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R语言 面板数据分析 plm包实现(三)——面板数据与面板模型的检验

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我们知道,针对面板数据主要有四种模型,分别是:

  1. pool模型->对变量去整体均值后进行 OLS 估计
  2. 固定效应模型->对变量去个体均值后进行 OLS 估计
  3. 随机效应模型->对变量处理(减去个体均值的某个倍数)后进行 OLS 估计
  4. 可变系数模型(随机系数模型)->采用 GLS 估计

《R语言 面板数据分析 plm包实现(固定效应模型和组内模型)》中对模型如何使用进行分析做演示,本文主要展示如何检验该使用何种模型。

下面依次介绍三种检验,在介绍前,特别强调:

  1. WLS(加权最小二乘回归)和FGLS都属于GLS回归。区别是前者方差矩阵可知,后者方差矩阵不知需估计。
  2. 判断选择固定效应模型和随机效应模型不能单凭传统的hausman检验(Hausman, 1978)。因为传统的hausman检验假设方差是同方差的,没有考虑异方差问题,须使用异方差稳健的豪斯曼检验。

有数据集:Ex1_1.dta

数据样式

点击下载
其中FN代表公司,总共有三家;YR代表年份;I是总投资;F是企业实际价值;C是企业实际资本存量。

更多解释:

数据导入

这个数据集是stata的数据集,因此在Rstudio中你可以选择文件–>导入数据集(import dataset)–>导入stata文件,即可完成导入工作

此外,我好像在其它地方也看见过此数据集,如果你无法下载,可以在其它地方寻找数据集(我印象里是在某个面板相关的R程序包里自带的数据集)。

很多童鞋反映数据集获取困难,我把这个数据集上传到github的一个项目里了(免费),注意,只有一个文件是数据集。如果有帮到你,请给文章点个赞哦~

数据检验

绘制相关系数矩阵和相关性t检验矩阵

rankData<-pdata.frame(Ex1_1 ,index=c("FN","YR")) 
mydata = Ex1_1[ , c(3,4,5)]
# 相关系数矩阵
library(Hmisc) # 加载包
res <- cor(mydata)
# 输出相关系数矩阵,保留两位小数
round(res, 2)
# 相关性的显著性检验
res2 <- rcorr(as.matrix(mydata))
res2 
# 结果都在p<0.01水平上显著(第二幅图的第二个矩阵)


绘制企业投资平均水平随时间的变化

frame = aggregate(I~YR,data=Ex1_1,mean) # YR(年份)作横轴,I作纵轴
# 绘制散点图
plot(frame,main = "投资随年份变化情况",xlab = "年份(单位:年)",ylab = "各公司平均投资额度(单位:万元)", family='STXihei')
# 绘制拟合曲线(回归方法)
abline(lm(I~YR,data=Ex1_1),col = "red", lwd = 2 , lty = 1)

得到图像如下:

序列相关性检验

考察企业的投资额的序列相关性,通常是重要一步

# 导入plm包
library("plm")
# 模型的基本形式
form = I ~ F + C
# 序列相关性检验,默认参数effect = "individual",此处未写出
pwartest(form, data = rankData)


在个体固定效应模型情况下,拒绝原假设,认为存在序列相关性。可以根据此对模型进行修改,比如在自变量中添加滞后一期的因变量I作为解释变量。

下面进行模型检验。

模型检验

pool模型还是固定效应模型——F检验

pooltest()函数和pFtest()函数都可以做F检验,其原假设是能否认为所有时间或个体都具有相同的系数,这样的话应当采用pool模型,即传统的OLS回归。

pool模型具体可参见《R语言 面板数据分析 plm包实现(固定效应模型和组内模型)》

# 如果拒绝零假设,采用individual维度的固定效应模型
pooltest(form, data = rankData, model = "within")
# 如果拒绝零假设,采用time维度的固定效应模型
pooltest(form, data = rankData,effect = "time", model = "within")
# 如果拒绝零假设,采用双维度的固定效应模型
pFtest(form, data = rankData,effect = "twoways", model = "within")

固定效应模型还是随机效应模型——Hausman检验

固定效应模型和随机效应模型的名字具有迷惑性,实际上二者都采用了随机估计量,我们可以用Hausman检验来判断哪一个适用(Hausman and Taylor 1981)。

拒绝零假设,采用固定效应模型;不拒绝,采用随机效应模型。

上文提到数据可能存在自相关和异方差问题,因此我们也可以采用稳健的(robust) Hausman检验,下面的代码展示了两种,即稳健的和非稳健的。

# 固定效应模型,注意参数是model = "within"
mf = plm(form, data = rankData,effect = "twoways", model = "within")
# 随机效应模型
mr = plm(form, data = rankData,effect = "twoways", model = "random")
# 传统 Hausman检验
phtest(mf,mr)
# 稳健的Hausman检验
phtest(form, data = rankData, method = "aux", vcov = vcovHC)

检验结果:


从两个结果看,都拒绝原假设,应当采用固定效应模型。

另外,如果没有序列相关性,则随机效应的最佳检验是Breusch和Godfrey的基于似然性的LM检验(Honda进行了改进)

LM检验

拒绝零假设,采用随机效应模型;不拒绝,可能是固定效应模型或 Pooled 模型。

# LM检验
pbgtest(form,data=rankData,model="within")


从结果来看,Hausman和LM检验都指出应当使用固定效应模型。

尾声

通常,检验部分结束,确定模型后,应当进入模型分析部分
如果检验结果是随机效应模型,且一些时间或个体存在数据缺失,应当使用Swamy Arora估计,如何用R语言来实现,参见这篇文章:
R语言 面板数据如何做Swamy Arora估计

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转载:https://blog.csdn.net/weixin_43718786/article/details/112854803
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