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時間序列模型分析 - 是否需要定態

數據分析可以成功的原因來自於使用統計學的分析方法,以及電腦軟體的運用。觀察迴歸分析與計量經濟學的基礎皆是從「線性模式」出發,藉由最小平方法的計算,得到估計係數的數學式,此時,一點都不需要分配的假設 - 常態分配。

於是,在高等計量經濟學當中,逐漸地只寫出iid的符號,至於Normal假設則是慢慢消失。但,我們反思,即使沒有寫出Normal符號,是否估計係數的分配就能夠得到,或許讀者可以問問你的老師 (笑)。

有趣的是,同樣的狀況發生在線性模式改為二次式或三次式,即使教科書上寫出來高階次方數的函數,我們卻沒有見過有人跑出結果來 (笑)。這是否表示那是所有撰寫者與理論家的最終極目標呢?我們不可而知.......

此時,為了能夠讓資料符合線性模式,資料使用者只能做一件事情,那就是 - 資料轉換,也就是定態(Stationary)。

讓資料定態的方式最簡單的就是差分,然後檢查是否滿足定態條件(請參考任何一本時間序列教科書都會寫)。只因欲檢定的序列資料若不是定態的話,要做「差分」直到定態(連結 p.2)。對資料分析的人員而言,當資料進行差分後將會發生什麼事情呢?

可想而知,部分資料特性將會消失!

如果你驗證過資料特性,如從巨量資料分析方法找台日韓兌美元匯率機率密度函數,從排序後的資料了解匯率母體分配圖與係數告知之資料特性,那麼,當資料不排序,而是依時間進行迴歸分析,是否就能知道時間變數(固定趨勢)其實就是可以抓住的趨勢,無論固定趨勢、波動或小部分不規則性(但具備短時間同方向)都可以被時間變數所表示。

唯一的問題就是你用線性模式看資料!所以,才需要捨棄部分資料特性,方能使用線性模式去配適,以及忘記了配適後還要轉回原本的資料(但數學轉不回去,Jacobin算不出來),所以,我們看到的都是資料差分、差分、再差分,滿足定態後的資料再去線性估計,而不是真實資料配適出估計多項式或線性估計後再反轉回原始資料的方程式。

於是,我們可以得到一個結論

資料為了適用線性模式需要做定態
找出資料真實模式須使用原始資料 


參考資料
1. 連結
2. www3.nccu.edu.tw/~jthuang/class16b.ppt
3. https://www.cyut.edu.tw/~finance/docs/1030-1.pdf
4. 連結


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Durbin-Watson檢定與LM檢定的存在意義

每一本統計學、計量經濟學、時間序列分析、迴歸分析、市場預測的書籍都會提到資料自我相關問題。為了找到資料的自我相關性,有的學者從樣本相關係數出發進行資料的假設檢定,有的學者則是創造與樣本相關係數很相近的數學公式進行資料的假設檢定,其中,最知名的便是Durbin-Watson檢定與LM檢定(Breusch–Godfrey)。兩個檢定公式的出發點都是一樣的,那就是從迴歸分析的殘差出發。

Durbin-Watson檢定公式

LM檢定公式
從資料角度去看,無庸置疑的是資料的數值都是已知的,我們使用迴歸分析來瞭解資料間的因果關係。換言之,此時,解釋變數與被解釋變數之間是樣本條件關係。然而,我們卻遺忘了一件事情,那就是資料也是可以形成分配的,那就是抽樣分配。
既然資料可形成抽樣分配,這意味著解釋變數與被解釋變數都是抽樣分配,需要以分配的概念去解讀。於是,在統計學內就明確寫著: 每個樣本服從母體分配樣本的變異數一樣都是母體變異數樣本之間是無線性相關
同樣在迴歸分析的解釋變數、被解釋變數與誤差都有各自的母體分配,並且滿足上面的三個條件。同時解釋變數與被解釋變數之間可以是聯合關係,也可以是條件關係。
進一步推導所得到的係數、殘差、甚至是殘差的數學組合、變異數分析表內的SSR、SSE、MSR、MSE、自我相關係數都是抽樣分配。
請注意,這些都是隨機變數或隨機變數的數學組合,所以都是抽樣分配(只討論一個數字,不是分配)。當樣本數夠大時,才能夠代表母體分配(樣本要多大,沒人知道)。
所以要使用公式前,問問: 你確定資料的抽樣分配了嗎?你確定資料的抽樣分配轉換過程了嗎?(是數值的亂數表,不是機率生成的亂數表)隨機變數的數學組合之間有沒有成為函數關係?(例如自我相關係數與MSE)
當我們確定每一個轉換步驟狀況後,就可以觀察到解釋變數數值、解釋變數個數、誤差母體分配、樣本數、殘差限制對Durbin-Watson檢定與LM檢定的抽樣分配變化。
確實,Durbin-Watson檢定適合所有樣本大小,但是Durbin-Watson檢定的決策規則本身有問題,不符合統計公式的原則,那就是灰色地帶判定給虛無假設,因此只有虛無與對立假設的二分法,以及分配的臨界值只會有一個數字,而不會有所謂的上下界。除非沒有控制住解釋變數數值與殘差限制影響,才會讓這兩個影響融入分配當中,造成臨界值的不確定,產生了帶狀區間。
Dur…

經濟學的基礎 - 經濟循環圖概說

無論是基礎的經濟學、個體經濟學或總體經濟學,在前言總是會提到循環圖來讓學習者了解他們位在哪個地方。有趣的是循環圖總是無法全面性地展顯出來,甚至指引學習者知道他們該怎麼使用經濟循環圖。

Parkin在他所論著的經濟學教科書中,就將整個經濟循環圖展現出來。


就像是線上遊戲一般,初心者進入遊戲前總會來段開場動畫,告訴初心者所在的情境是怎樣。同樣地,完整的經濟循環圖內會包含四名角色、四個市場與金流方向。

四名角色:家計單位、廠商、政府與國外部門

如果沒有國外部門的話,那麼經濟循環圖就是封閉體系,如同清朝鎖國時期。
如果有國外部門的話,那麼經濟循環圖就是開放體系,如同台灣從早年至今的情況。

在圖上,四名角色可以在四個地方活動,也就是市場(Market)。

四個市場:勞動市場、商品市場、金融市場、外匯市場

在這邊的勞動市場只是要素市場當中的一種要素。
因為勞動的數量就為龐大,所以我在這邊將勞動市場指稱為要素市場的代表。

四種要素:勞動、資本、土地、企業家精神
四種報酬:工資、利息、地租、利潤

整個經濟循環圖,其實就是在講總體經濟的範圍。






學習經濟學的入門經驗

過去看過的經濟學教科書多是使用圖解、數學式來證實經濟學觀念的正確性,同時也讓學習者了解經濟學觀念的實用性。我常想如果能夠搭配電腦使用,達到經濟學觀念的實作演練,那不知該有多好?!

其實國外也有類似的教科書,只是深入一看,也都是根據經濟學的章節來撰寫內容。於是,我又想如果可以從本質著手,配合真實狀況,會不會更能夠將經濟學觀念的基礎說明得更加透徹?

經濟學最常見的區分方式就是個體經濟學(Microeconomics)與總體經濟學(Macroeconomics)。

所謂個體或總體,其實是從討論的對象(或角色)不同範疇而有所區隔。

個體經濟學是討論消費者(或生產者、政府)的經濟行為,而總體經濟學則是討論較大範疇,如國家、區域或全球的整合性經濟行為。於是,兩者的代表性指標就有所不同。


雖然個體經濟學與總體經濟學有所差異,但是,個體經濟學還是總體經濟學的基礎,所以,在新古典理論,常會提到個體基礎下的總體分析方法。

無論是先從總體的角度學習經濟學,或是先從個體角度學習經濟學,都是合宜且適用的。原因在於你選擇想先「見樹」再「見林」,還是先「見林」再「見樹」。

如果你選擇先「見樹」再「見林」,未免有以管窺天之虞,容易產生合成謬誤。如果選擇先「見林」再「見樹」,又難免犯了分割謬誤。

如此說來,好像怎樣做都不合適。那麼在這邊給初學者一個小小的建議,那就是投資理財上的一個觀念:

先見全盤(大盤走勢),然後觀看類股走勢,從強勢的類股中挑選一支值得你投資的股票。

或者是當你開車去某目的地前,先看看地圖,如同俯視一般了解大致的路況後,再上路,總比到了當地,在巷弄之間如無頭蒼蠅穿梭其中還來得好吧。

想避開分割謬誤,則可以如此思考:

並非一個類股下的所有股票都是強勢,開紅。

因此,當你了解整個經濟狀況後,再深入去看個體的經濟行為時,總是比較能夠抓出系統性的相同因素,剩下的就是個體自己的特殊因素在影響其決策了。