.00256*木材消耗量模型中電力消耗量前的參數(shù)估計是負，意味著電力消耗越多，煤炭產(chǎn)量越低，從經(jīng)濟行為上無法解釋，應重新建立模型。再如ln（人均購買日用品支出額）=-3.69+1.20ln(人均收入)-6.40ln(日用品價格)在該模型中，人均收入和日用品價格前的參數(shù)的經(jīng)濟意義是明顯的，即它們各自的需求彈性，其前面的符號是正確的，但根據(jù)經(jīng)濟意義，兩參數(shù)估計量之和應在1左右，即當收入增加1%，價格增加1%，人均購買日用品支出額也應增加1%。所以模型的參數(shù)估計量不能通過檢驗。

（2)統(tǒng)計檢驗：目的在于檢驗模型的統(tǒng)計學性質(zhì)，通常最廣泛的統(tǒng)計檢驗準則有擬合優(yōu)度檢驗、變量和方程的顯著性檢驗等。（3）計量經(jīng)濟學檢驗：目的在于檢驗模型的計量經(jīng)濟學性質(zhì)，通常最主要的檢驗準則有隨機誤差項的序列相關檢驗和異方差性檢驗、解釋變量的多重共線性檢驗等。（4）模型預測檢驗：檢驗模型參數(shù)估計量的穩(wěn)定性以及相對樣本容量變化時的靈敏度，確定所建立的模型是否可用于樣本觀測值以外的范圍。所采用的方法有：利用擴大的樣本重新估計模型參數(shù)，將新的估計值與原來的估計值進行比較，并檢驗兩者差距的顯著性；將所建立的模型用于樣本以外某時期的實際預測，并將該預測值與實際觀測值進行比較，并檢驗兩者差距的顯著性。1．4相關分析、回歸分析與因果分析相關關系是指兩個以上的變量的樣本觀測值序列之間表現(xiàn)出來的隨機數(shù)學關系，用相關系數(shù)衡量。若兩個以上的變量的樣本觀測值序列之間相關系數(shù)的絕對值為1，則兩者間具有完全相關性（完全正相關或者完全負相關）；若相關系數(shù)的絕對值比較大，或者接近于1，則兩者間具有強相關性；若相關系數(shù)的絕對值為0，或者接近于0，則兩者間不具有相關性；若一變量與其它兩個或者以上變量的線性組合之間有相關性，則其與每個變量間的相關系數(shù)稱為偏相關系數(shù)。因果關系是指兩個或者以上變量在行為機制上的依賴性，作為結(jié)果的變量是由作為原因的變量所決定的，原因變量的變化引起結(jié)果變量的變化。因果關系分單因果關系和互為因果關系。如勞動力與國內(nèi)生產(chǎn)總值間具有單因果關系，即勞動力影響國內(nèi)生產(chǎn)總值，而不是相反，但是國內(nèi)生產(chǎn)總值與消費總額間則存在互為因果關系，國內(nèi)生產(chǎn)總值既決定消費總額，反過來又受消費的拉動。因果關系的變量間一定有數(shù)學上的相關關系，反之不一定。如中國的國民生產(chǎn)總值與印度的人口間有較強的相關性，因為都以快速度增長，但是兩者間不具有因果關系。

1．5計量經(jīng)濟方法應用軟件（1）MicroTSP：時間序列分析軟件包，也被用于截面數(shù)據(jù)的分析?？梢詫π蛄羞M行各種分析，建立序列間的統(tǒng)計關系式，并用此關系式進行預測等。有多層次菜單提示，不需要編寫程序，提供了大部分分析功能，包括單方程模型和聯(lián)立方程模型的單方程估計方法。（2)SPSS/PC：統(tǒng)計分析軟件包。不限定于計量經(jīng)濟方法，面向一般的社會科學，一般有關的統(tǒng)計分析問題，均可以使用該軟件，特別適應于截面資料或者調(diào)查資料的統(tǒng)計分析。(3)SAS：統(tǒng)計分析系統(tǒng)。是集數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和信息處理為一體的軟件系統(tǒng)。用戶可以將各種模塊適當組合以滿足不同需要，不僅能夠完成計量經(jīng)濟方法模型中的估計和檢驗，還具有模型診斷功能。

（4）

GAUSS：一程序語言，是為矩陣運算而設計的計算機語言。特別是對非線性計量經(jīng)濟模型的估計有較好的使用價值。（5）

PC—GIVE：計量經(jīng)濟分析軟件。主要根據(jù)Hendry學派的理論方法研制的，用于動態(tài)計量經(jīng)濟分析。包括經(jīng)濟數(shù)據(jù)的分析、計量經(jīng)濟模型的評估、動態(tài)計量經(jīng)濟模型的建立等。第一章概率統(tǒng)計與線性代數(shù)基礎

統(tǒng)計學的誕生嚴格地說是18世紀，當時是探討有關國家的人口、資源等方面的數(shù)據(jù)資料的學問。如今，統(tǒng)計學是關于資料數(shù)據(jù)的調(diào)查、搜集、加工、整理，提取信息和積累知識，運用這些信息和