爆炸过程、非平稳性和单位根,如何区分?

机器算法验证 有马 平稳性 单位根 增强的 dickey-fuller
2022-03-08 17:32:48

我知道,如果我们有一个简单的模型,例如:

Yt=ρYt1+ϵt

在哪里ρ绝对值小于一,则我们有一个平稳过程。如果ρ等于 1 则我们有一个单位根,我们可以使用增强的 Dickey Fuller 检验来检验单位根的存在,从而检验平稳性。

让我困惑的是如果ρ等于,比如说,1.5。数据肯定不会是静止的。如果我模拟一个Yt在 R 中,有 120 个观察值和ρ等于 1.5,我们得到看起来呈指数级的过程。如果我然后运行一个简单的 OLS 回归YtYt1我得到了正确的估计ρ以及对截距的错误估计:

set.seed(15) 
n=120
error=rnorm(n, mean = 0, sd = 1);
b=1.5
y=vector(length=120)
for (i in 2:n){
y[1]=error[1]
y[i]=b*y[i-1]+error[i];
}
data=cbind(yt,lag(yt,-1))
data=data[-1,]
data=data[-120,]
results1=lm(data[,1]~data[,2])
summary(results1)
ts.plot(results1$residuals)
acf(results1$residuals)

残差的 ACF 图看起来也不错。似乎 OLS 在捕捉真实模型方面做得很好(ρ系数,而不是截距)。这是我认为非平稳序列不可能发生的事情。

此外,这也是我最困惑的地方。我一直认为要测试平稳性,我们只需使用增强的 Dickey Fuller 测试。但这只是对单位根是否为空的测试。空值是ρ等于一,另一种选择是ρ小于一,所以它是静止的。如果我在这个人工数据上运行它,它不能拒绝单位根的存在。这足以说明数据不是静止的吗?我想我的困惑是,当我们不知道系数是否大于 1 时,我们如何测试平稳性?

我怀疑我的问题很愚蠢,但我暂时无法理解这个问题。有什么建议么?

1个回答

我认为你的理解是非常正确的。正如您所注意到的,问题是 DF 测试是一个左尾测试,测试H0:ρ=1 反对 H1:|ρ|<1,使用标准 t 统计量

t=ρ^1s.e.(ρ^)
和负临界值(c.v.) 来自 Dickey-Fuller 分布(向左倾斜的分布)。例如,5% 分位数是 -1.96(顺便说一句,这只是虚假地与正常测试统计的 5% cv 相同 - 它是 5% 分位数,这是一个单边测试,而不是 2.5 %-分位数!),如果t<c.v.. 现在,如果你有一个爆炸性的过程ρ>1,并且 OLS 正确估计了这一点,当然 DF 检验统计量不可能为负,因为t>0, 也。因此,它不会拒绝固定的替代方案,也不应该。

现在,为什么人们通常会以这种方式进行,他们应该这样做吗?

原因是,爆炸性过程被认为不太可能出现在经济学中(主要使用 DF 检验),这就是为什么对固定替代方案进行测试通常是有意义的。

也就是说,最近有一篇关于针对爆炸性替代品测试单位根空值的最新文献,例如,参见Peter CB Phillips、Yangru Wu 和 Jun Yu,2011 年国际经济评论:1990 年代的爆炸行为纳斯达克:何时繁荣提升资产价值? . 我想这篇论文的标题已经为为什么这可能很有趣提供了动力。事实上,这些测试是通过查看 DF 分布的尾来进行的。

最后(实际上是您的第一个问题),OLS 可以一致地估计爆炸性 AR(1) 系数,这在Anderson, TW, 1959 等工作中得到了展示。关于随机差分方程参数估计的渐近分布。数理统计年鉴 30, 676–687