Bài đăng mới nhất

Bài nghiên cứu sử dụng phương pháp ngang giá sức mua theo đề xuất của Hooper và Mann (1989), phân tích tác động truyền dẫn tỉ giá hối đoái đến lạm phát của Việt Nam theo kênh tác động trực tiếp thông qua giá hàng nhập khẩu. Phương pháp đồng liên kết của Johasen và mô hình hiệu chỉnh sai số của Engle và Granger được sử dụng để kiểm tra mức truyền dẫn tỉ giá hối đoái vào lạm phát của Việt Nam trong giai đoạn 1992 – 2012. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỉ giá hối đoái thực sự có ảnh hưởng lớn đến lạm phát của Việt Nam. Cụ thể, trong ngắn hạn truyền dẫn tỉ giá hối đoái đến lạm phát là không hoàn toàn, nếu tỉ giá hối đoái tăng 1% thì tỷ lệ lạm phát được dự đoán sẽ tăng 0,35% và trong dài hạn thì truyền dẫn tỉ giá hối đoái đến lạm phát là hoàn toàn ở mức độ rất cao, nếu tỉ giá hối đoái tăng 1% thì tỷ lệ lạm phát sẽ tăng 1,3%.
http://vietlod.com/tac-dong-truyen-dan-ti-gia-hoi-doai-den-lam-phat

Arellano và Bond so sánh hiệu quả của phương pháp D-GMM 1 bước, 2 bước với ước lượng OLS, With-in groups và ước lượng sai phân Anderson–Hsiao sử dụng mô hình mô phỏng Monte Carlo. Kết quả cho thấy kết quả ước lượng theo phương pháp D-GMM có sự thiên chệch ít nhất và phương sai của các tham số quan tâm nhỏ nhất.
http://vietlod.com/phuong-phap-uoc-luong-s-gmm

Với những lựa chọn này, chúng ta sử dụng phương pháp ước lượng D-GMM của Arellano và Bond (1991) cho mô hình bảng động. Ví dụ bên dưới sẽ minh họa cách ước lượng mô hình bảng động tuyến tính theo phương pháp D-GMM bằng lệnh xtbond2 trên Stata như sau
http://vietlod.com/phuong-phap-uoc-luong-d-gmm

Các phương pháp kiểm tra phương sai thay đổi thường được sử dụng là vẽ đồ thị phân phối phần dư theo biến giải thích hoặc biến phụ thuộc, sử dụng kiểm định Breusch-Pagan, kiểm định White tổng quát, kiểm định Goldfeldt-Quant; từ đó khắc phục bằng các cách như nhận dạng lại mô hình hoặc xác định lại dạng hàm của biến, sử dụng các sai số chuẩn mạnh (robust standard errors), ước lượng bình phương tối thiểu có trọng số (Weighted Least Square – WLS).
http://vietlod.com/khac-phuc-phuong-sai-thay-doi

Bài viết về ước lượng GMM sẽ trình bày cách ước lượng một mô hình dữ liệu bảng tổng quát thông qua các ước lượng đã học như OLS, 2SLS, FE, RE, GMM để tìm ra một ước lượng phù hợp. Đầu tiên, chúng ta bắt đầu với ước lượng OLS, FE (LSDV).
http://vietlod.com/cac-phuong-phap-uoc-luong-du-lieu-bang-phan-1

CÔNG THỨC Ở MỘT DÒNG RIÊNG

Công thức dạng toàn phương (quadratic)

Khi a \(\ne0\), phương trình \(ax^2+bx+c=0\) có 2 nghiệm là:
$$ x = {-b\pm\sqrt{b^2-4ac}\over2a}. $$

Dạng ma trận (matrix)

$$ \left(\begin{array}{cccc}2&3&4&5\\0&-1&2&1\\0&0&2&4\\0&3&-6&0\end{array}\right) $$

Dạng định thức (cross - product)

$$ \mathbf{V}_1 \times \mathbf{V}_2 = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ \frac{\partial X}{\partial u} & \frac{\partial Y}{\partial u} & 0 \\ \frac{\partial X}{\partial v} & \frac{\partial Y}{\partial v} & 0 \end{vmatrix} $$

Dạng tích phân (Integral)

$$ \int_0^{2\pi}\sin{x}\ dx=0 $$

Dạng tổng (Summation)

$$ f(x)=\sum_{n=0}^\infty\frac{f^{(n)}(a)}{n!}(x-a)^n $$

Ở TRONG CÙNG MỘT DÒNG

Thay thế (displacement): \( s=ut+\frac{1}{2}at^2 \)
Lượng giác (trigonometry): \( \tan^2x+1=\sec^2x \)
Tổng (summation): \( \pi=4\sum_{i=1}^{n}\large{\frac{(-1)^{k+1}}{2k-1}} \)
$$ \pi=4\sum_{i=1}^{n}\frac{(-1)^{k+1}}{2k-1} $$

Phân số (Fractions on fractions)\(\large{x+1\over\sqrt{1-x^2}}\)
$$ \frac{\frac{6}{x+2}}{\frac{3}{2x+4}}=\frac{6}{x+2}\div\frac{3}{2x+4}=\frac{6}{x+2}\times\frac{2(x+2)}{3}=4 $$


Dạng ma trận
$$ \left\{\begin{array}{ccc}5&3&\cos\ 2\\6&7&0\\1&-2&\sin\ 5\end{array}\right\} $$

Tích phân
$$ 3\int{x^2}dx+5\int{x}\ {dx}+9\int{dx} $$

Công thức Lorenz
$$ \begin{align} \dot{x} & = \sigma(y-x) \\ \dot{y} & = \rho x - y - xz \\ \dot{z} & = -\beta z + xy \end{align} $$

Bất đẳng thức Cauchy-Schwarz
$$ \left( \sum_{k=1}^n a_k b_k \right)^{\!\!2} \leq \left( \sum_{k=1}^n a_k^2 \right) \left( \sum_{k=1}^n b_k^2 \right) $$

Công thức tích vô hướng
$$ \mathbf{V}_1 \times \mathbf{V}_2 = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ \frac{\partial X}{\partial u} & \frac{\partial Y}{\partial u} & 0 \\ \frac{\partial X}{\partial v} & \frac{\partial Y}{\partial v} & 0 \\ \end{vmatrix} $$

Công thức xác suất
$$ P(E) = {n \choose k} p^k (1-p)^{ n-k} $$

An Identity of Ramanujan
$$ \frac{1}{(\sqrt{\phi \sqrt{5}}-\phi) e^{\frac25 \pi}} = 1+\frac{e^{-2\pi}} {1+\frac{e^{-4\pi}} {1+\frac{e^{-6\pi}} {1+\frac{e^{-8\pi}} {1+\ldots} } } } $$

A Rogers-Ramanujan Identity
$$ \begin{align} \nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} & = \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\ \nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\ \nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\ \nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0 \end{align} $$


$$f\colon R\to R^3 \hbox{ by } f(t)=\ (t+1,{1\over 1+t^2}, \sqrt{t^2+1})$$

Lưu ý: sử dụng script mathjax.js tại http://cdn.mathjax.org

Tham khảo chính từ:
  1. Giới thiệu dữ liệu bảng - Panel data,
  2. Mô hình tác động cố định - Fixed effects model,
  3. Mô hình tác động ngẫu nhiên - Random effects model,
  4. Lựa chọn mô hình Pooled OLS, Fixed effect hay Random effects 
1. GIỚI THIỆU
Mục đích của đa số các nghiên cứu thực nghiệm trong kinh tế là giải thích mối quan hệ giữa một biến phụ thuộc Y, theo một hay nhiều biến giải thích (X\(_1\), X\(_2\), …, X\(_k\)). Để làm điều này, chúng ta muốn biết sự tác động của Xi lên Y như thế nào, cả chiều hướng lẫn độ lớn của tác động. Trả lời câu hỏi này, chúng ta phải thu thập mẫu để có được kết quả ước lượng không chệch tác động của X lên Y. Để kết quả ước lượng là không thiên chệch đòi hỏi chúng ta phải kiểm soát các biến nhiễu, cả các biến quan sát được lẫn các biến không quan sát được. Đối với các biến nhiễu quan sát được, chúng ta có thể sử dụng mô hình hồi quy tuyến tính đa biến cổ điển (MCLR). Đối với các biến nhiễu không quan sát được, tuỳ vào đặc điểm khác nhau giữa các đối tượng và thời gian mà chúng ta lựa chọn mô hình hồi quy tác động cố định hay tác động ngẫu nhiên. Cả hai mô hình hồi quy này đòi hỏi chúng ta phải sử dụng dữ liệu bảng.


Bài viết này tập trung trình bày nguyên tắc của các phương pháp ước lượng dữ liệu bảng chứ không đi sâu vào các vấn đề về thủ tục kiểm định liên quan.
2. DỮ LIỆU BẢNG
  • Mô hình hồi tác động cố định (Fixed-effects) và tác động ngẫu nhiên (random-effects) được sử dụng trong phân tích dữ liệu bảng (đôi khi còn được gọi là dữ liệu dài: longitudinal data). Dữ liệu bảng là sự kết hợp của dữ liệu chéo (cross-section) và dữ liệu thời gian (time series). Để thu thập dữ liệu bảng, chúng ta phải thu thập nhiều đối tượng (units) giống nhau trong cùng một hoặc nhiều thời điểm. Chẳng hạn, chúng ta có thể thu thập các dữ liệu của cùng các cá nhân, công ty, trường học, thành phố, quốc gia… trong giai đoạn từ năm 2000 đến 2014.
  • Sử dụng dữ liệu bảng có hai ưu điểm lớn như: i) Dữ liệu bảng cho các kết quả ước lượng các của tham số trong mô hình tin cậy hơn; ii) Dữ liệu bảng cho phép chúng ta xác định và đo lường tác động mà những tác động này không thể được xác định và đo lường khi sử dụng sử dụng chéo hoặc dữ liệu thời gian.

3. MÔ HÌNH  TÁC ĐỘNG CỐ ĐỊNH (FIXED EFFECTS MODEL) 
Xét một mối quan hệ kinh tế, với biến phụ thuộc, Y, và hai biến giải thích quan sát được, X\(_1\) và X\(_2\), và một hoặc nhiều biến không quan sát được. Chúng ta có dữ liệu bảng cho Y, X\(_1\), và X\(_2\). Dữ liệu bảng bao gồm N-đối tượng và T-thời điểm, và vì vậy chúng ta có NxT quan sát. Mô hình hồi quy tuyến tính cổ điển không có hệ số cắt được xác định bởi: 
Y\(_{it}\) = β\(_1\)X\(_{it1}\) + β\(_2\)X\(_{it2}\) + μ\(_{it}\) với i = 1, 2, …, Nt = 1, 2, …, T
trong đó Y\(_{it}\) là giá trị của Y cho đối tượng i ở thời điểm t; X\(_{it1}\) là giá trị của X\(_1\) cho đối tượng i ở thời điểm t, X\(_{it2}\) là giá trị của X\(_2\) cho đối tượng i ở thời điểm t, và μ\(_{it}\) là sai số của đối tượng i ở thời điểm t.
Mô hình hồi quy tác động cố định, là một dạng mở rộng của mô hình hồi quy tuyến tính cổ điển, được cho bởi: 
Y\(_{it}\) = β\(_1\)X\(_{it1}\) + β\(_2\)X\(_{it2}\) + ν\(_i\) + ε\(_{it}\)
trong đó μ\(_{it}\) = ν\(_i\) + ε\(_{it}\). Sai số của mô hình hồi quy tuyến tính cổ điển được tách làm hai thành phần. Thành phần ν\(_i\) đại diện cho các yếu tố không quan sát được khác nhau giữa các đối tượng nhưng không thay đổi theo thời gian. Thành phần ε\(_{it}\) đại diện cho những yếu tố không quan sát được khác nhau giữa các đối tượng và thay đổi theo thời gian.

Ví dụ
Đối với mô hình xác định mức lương lao động, Y\(_{it}\) là mức lương của người lao động i tại thời điểm t; Xit1 là trình độ giáo dục của lao động i tại thời điểm t, X\(_{it2}\) là kinh nghiệm của người lao động i tại thời điểm t, và α\(_i\) là tác động của kỹ năng bẩm sinh lên mức lương của người lao động i, giả định rằng kỹ năng bẩm sinh là yếu tố không quan sát được duy nhất tác động lên mức lương (và không thay đổi theo thời gian). Với cở mẫu là 1000 người lao động (N = 1.000) được khảo sát trong thời gian 3 năm (T = 3). Vì vậy, ta có, NxT = 3,000 quan sát. Mô hình tác động cố định này sẽ có 1.002 hệ số hồi quy (1.000 hệ số α\(_i\), 1 hệ số của biến trình độ giáo dục và 1 hệ số của biến kinh nghiệm) và có bậc tự do là 1998 (3.000 – 1.002 = 1.998).

Phương pháp ước lượng
Có hai phương pháp ước lượng được sử dụng để ước lượng các tham số của mô hình tác động cố định. i) Ước lượng hồi quy biến giả tối thiểu LSDV với mỗi biến giả là đại diện cho mỗi đối tượng quan sát của mẫu. ii) Ước lượng tác động cố định (Fixed effects estimator).
  • Khi N lớn, việc sử dụng ước lượng LSDV sẽ rất cồng kềnh hoặc không khả thi. Chẳng hạn, giả sử chúng ta muốn ước lượng mô hình xác định lương. Chúng ta có mẫu N = 1000 người lao động. Để sử dụng ước lượng LSDV, chúng ta sẽ cần tạo ra 1000 biến giả và chạy hồi quy OLS cho hơn 1000 biến. Trong trường hợp như vậy, ước lượng tác động cố định sẽ thích hợp hơn.
  • Nguyên tắc của ước lương tác động cố định được hiểu như sau. Để đánh giá tác động nhân quả của các biến độc lập X\(_1\) và X\(_2\) lên biến phụ thuộc Y, ước lượng tác động cố định sử dụng sự thay đổi trong X\(_1\), X\(_2\), và Y theo thời gian. Gọi Z\(_i\) kí hiệu cho một biến không quan sát được khác nhau giữa các đối tượng nhưng không đổi theo thời gian và vì vậy bao gồm cả phần sai số trong đó. Bởi vì Z\(_i\) không thay đổi theo thời gian nên nó không thể gây ra bất kì sự thay đổi nào trong \(Y_{it}\); Sở dĩ như vậy là vì không thay đổi theo thời gian, Z\(_i\) không thể giải thích bất kì sự thay đổi nào trong \(Y_{it}\) theo thời gian. Vì vậy, loại trừ tác động cố định của Z\(_i\) lên \(Y_{it}\)bằng cách sử dụng dữ liệu sự thay đổi trong \(Y_{it}\) theo thời gian.
Ví dụ
Chúng ta không thể đưa thêm các biến như giới tính, sắc tộc như là biến giải thích trong mô hình tác động cố định để xác định mức lương, bởi vì những biến này khác nhau giữa những người lao động nhưng không thay đổi theo thời gian. Nếu mẫu khảo sát của chúng ta chỉ bao gồm những người lao động đã kết thúc việc học, thì trình độ học vấn sẽ khác nhau giữa những người lao động nhưng lại không thay đổi theo thời gian. Trong trường hợp này, chúng ta không thể sử dụng mô hình tác động cố định để ước lượng tác động của giáo dục lên mức lương.

4. MÔ HÌNH TÁC ĐỘNG NGẪU NHIÊN (RANDOM EFFECTS MODEL)
Xét một mối quan hệ kinh tế bao gồm một biến phụ thuộc, Y, và hai biến giải thích quan sát được, X\(_1\) và X\(_2\). Chúng ta có dữ liệu bảng cho Y, X\(_1\), và X\(_2\). Dữ liệu bảng gồm có N đối tượng và T thời điểm, và vì vậy chúng ta có NxT quan sát.
Mô hình tác động ngẫu nhiên được viết dưới dạng:
                        \(Y_{it}\) = β\(_1\)\(X_{it1}\) + β\(_2\)\(X_{it2}\) + ν\(_i\) + \(ε_{it}\) với i = 1, 2, …, Nt = 1, 2, …, T
Trong đó, sai số cổ điển được chia làm 2 thành phần. Thành phần ν\(_i\) đại diện cho tất các các yếu tố không quan sát được mà thay đổi giữa các đối tượng nhưng không thay đổi theo thời gian. Thành phần εit đại diện cho tất cả các yếu tố không quan sát được mà thay đổi giữa các đối tượng và thời gian. Giả sử rằng v\(_i\) được cho bởi: 
v\(_i\) = α\(_0\) + ω\(_i\), với i = 1, 2, …, N
Trong đó, v\(_i\) lại được phân chia làm hai thành phần: i) thành phần bất định a\(_0\), ii) thành phần ngẫu nhiên ω\(_i\).
Giả định rằng, ωi cho mỗi đối tượng được rút ra từ một phân phối xác suất độc lập với giá trị trung bình bằng 0 và phương sai không đổi, đó là, E(ω\(_i\)) = 0 Var(ω\(_i\)) = sω2 Cov(ωis) = 0
N biến ngẫu nhiên ωi được gọi tác động ngẫu nhiên (random effects).

Mô hình tác động ngẫu nhiên có thể được viết lại: 
  \(Y_{it}\) = α\(_0\)\(X_{it1}\) + β\(_2\)\(X_{it2}\) + μ\(_{it}\) 
Trong đó
μ\(_{it}\) = ω\(_i\) + ε\(_{it}\). Một giả định quan trọng trong mô hình tác động ngẫu nhiên là thành phần sai số μit không tương quan với bất kì biến giải thích nào trong mô hình.

Phương pháp ước lượng
Ước lượng OLS cho mô hình tác động ngẫu nhiên sẽ cho các tham số ước lượng không chệch nhưng lại không hiệu quả. Hơn nữa, các ước lượng của sai số chuẩn và do đó thống kê t sẽ không còn chính xác. Sở dĩ như vậy là vì ước lượng OLS bỏ qua sự tự tương quan trong thành phần sai số μit. Để kết quả ước lượng không chệch và hiệu quả, chúng ta có thể sử dụng ước lượng GLS khả thi (FGLS) để khắc phục hiện tượng sai số nhiễu tự tương quan. Ước lượng FGLS còn được gọi là ước lượng tác động ngẫu nhiên (Random effects estimator).

Ngoài hai phương pháp tác động cố định và tác động ngẫu nhiên, trong một số trường hợp nhà nghiên cứu vẫn sử dụng ước lượng OLS thô (Pooled OLS) cho dạng dữ liệu thu thập này. Ước lượng thô là ước lượng OLS trên tập dữ liệu thu được của các đối tượng theo thời gian, do vậy nó xem tất cả các hệ số đều không thay đổi giữa các đối tượng khác nhau và không thay đổi theo thời gian (Gujarati, 2004 trang 641).

5. LỰA CHỌN MÔ HÌNH
Câu hỏi đặt ra là mô hình nào sẽ là mô hình phù hợp: Pooled OLS, FE hay RE. Sự phù hợp của ước lượng tác động ngẫu nhiên và tác động cố định được kiểm chứng trên cơ sở so sánh với ước lượng thô. 
  • Cụ thể, ước lượng tác động cố định được kiểm chứng bằng kiểm định F với giả thuyết H0 cho rằng tất cả các hệ số vi đều bằng 0 (nghĩa là không có sự khác biệt giữa các đối tượng hoặc các thời điểm khác nhau). Bác bỏ giả thuyết H0 với mức ý nghĩa cho trước (mức ý nghĩa 5% chẳng hạn) sẽ cho thấy ước lượng tác động cố định là phù hợp. Đối với ước lượng tác động ngẫu nhiên, phương pháp nhân tử Lagrange (LM) với kiểm định Breusch-Pagan được sử dụng để kiểm chứng tính phù hợp của ước lượng (Baltagi, 2008 trang 319). Theo đó, giả thuyết H0 cho rằng sai số của ước lượng thô không bao gồm các sai lệch giữa các đối tượng var(vi) = 0 (hay phương sai giữa các đối tượng hoặc các thời điểm là không đổi). Bác bỏ giả thuyết H0, cho thấy sai số trong ước lượng có bao gồm cả sự sai lệch giữa các nhóm, và phù hợp với ước lượng tác động ngẫu nhiên.
  • Kiểm định Hausman sẽ được sử dụng để lựa chọn phương pháp ước lượng phù hợp giữa hai phương pháp ước lượng tác động cố định và tác động ngẫu nhiên (Baltagi, 2008 trang 320; Gujarati, 2004 trang 652). Giả thuyết H0 cho rằng không có sự tương quan giữa sai số đặc trưng giữa các đối tượng (vi) với các biến giải thích Xit trong mô hình. Ước lượng RE là hợp lý theo giả thuyết H0 nhưng lại không phù hợp ở giả thuyết thay thế. Ước lượng FE là hợp lý cho cả giả thuyết H0 và giả thuyết thay thế. Tuy nhiên, trong trường hợp giả thuyết H0 bị bác bỏ thì ước lượng tác động cố định là phù hợp hơn so với ước lượng tác động ngẫu nhiên. Ngược lại, chưa có đủ bằng chứng để bác bỏ H0 nghĩa là không bác bỏ được sự tương quan giữa sai số và các biến giải thích thì ước lượng tác động cố định không còn phù hợp và ước lượng ngẫu nhiên sẽ ưu tiên được sử dụng.
6. KẾT QUẢ
Sử dụng phần mềm STATA cho tập dữ liệu mus08psidextract.dta với dữ liệu bảng cân bằng 4165 quan sát gồm 7 giai đoạn thời gian (T=7) và 595 đối tượng người lao động (n=595). Kết quả ước lượng mức lương của người lao động (lwage) theo số năm kinh nghiệm (exp), số năm kinh nghiệm bình phương (exp2), số giờ làm việc trong tuần (wks) và số năm đi học của người lao động (ed) theo 3 mô hình Pooled OLS, Fixed effect (FE) và Random effect (RE) được thể hiện như sau:
Kết quả ước lượng mô hình mức lương của người lao động theo: Pooled OLS, Fixed effect và Random effect
Kết quả ước lượng mô hình mức lương của người lao động theo: Pooled OLS, Fixed effect và Random effect

Kết quả kiểm định Hausman về sự lựa chọn mô hình Fixed effect và Random effect
Kết quả kiểm định Hausman về sự lựa chọn mô hình Fixed effect và Random effect


Tham khảo chính từ: Ước lượng SUR trên Stata
1. Giới thiệu
Trong các nghiên cứu thực tiễn thường gặp nhiều các hợp hai hay nhiều biểu thức có mối quan hệ với nhau theo một số cách cụ thể. Có 4 dạng hệ thống mà các biểu thức có liên quan với nhau như sau:
Bài viết này tập trung trình bày vấn đề về hệ thống các biểu thức gần như không liên quan.

2. Hệ thống biểu thức gần như không liên quan

2.1 Giới thiệu
Trong hệ thống các biểu thức gần như không liên quan, sự liên quan lẫn nhau giữa các biểu thức xảy ra vì các lý do sau:
  • Thành phần sai số trong các biểu thức khác nhau có mối liên quan với nhau
  • Điều này xảy ra nếu có những yếu tố chung không quan sát được có tác động ảnh hưởng đến các biến giải thích (độc lập) trong mô hình.
  • Các tham số trong các biểu thức khác nhau có liên quan với nhau.
  • Điều này xảy ra nếu một hoặc một số tham số giống nhau cùng xuất hiện ở một số biểu thức, hoặc nếu một hoặc các tham số trong một biểu thức có mối quan hệ tuyến tính hoặc phi tuyến với những tham số khác trong các biểu thức còn lại khác.
Các biểu thức của mô hình này thường gặp trong các vấn đề kinh tế như: (i) Các hàm cầu đầu tư của các doanh nghiệp trong một ngành; (ii) Các hàm cầu cầu tiêu dùng của các nhóm sản phẩm từ hình thành hành vi tối đa hóa hữu dụng; (iii) Các hàm cầu nguyên vật liệu đầu vào hình thành từ vấn đề tối thiểu hóa chi phí hoặc tối đa hóa lợi nhuận...



2.2 Đặc điểm
Xét ví dụ sau về mối liên hệ giữa điểm số phần đọc (read) trong mối quan hệ với các điểm số khác như điểm toán (math), điểm viết (write) và điểm xã hội (socst) trong sự liên hệ của một hệ thống các môn học khác, chẳng hạn môn khoa học. Theo đó, điểm khoa học của một học sinh bị ảnh hưởng bởi giới tính (female), điểm toán (math) của từng học sinh. Hệ thống 2 biểu thức này được thể hiện như sau:
read = b0 + b1*math + b2*write + b_3*socst + e_r
science = g0 + g1*female + g2*math + e_s
Trong đó: b0, b1, b2, và b3 là các hệ số cắt và độ dốc cho read; e_r là phần dư của phương trình cho read; g0, g1, và g2 là các hệ số cắt và độ dốc cho science; e_s là phần dư của phương trình cho science
Giả sử, chúng ta có M biểu thức được xem là có mối quan hệ với nhau (vì thành phần sai số bị tương quan với nhau).
Hệ thống các biểu thức SUR
Hệ thống các biểu thức có mối liên hệ với nhau
Một cách tổng quát, hệ thống gồm M biểu thức hồi quy dường như không liên quan này có thể được viết lại dưới dạng ma trận như sau:
Ma trận hệ thống các biểu thức SUR
Ma trận hệ thống các biểu thức SUR
Trong đó yi là một vectơ cột Tx1  của các quan sát cho biến phụ thuộc thứ i; Xi là một ma trận TxK của các quan sát cho các biến giải thích; bi là vectơ cột Kx1 của các tham số cho biểu thức thứ i; và mi là vectơ cột Tx1 của thành phần sai số cho biểu thức thứ i. T là số quan sát, K là số biến giải thích, M là số phương trình.
Đây là dạng tổng quát của biểu thức ước lượng. Việc kết hợp M biểu thức riêng rẻ vào một biểu thức tổng quát như trên được thực hiện bằng cách xếp chồng các vectơ và ma trận như hình bên dưới:

2.3 Các giả định  
Mô hình này được dựa trên các giả định sau:
  • Dạng hàm của biểu thức tổng quát là dạng tuyến tính theo các tham số: 
  • Thành phần sai số của biểu thức tổng quát có giá trị trung bình bằng 0: 
  • Phân bố của sai số trong biểu thức tổng quát không có dạng phân bố hình cầu (nonspherical) và thỏa mãn các giả định sau: (a) Phương sai sai số của mỗi biểu thức riêng rẻ là không đổi. (b) Phương sai của sai số có thể khác nhau ở các biểu thức riêng rẻ. (c) Các sai số của mỗi biểu thức riêng rẻ là không có tự tương quan. (d) Các sai số giữa các biểu thức khác nhau là có sự tương quan đồng thời.
  • Thành phần sai số của biểu thức tổng quát có phân phối chuẩn:    
  • Thành phần sai số của biểu thức tổng quát không có tương quan với các biến giải thích trong xác định ma trận phương sai - hiệp phương sai trên.
Ma trận sigma, S, là một ma trận MxM bao gồm phương sai và hiệp phương sai của M biểu thức riêng rẻ; ma trận đơn vị I và tích Kronecker của và I, được trình bày ở hình sau:

Ma trận phương sai - hiệp phương sai
Ma trận phương sai - hiệp phương sai
2.3. Phương pháp ước lượng
Để ước lượng các tham số của mô hình SUR, cần thiết phải lựa chọn một ước lượng thích hợp. Chúng ta xem xét 4 loại ước lượng sau:
  • Ước lượng bình phương thông thường tối thiểu (OLS): ước lượng OLS là không thiên chệch nhưng không hiệu quả, và không phải là một ước lượng hợp lý cực đại (MLE)
  • Ước lượng bình phương tổng quát tối thiểu (GLS): Ước lượng GLS là một ước lượng không khả thi, bởi vì các phần tử của ma trận phương sai – hiệp phương sai, W, trong biểu thức tổng quát là chưa được biết.
  • Ước lượng bình phương tổng quát tổi thiểu khả thi (FGLS) theo phương pháp Zellner hay còn gọi là ước lượng SUR của Zellner hay gọi tắt là ước lượng SUR. Ước lượng FGLS là tiệm cận với ước lượng GLS và cũng là một ước lượng hợp lý tối đa (MLE). Vì vậy, nó cũng có những tính chất tiệm cận với sự không thiên chệch, hiệu quả và nhất quán
  • Ước lượng bình phương tổng quát tối thiểu khả thi lặp (ITGLS): Một ước lượng khác thay thế ước lượng FGLS là ước lượng lặp FGLS (IFGLS). Ước lượng lặp IFGLS được sử dụng phổ biến nhất được gọi là ước lượng lặp SUR của Zellner hay ITSUR.
Các công thức ước lượng của các phương pháp
Các công thức ước lượng của các phương pháp
Ước lượng ITSUR có tính chất tiệm cận như SUR (FGLS). Tuy nhiên, có những tranh luận vẫn đang tiếp diễn về tính hiệu quả của ước lượng ITSUR hay SUR tốt hơn đối với cở mẫu nhỏ. Đa phần các nhà kinh tế lượng có thiên hướng sử dụng ITSUR nhiều hơn. Mô hình SUR suy biến có thể giải thích cho điều này.

2.4 Kết quả ước lượng
Sử dụng Phần mềm STATA cho số liệu hsb2 bao gồm 200 quan sát là các học sinh về điểm số các môn học/kỹ năng như đọc (read), viết (write), toán (math), khoa học (science), xã hội (socst). Hệ thống 2 biểu thức này được thể hiện như sau:
read = b0 + b1*math + b2*write + b_3*socst + e_r
science = g0 + g1*female + g2*math + e_s
  • Phương pháp OLS

Kết quả ước lượng OLS
Kết quả hồi quy OLS cho biểu thức read

Kết quả ước lượng OLS
Kết quả hồi quy OLS cho biểu thức science
  • Phương pháp FGLS hay SUR

Ước lượng SUR hay FGLS
Ước lượng SUR hay FGLS
  • Phương pháp ITSUR (đôi khi còn gọi là ISUR hoặc IFGLS)
Ước lượng ITSUR
Ước lượng ITSUR


Từ khóa: hệ phương trình đồng thời, mô hình SEM, phương trình cấu trúc, phương trình thu gọn, tính đồng thời, tác động phản hồi, biến nội sinh, hồi quy gián tiếp, hồi quy hai giai đoạn, ước lượng IV, Simultaneous Equations Models, structural equations, reduced form equations, edogeneity, 2SLS, ILS.
1. Giới thiệu về mô hình tác động đồng thời SEM
Bên cạnh hai vấn đề phổ biến liên quan đến tính nội sinh (endogeneity) của mô hình là bỏ sót biến, sai số trong biến đo lường thì vấn đề về tính đồng thời của biến (Simultaneity) cũng rất được quan tâm. Tính đồng thời của biến thường được phát hiện trong các mô hình về điểm cân bằng thị trường, mô hình tác động tương hỗ giữa các yếu tố (số lượng cảnh sát và tỉ lệ tội phạm, chẳng hạn). Bài toán liên quan đến mô hình này còn được gọi là hệ phương trình đồng thời SEMs (Simultaneous Equations Models). Hệ phương trình đồng thời là tập hợp nhiều biểu thức riêng rẻ, mà mỗi biểu thức được gọi là các phương trình cấu trúc (structural equations). Các phương trình cấu trúc này bao gồm một biến nội sinh (endogenous variable) và nhiều biến ngoại sinh (exogenous variables). Các hệ số ước lượng của các biến trong mỗi phương trình cấu trúc được gọi là các thông số cấu trúc (structural parameters). Ở đây, mỗi biến nội sinh của các phương trình cấu trúc được xác định đồng thời qua các phương trình cấu trúc khác. Do vậy, trong trường hợp này, kỹ thuật hồi quy OLS sẽ không phù hợp cho việc ước lượng hệ phương trình đồng thời này.

Ước lượng mô hình SEM trên Stata: https://vietlod.com/mo-hinh-sems-stata

2. Phương pháp ước lượng mô hình
Có 3 các để ước lượng hệ phương trình đồng thời này: (i) bình phương tối thiểu gián tiếp (ILS); (ii) ước lượng IV thông qua biến công cụ z; (iii) ước lượng hai giai đoạn tối thiểu (2SLS). Tùy vào điều kiện nhận dạng mô hình (hệ phương trình) mà người phân tích áp dụng phương pháp thích hợp. ILS với ước lượng OLS cho các phương trình thu gọn (Reduced form equations) sẽ được sử dụng khi mô hình SEMs được nhận dạng chính xác (exact identified). Ước lượng IV được sử dụng khi có một biến công cụ phù hợp làm công cụ (instrumented) cho biến nội sinh. Cuối cùng, 2SLS sẽ được sử dụng khi mô hình SEMs được nhận dạng chính xác hoặc nhận dạng quá mức (over identified).
Nhắc lại: phương trình thu gọn là phương trình biễu diễn của biến nội sinh theo các biến ngoại sinh và thành phần sai số của phương trình cấu trúc. Phương trình cấu trúc được xác định thông qua phương trình thu gọn (xác định hệ số của phương trình thu gọn, từ đó, xác định các hệ số của phương trình cấu trúc).
Giả sử gọi G là số phương trình cấu trúc có trong hệ phương trình SEMs. So sánh (hạng ma trận của SEMs) số biến loại ra khỏi phương trình cấu trúc (kí hiệu là N) với G – 1 sẽ dẫn đến các vấn đề như (i) nhận dạng quá mức (N lớn hơn G – 1); (ii) nhận dạng chính xác (N = G – 1); (iii) không nhận dạng được (N nhỏ hơn G – 1).

3. Ví dụ minh họa
Giả sử, ước lượng mô hình tham gia lao động của các phụ nữ đã lập gia đình. Hệ phương trình SEMs có dạng như sau:

Mô hình SEM về sự tham gia lao động của các phụ nữ lập gia đình
Mô hình SEM về tham gia lao động cả các phụ nữ đã lập gia đình
Sử dụng file dữ liệu mroz.dta, ước lượng mô hình SEMs trên với phương pháp 2SLS, ta có kết quả như sau:

Ước lượng 2SLS cho hours trong mô hình SEM
Ước lượng 2SLS cho hours trong mô hình SEM

Ước lượng 2SLS cho lwage trong mô hình SEM
Ước lượng 2SLS cho lwage trong mô hình SEM
Các kiểm định liên quan đến SEMs sẽ tùy thuộc vào phương pháp mà mô hình được ước lượng.
Phần trình bày trên mô tả một cách nhìn khái quát về mô hình, cũng như các phương pháp ước lượng SEMs. Một dạng SEMs thường được sử dụng trong nghiên cứu đó là ước lượng SEMs với dữ liệu bảng.

Tham khảo chính: Hồi quy 2 giai đoạn - 2SLS.
Rất nhiều mô hình kinh tế liên quan đến vấn đề biến nội sinh (endogeneity). Biến nội sinh là những biến có sự tương quan với phần dư. Đây là những vấn đề thường gặp cả trong lý thuyết về kinh tế vi mô (hàm cầu tiêu dùng chẳng hạn) và vĩ mô ví như hàm tổng cầu Keynes. Ở góc độ kinh tế lượng, sự xuất hiện biến nội sinh sẽ dẫn đến các trường hợp như bỏ biến, sai số trong biến, hoặc được xác định đồng thời qua các biến giải thích khác. Trong các trường hợp này, OLS không còn phù hợp với những thông số ước lượng tin cậy. Phương pháp tổng quát để giải quyết vấn đề này là ước lượng biến công cụ (Instrumental variables estimator), đặc biệt là ước lượng 2 giai đoạn tối thiểu 2SLS.

1. Giới thiệu phương pháp
Giả sử, tiền lương của người lao động được xác định theo biểu thức sau:
log(wage) = β0 + β1educ + β2exper + β3abil + e (1) 
Biểu thức này không thể ước lượng, bởi vì biến năng khiếu (abil) không có khả năng quan sát được. Nó có thể được ước lượng thông qua một biến đại diện cho abil, như IQ chẳng hạn. Như vậy, hiệu quả của biểu thức được ước lượng khi đó sẽ phụ thuộc vào chất lượng của biến đại diện này. Trường hợp, nếu bỏ qua biến abil thì thành phần abil sẽ được tính vào sai số u của biểu thức (2) hay còn gọi là biểu thức cấu trúc bên dưới. 
log(wage) = β0 + β1educ + β2exper + u                   (2)
Nếu educ là biến ngoại sinh (không có tương quan với phần dư) thì ước lượng OLS sẽ là ước lượng phù hợp. Ngược lại, nếu educ là biến nội sinh thì OLS sẽ bị chệch và cho kết quả không đáng tin cậy. Trường hợp này, nếu hai biến abileduc tương quan với nhau, thì ước lượng OLS sẽ không phù hợp. Khi đó, cần thiết phải có một biến mới z thỏa mãn 2 tính chất: (i) z không tương quan với u; (ii) nhưng z lại có tương quan với educ. Một biến thỏa mãn 2 tính chất trên được gọi là biến công cụ (IV). Biến z, chẳng hạn như học vấn của cha (fatheduc), hoặc nơi sinh sống gần trường đại học (nearc4), trong trường hợp này được gọi là biến công cụ cho educ. Giả sử chọn nearc4  là biến công cụ cho educ, thì biến giải thích educ được biểu diễn như sau (còn được gọi là biểu thức dạng rút gọn) 
educ = π0 + π1exper + π2nearc4 + υ          (3)
Các điều kiện của IV được thể hiện qua hệ phương trình sau:
          E(u)=0
          Cov(nearc4, u)=0
          Cov(exper, u)=0
2. Thực hiện
Giải hệ phương trình trên với các thông số dữ liệu mẫu chính là kết quả của ước lượng IV. Tuy nhiên, bài viết này không đi sâu trình bày các công thức thống kê và phương pháp toán để giải hệ này. Quá trình giải sẽ được thực hiện trên các phần mềm thống kê. Cụ thể, quy trình ước lượng công cụ (instrumental variable estimator) IV trên các phần mềm được thực hiện như sau:
  • Đầu tiên, ước lượng OLS biểu thức (3) và tính giá trị dự đoán educ_hat
  • Sau đó, thay educ ở (2) bằng educ_hat vừa tính và ước lượng OLS cho biểu thức mới này.
Kết quả ước lượng này chính là kết quả ước lượng IV. Ước lượng IV theo cách này (ước lượng thủ công) sẽ cho các hệ số ước lượng đúng, tuy nhiên sai số chuẩn của các hệ số sẽ không chính xác. Điều này sẽ được khắc phục bằng câu lệnh ivreg của STATA.
Ví dụ minh họa cho trường hợp này, Sử dụng file card.dta, xem biến (nearc4) là biến công cụ cho educ. (nearc4) là một biến giả cho thấy rằng một người lớn lên gần hơn học 4 năm đại học. Ước lượng mô hình sau: Log(wage)=β0 + β1(educ) + β2exper + β3exper2 + β3(smsa) + β3(south) + u theo 2 cách OLS và IV.
Kết quả được thể hiện trên phần mềm STATA như sau:
Ước lượng OLS và IV (2SLS) cho mô hình thu nhập của người lao động
Ước lượng OLS và IV (2SLS) cho mô hình thu nhập của người lao động
 Kết quả kiểm định tính tương quan giữa biến công cụ (nearc4) và biến nội sinh (educ)
Kiểm định sự tương quan giữa biến công cụ và biến nội sinh
Kiểm định sự tương quan của nearc4 với educ thông qua ý nghĩa thống kê của hệ số nearc4
Đây là trường hợp ước lượng IV với một biến nội sinh và một biến công cụ. Ngoài ra, còn hai trường hợp IV khác phổ biến hơn là (i) một biến nội sinh - nhiều biến công cụ; và (ii) nhiều biến nội sinh - nhiều biến công cụ. Đối với hai trường hợp còn lại này, ước lượng IV sẽ được thay bằng ước lượng hai giai đoạn tối thiểu 2SLS (2 Stage Least Square). Nguyên tắc cơ bản của hai trường hợp này là một biến nội sinh sẽ cần tối thiểu một biến công cụ. Ngoài ra, ở trường hợp một biến nội sinh - nhiều biến công cụ thì vế phải của phương trình (3) sẽ là tổ hợp tuyến tính tốt nhất của các biến công cụ.
3. Kiểm định
Sử dụng IV sẽ làm khuếch đại (inflate) phương sai của ước lượng, và làm giảm khả năng suy diễn cho ước lượng. Do vậy, việc lựa chọn ước lượng IV cho các mô hình cần đặc biệt quan tâm đến tính hiệu quả của phương pháp. Có 2 vấn đề chính liên quan đến độ tin cậy của ước lượng IV: (i) ràng buộc xác định quá mức (overidentifying restrictions); (ii) tính nội sinh của biến (endogeneity)
  • Thông thường, các biến công cụ ngoại sinh có thể không cần kiểm định. Tuy nhiên, khi số lượng biến công cụ lớn, cần thiết phải kiểm định các biến này. Quá trình kiểm định này được gọi là kiểm định ràng buộc xác định quá mức (overidentifying restrictions). Đối với trường hợp phương sai của mô hình là đồng nhất (homoskedasticity) thì có thể sử dụng thống kê Sargan; ngược lại sử dụng thống kê Hansen khi phương sai thay đổi (heteroskedasticity).
  • Đối với kiểm định tính nội sinh của biến thì nguyên tắc cơ bản của kiểm định là xét sự tương quan giữa sai số u của biểu thức cấu trúc (2) và υ của biểu thức rút gọn (3). Nếu u và υ có tương quan nhau, nghĩa là biến nội sinh trong bài (educ) là biến nội sinh.
  • Ngoài ra, cần lưu ý rằng, kiểm định tính nội sinh là cần thiết nếu các biến công cụ thỏa mãn tính chất của biến công cụ. Vì vậy, kiểm định overidentifying restrictions phải được kiểm tra trước. Nếu thỏa mãn kiểm định này thì mới tiếp tục thực hiện kiểm định tính nội sinh.
Tài liệu tham khảo:
Wooldridge, J.M, (2002); "Econometric Analysis of Cross Section and Panel Data"; The MIT Press. Cambridge; Chapter 6: Additional Single-equation Topics, tại: http://www.ats.ucla.edu/stat/stata/examples/eacspd/chapter6.htm, truy cập ngày 05/02/2014

Author Name

Biểu mẫu liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

Được tạo bởi Blogger.