R語言面板平滑轉(zhuǎn)換回歸(PSTR)分析案例實現(xiàn)|附代碼數(shù)據(jù)
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最近我們被客戶要求撰寫關(guān)于PSTR的研究報告,包括一些圖形和統(tǒng)計輸出。
在本文中,建模過程包括三個階段:表述,估計和評估,本文幫助用戶進行模型表述、估計,進行PSTR模型評估?(?點擊文末“閱讀原文”獲取完整代碼數(shù)據(jù)********?)?。
在程序包中實現(xiàn)了集群依賴性和異方差性一致性檢驗。
還實現(xiàn)了wild bootstrap和cluster wild bootstrap檢驗。
并行計算(作為選項)在某些函數(shù)中實現(xiàn),尤其是bootstrap檢驗。因此,該程序包適合在超級計算服務(wù)器上運行多個核心的任務(wù)。
數(shù)據(jù)
“Hansen99”數(shù)據(jù)集來提供示例。
初始化
可以通過執(zhí)行創(chuàng)建PSTR類的新對象
?
?#>?Summary?of?the?model:
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>???time?horizon?sample?size?=?14,??number?of?individuals?=?560
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Dependent?variable:??inva
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Explanatory?variables?in?the?linear?part:
#>???dt_75?dt_76?dt_77?dt_78?dt_79?dt_80?dt_81?dt_82?dt_83?dt_84?dt_85?dt_86?dt_87?vala?debta?cfa?sales
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Explanatory?variables?in?the?non-linear?part:
#>???vala?debta?cfa?sales
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Potential?transition?variable(s)?to?be?tested:
#>???vala
#>?###########################################################################
#>?***************************************************************************
#>?Results?of?the?linearity?(homogeneity)?tests:
#>?***************************************************************************
#>?Sequence?of?homogeneity?tests?for?selecting?number?of?switches?'m':
#>?***************************************************************************
#>?###########################################################################
因變量是“inva”,第4列到第20列的數(shù)據(jù)中的變量是線性部分的解釋變量,非線性部分中的解釋變量是“indep_k”中的四個,潛在的轉(zhuǎn)換變量是“vala”(Tobin的Q)。
以下代碼執(zhí)行線性檢驗
?#>?###########################################################################
#>?***************************************************************************
#>?Results?of?the?linearity?(homogeneity)?tests:
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?LM?tests?based?on?transition?variable?'vala'
#>???m??LM_X?PV??LM_F?PV?HAC_X????????PV?HAC_F????????PV
#>???1?125.3??0?28.99??0?30.03?4.819e-06?6.952?1.396e-05
#>?***************************************************************************
#>?Sequence?of?homogeneity?tests?for?selecting?number?of?switches?'m':
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?LM?tests?based?on?transition?variable?'vala'
#>???m??LM_X?PV??LM_F?PV?HAC_X????????PV?HAC_F????????PV
#>???1?125.3??0?28.99??0?30.03?4.819e-06?6.952?1.396e-05
#>?***************************************************************************
#>?###########################################################################
可以看到函數(shù)“LinTest”獲取PSTR對象“pstr”并返回結(jié)果。因為處理包中PSTR對象的函數(shù)通過添加新的atrributes來更新對象。當(dāng)然可以創(chuàng)建新的PSTR對象來獲取返回值,以便保存模型的不同設(shè)置的結(jié)果。
可以通過運行以下代碼來執(zhí)行wild bootstrap和wild cluster bootstrap。
估計
當(dāng)確定要用于估計的轉(zhuǎn)換變量時,在本例中為“inva”,可以估計PSTR模型
?print(pstr,"estimates")
默認情況下,使用“optim”方法“L-BFGS-B”,但可以通過更改優(yōu)化方法進行估算
?print(pstr,"estimates")
#>?###########################################################################
?#>?###########################################################################
#>?***************************************************************************
#>?Results?of?the?PSTR?estimation:
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Transition?variable?'vala'?is?used?in?the?estimation.
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Parameter?estimates?in?the?linear?part?(first?extreme?regime)?are
#>????????dt_75_0???dt_76_0???dt_77_0???dt_78_0??dt_79_0??dt_80_0???dt_81_0
#>?Est??-0.002827?-0.007512?-0.005812?0.0003951?0.002464?0.006085?0.0004164
#>?s.e.??0.002431??0.002577??0.002649?0.0027950?0.002708?0.002910?0.0029220
#>????????dt_82_0???dt_83_0????dt_84_0??dt_85_0???dt_86_0???dt_87_0??vala_0
#>?Est??-0.007802?-0.014410?-0.0009146?0.003467?-0.001591?-0.008606?0.11500
#>?s.e.??0.002609??0.002701??0.0030910?0.003232??0.003202??0.003133?0.04073
#>???????debta_0???cfa_0??sales_0
#>?Est??-0.03392?0.10980?0.002978
#>?s.e.??0.03319?0.04458?0.008221
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Parameter?estimates?in?the?non-linear?part?are
#>????????vala_1?debta_1????cfa_1??sales_1
#>?Est??-0.10370?0.02892?-0.08801?0.005945
#>?s.e.??0.03981?0.04891??0.05672?0.012140
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Parameter?estimates?in?the?second?extreme?regime?are
#>??????vala_{0+1}?debta_{0+1}?cfa_{0+1}?sales_{0+1}
#>?Est????0.011300????-0.00500???0.02183????0.008923
#>?s.e.???0.001976?????0.01739???0.01885????0.004957
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Non-linear?parameter?estimates?are
#>???????gamma????????c_1
#>?Est??0.6299?-0.0002008
#>?s.e.?0.1032??0.7252000
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Estimated?standard?deviation?of?the?residuals?is?0.04301
#>?***************************************************************************
#>?###########################################################################
還實現(xiàn)了線性面板回歸模型的估計。
?print(pstr0,"estimates")
#>?###########################################################################
#>?##?PSTR?1.2.4?(Orange?Panel)
#>?###########################################################################
#>?***************************************************************************
#>?A?linear?panel?regression?with?fixed?effects?is?estimated.
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Parameter?estimates?are
#>??????????dt_75?????dt_76?????dt_77????dt_78????dt_79????dt_80????dt_81
#>?Est??-0.007759?-0.008248?-0.004296?0.002356?0.004370?0.008246?0.004164
#>?s.e.??0.002306??0.002544??0.002718?0.002820?0.002753?0.002959?0.002992
#>??????????dt_82?????dt_83????dt_84????dt_85????dt_86?????dt_87?????vala
#>?Est??-0.005294?-0.010040?0.006864?0.009740?0.007027?0.0004091?0.008334
#>?s.e.??0.002664??0.002678?0.003092?0.003207?0.003069?0.0030080?0.001259
#>??????????debta?????cfa????sales
#>?Est??-0.016380?0.06506?0.007957
#>?s.e.??0.005725?0.01079?0.002412
#>?---------------------------------------------------------------------------
#>?Estimated?standard?deviation?of?the?residuals?is?0.04375
#>?***************************************************************************
#>?###########################################################################
評估
可以基于估計的模型進行評估測試請注意,在“EvalTest”中,每次只有一個轉(zhuǎn)換變量用于非線性測試。這與“LinTest”函數(shù)不同,后者可以采用多個轉(zhuǎn)換變量。這就是為什么我將結(jié)果保存到新的PSTR對象“pstr1”而不是覆蓋的原因。通過這樣做,我可以在新對象中保存來自不同轉(zhuǎn)換變量的更多測試結(jié)果。
iB?=?5000
cpus?=?50
##?wild?bootstrap?time-varyint評估檢驗
pstr?=?WCB_TVTest(use=pstr,iB=iB,parallel=T,cpus=cpus)
##?wild?bootstrap異質(zhì)性評估檢驗
pstr1?=?WCB_HETest(use=pstr1,vq=pstr$mQ[,1],iB=iB,parallel=T,cpus=cpus)
請注意,評估函數(shù)不接受線性面板回歸模型中返回的對象“pstr0”,因為評估測試是針對估計的PSTR模型設(shè)計的,而不是線性模型。
可視化
估算PSTR模型后,可以繪制估計的轉(zhuǎn)換函數(shù)


還可以根據(jù)轉(zhuǎn)換變量繪制系數(shù)曲線,標準誤差和p值。
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R語言時變面板平滑轉(zhuǎn)換回歸模型TV-PSTR分析債務(wù)水平對投資的影響

左右滑動查看更多

01

02

03

04


繪圖plot_response
,描述了PSTR模型的因變量和一些解釋性變量。
我們可以看到,如果沒有非線性,對變量的響應(yīng)是一條直線。如果變量和轉(zhuǎn)換變量是不同的,我們可以繪制曲面,z軸為響應(yīng),x軸和y軸為兩個變量。如果變量和轉(zhuǎn)換變量相同,則變?yōu)榍€。
我們通過運行來制作圖表

x軸上的數(shù)字看起來不太好,因為很難找到轉(zhuǎn)折點的位置。
該ggplot2
軟件包允許我們手動繪制數(shù)字。

現(xiàn)在我們非常清楚地看到,大約0.5的轉(zhuǎn)折點將曲線切割成兩種狀態(tài),并且兩種狀態(tài)的行為完全不同。該圖表是關(guān)于托賓Q對預(yù)期投資的滯后影響。低Q值公司(其潛力被金融市場評估為低)可能不太愿意改變他們未來的投資計劃,或者可能會改變。

本文摘選?《?R語言面板平滑轉(zhuǎn)換回歸(PSTR)分析案例實現(xiàn)?》?,點擊“閱讀原文”獲取全文完整資料。
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