stata中使用向量自回归模型

介绍向量自回归模型

什么是向量自回归模型(Vector Autogressions Model)?

这个是拆开两部分来看,一部分是自回归,一部分是向量。我们先来看一个变量的自回归模型——自己与自己的滞后量进行回归。

单变量自回归

当我们想研究超过1个变量的时候,单变量的自回归模型就会自然拓展成为多变量的自回归的模型——向量自回归模型。一个两变量一阶滞后的VAR模型,形式如下:

两变量一阶滞后的VAR

进行一个VAR模型的分析,只需要做想好两个选择

  1. 选好VAR模型中应该包含的变量(这个是由研究问题以及对应的经济学理论决定的)
  2. 选好滞后阶数。一般会有好几个标准可以为我们提供判断。

VAR模型的建立

现在我们尝试建立一个VAR模型,我们将会使用美国的失业率、CPI和短期的名义利率。数据是从1955年到2005年的季度数据。数据来源:the Federal Reserve Economic Database

数据

在stata中,我们将进行如下变量命名:CPI被称为inflation,失业率被称为unrate,利率被称为ffr。

因此,这个VAR模型形式如下:

3个变量k阶滞后的VAR模型

A1Ak都是3×3的系数矩阵
到这里,我们就把变量都已经设置好了。

接下来我们要决定滞后多少阶
我要在stata中使用一个命令varsoc
详细的使用指南在stata中输入help varsoc

命令及结果

有四个指标都表明使用6阶滞后,我们就适用6阶作为我们的滞后阶数。

我们有了变量和滞后阶数,我们就可以进行模型的建立了。我们有两个估计的目标。一个是系数矩阵,另一个是误差项的协方差矩阵。

我们使用命令var inflation unrate ffr, lags(1/6) dfk small

这里进行一下小的说明:

dfk与small

我们得到的结果如下:

Vector autoregression

Sample:  39 - 236                               Number of obs     =        198
Log likelihood =  -298.8751                     AIC               =   3.594698
FPE            =   .0073199                     HQIC              =    3.97786
Det(Sigma_ml)  =   .0041085                     SBIC              =   4.541321

Equation           Parms      RMSE     R-sq        F       P > F
----------------------------------------------------------------
inflation            19     .430015   0.9773   427.7745   0.0000
unrate               19     .252309   0.9719    343.796   0.0000
ffr                  19     .795236   0.9481   181.8093   0.0000
----------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------
             |      Coef.   Std. Err.      t    P>|t|     [95% Conf. Interval]
-------------+----------------------------------------------------------------
inflation    |
   inflation |
         L1. |    1.37357   .0741615    18.52   0.000     1.227227    1.519913
         L2. |   -.383699   .1172164    -3.27   0.001    -.6150029   -.1523952
         L3. |   .2219455   .1107262     2.00   0.047     .0034489     .440442
         L4. |  -.6102823   .1105383    -5.52   0.000    -.8284081   -.3921565
         L5. |   .6247347   .1158098     5.39   0.000     .3962065    .8532629
         L6. |  -.2352624   .0719141    -3.27   0.001    -.3771708    -.093354
             |
      unrate |
         L1. |  -.4638928   .1386526    -3.35   0.001    -.7374967   -.1902889
         L2. |   .6567903   .2370568     2.77   0.006     .1890049    1.124576
         L3. |   -.271786   .2472491    -1.10   0.273     -.759684    .2161119
         L4. |  -.4545188   .2473079    -1.84   0.068    -.9425328    .0334952
         L5. |   .6755548   .2387697     2.83   0.005     .2043893     1.14672
         L6. |  -.1905395    .136066    -1.40   0.163    -.4590393    .0779602
             |
         ffr |
         L1. |   .1135627   .0439648     2.58   0.011     .0268066    .2003187
         L2. |  -.1155366   .0607816    -1.90   0.059    -.2354774    .0044041
         L3. |   .0356931   .0628766     0.57   0.571    -.0883817    .1597678
         L4. |  -.0928074   .0620882    -1.49   0.137    -.2153263    .0297116
         L5. |   .0285487   .0605736     0.47   0.638    -.0909816    .1480789
         L6. |   .0309895   .0436299     0.71   0.478    -.0551055    .1170846
             |
       _cons |   .3255765   .1730832     1.88   0.062    -.0159696    .6671226
-------------+----------------------------------------------------------------
unrate       |
   inflation |
         L1. |   .0903987   .0435139     2.08   0.039     .0045326    .1762649
         L2. |  -.1647856   .0687761    -2.40   0.018    -.3005019   -.0290693
         L3. |   .0502256    .064968     0.77   0.440    -.0779761    .1784273
         L4. |   .0919702   .0648577     1.42   0.158     -.036014    .2199543
         L5. |  -.0091229   .0679508    -0.13   0.893    -.1432106    .1249648
         L6. |  -.0475726   .0421952    -1.13   0.261    -.1308366    .0356914
             |
      unrate |
         L1. |   1.511349   .0813537    18.58   0.000     1.350814    1.671885
         L2. |  -.5591657   .1390918    -4.02   0.000    -.8336363   -.2846951
         L3. |  -.0744788   .1450721    -0.51   0.608    -.3607503    .2117927
         L4. |  -.1116169   .1451066    -0.77   0.443    -.3979565    .1747227
         L5. |   .3628351   .1400968     2.59   0.010     .0863813     .639289
         L6. |  -.1895388    .079836    -2.37   0.019    -.3470796    -.031998
             |
         ffr |
         L1. |   -.022236   .0257961    -0.86   0.390    -.0731396    .0286677
         L2. |   .0623818   .0356633     1.75   0.082    -.0079928    .1327564
         L3. |  -.0355659   .0368925    -0.96   0.336    -.1083661    .0372343
         L4. |   .0184223   .0364299     0.51   0.614    -.0534651    .0903096
         L5. |   .0077111   .0355412     0.22   0.828    -.0624226    .0778449
         L6. |  -.0097089   .0255996    -0.38   0.705    -.0602247     .040807
             |
       _cons |    .187617   .1015557     1.85   0.066    -.0127834    .3880173
-------------+----------------------------------------------------------------
ffr          |
   inflation |
         L1. |   .1425755   .1371485     1.04   0.300    -.1280603    .4132114
         L2. |   .1461452   .2167708     0.67   0.501    -.2816098    .5739003
         L3. |  -.0988776   .2047683    -0.48   0.630     -.502948    .3051928
         L4. |  -.4035444   .2044208    -1.97   0.050    -.8069291   -.0001598
         L5. |   .5118482   .2141696     2.39   0.018     .0892262    .9344702
         L6. |  -.1468158   .1329922    -1.10   0.271      -.40925    .1156184
             |
      unrate |
         L1. |  -1.411603   .2564132    -5.51   0.000    -1.917585   -.9056216
         L2. |   1.525265   .4383941     3.48   0.001      .660179     2.39035
         L3. |  -.6439154   .4572429    -1.41   0.161    -1.546195    .2583646
         L4. |   .8175053   .4573517     1.79   0.076    -.0849893        1.72
         L5. |   -.344484   .4415619    -0.78   0.436     -1.21582    .5268524
         L6. |   .0366413   .2516297     0.15   0.884     -.459901    .5331835
             |
         ffr |
         L1. |   1.003236   .0813051    12.34   0.000     .8427961    1.163676
         L2. |  -.4497879   .1124048    -4.00   0.000    -.6715968   -.2279789
         L3. |   .4273715   .1162791     3.68   0.000     .1979173    .6568256
         L4. |  -.0775962    .114821    -0.68   0.500    -.3041731    .1489807
         L5. |    .259904   .1120201     2.32   0.021     .0388542    .4809538
         L6. |  -.2866806   .0806857    -3.55   0.000     -.445898   -.1274631
             |
       _cons |   .2580589   .3200865     0.81   0.421    -.3735695    .8896873
------------------------------------------------------------------------------

我们遇到了太多的系数,反而不是那么直观。因此我们更多地汇报地是脉冲响应。

matlist e(Sigma)

             | inflation     unrate        ffr 
-------------+---------------------------------
   inflation |  .1849129                       
      unrate | -.0064425   .0636598            
         ffr |  .0788766    -.09169      .6324 

脉冲响应的意思是说,对一个变量给予一个标准差的波动,看看对整个系统的变量会有什么样的影响。

但是从上图的协方差矩阵,我们可以看到,各个变量之间是存在相关性的。很难单独地只讨论到一个变量的冲击。

因为我们要对协方差矩阵进行一些转化。

转化过程
估计方法

使用的是Cholesky分解的方法。
而这样的分解方法,与变量的顺序关系设置有非常大的关系。
不一样的顺序,我们会得到不一样的矩阵A,也就会可能产生不一样的脉冲响应
这样的顺序设置,好的时候,可以为我们人为地设置一些经济学含义。

当我们找到A之后,我们就可以制造一些冲击,这些冲击是与其他变量不相关的。

. quietly var inflation unrate ffr, lags(1/6) dfk small
. irf create var1, step(20) set(myirf) replace
. irf graph oirf, impulse(inflation unrate ffr) response(inflation unrate ffr) 
正交分解的脉冲响应
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