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1. 简介(与相关资源):此模型乃是 Bruce E. Hansen 于 1999 年在 可在此下载。 2. 例子:以一个宏观经济(横断面)的例子来说,假设我们想分析 (利用跨国资料)通货膨胀(inflation, $\pi_i$)对经济增长 (growth, $g_i$) 的影响效果。一般的观察是,当通货膨胀较低的时候,其与经济增长间可能是没关系(统计上不显著)或是某种较弱的正关系;但当通货膨胀非常高时(以较极端之数字,例如为 100% 时),其对经济增长之影响效果一般可能是负面的。换言之,通货膨胀与经济增长间可能有"两种"关系,而此"两种"关系则决定于通货膨胀的高低 (是否超越过一个未知、待估的门槛值)!一般的"线性"回归只能提供一个关系($+, -,$ or $0$),所以无法适当描述上述的不同情况,这时候,我们就可考虑"非线性的"门槛回归 (横断面资料,原则上应也可适用于时间序列资料,但须满足一些条件,例如变量必须是定态 stationary;请见 Hansen, 2000)如下:[LaTex]g_i=\left\{\begin{array}{ll} \beta_{1,0}+\beta_{1,1}\pi_i+e_i, & \mbox{if $q_i\le \gamma$} \\ \beta_{2,0}+\beta_{2,1}\pi_i+e_i, & \mbox{if $q_i> \gamma$} \end{array} \right. =\left\{\begin{array}{ll} \beta_1'x_i+e_i, & \mbox{if $q_i\le \gamma$} \\ \beta_2'x_i+e_i, & \mbox{if $q_i> \gamma$} \end{array} \right. [/LaTex]其中,$q_i$ 为门槛变量(此例为通货膨胀 $\pi_i$,"刚好"也是解释变量之一;在一般情况下,门槛变量 $q_i$ 并不需要一定为解释变量之一),而$\gamma$ 为未知的门槛值(可用最小平方法 OLS 来估计),此外,$x_i=(1,\pi_i)'$。在低通货膨胀区间(也就是 $q_i\le \gamma$),我们预期 $\beta_{1,1}$ 不显著易于 $0$ (或是边际显著的正);但在高通货膨胀区间(也就是 $q_i>\gamma$),我们预期 $\beta_{2,1}$ 将会显著地小于 $0$(或是显著的负)。請見下圖: 改天再多补一些应用例子! 3. 而从横断面资料到面板资料门槛模型,这时我们可以允许无法观察的异质性(下列回归之 $\mu_i$, unobserved heterogeneity -- 面板资料模型之特色),同时也允许斜率之异质性(下列回归之 $\beta_1$ 与 $\beta_2$ 不一样)。以一个门槛(所以两个区间)为例,该模型可设定为:[LaTex]y_{it}=\left\{\begin{array}{ll} \mu_i+\beta_1'x_{it}+e_{it}, & \mbox{if $q_i\le \gamma$} \\ \mu_i+\beta_2'x_{it}+e_{it}, & \mbox{if $q_i>\gamma$} \end{array} \right. [/LaTex]重要相关计量问题:1. 估计(estimation):如同一般面板模型一样 (fixed effec, FE),估计过程中先消除 $\mu_i$,然后利用 least squares 来估计相关参数,细节请参阅 Hansen (1999)。2. 检定(inference):此部分主要在检定是否真的存在非线性的门槛效果,即$H_0:\, \beta_1=\beta_2$。很不幸地,该检定涉及到扰攘参数(nuisance parameter),亦即在虚无假设下,有些参数不见了(例如门槛值 $\gamma$),其导致一般检定统计量所对应之分配为非标准的,所以我們無法查一般的表來求取 $p$-value,因此我们必須仰赖(例如) bootstraping procedure 来求得对应之 $p$-value,用来决定是否要拒绝 $H_0$?一般而言,若 $p$-value 很小(say, < 10\%),我们可以拒绝虚无假设(线性模型,因为 $\beta_1=\beta_2$),才适合进一步的门槛回归分析! |
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