Оценка параметров авторегрессионных моделей первого порядка (AR(1)–моделей)
Такая модель выглядит следующим образом: .
Авторегрессионная модель довольно часто используется в эконометрических исследованиях, но при их построении возникает 2 проблемы.
Первая проблема касается выбора метода оценки параметров: так как в правой части регрессионного уравнения присутствует лаговая переменная , то тем самым нарушается предпосылка МНК о делении переменных на стохастическую объясняемую переменную и детерминированную объясняющую переменную.
Вторая проблема состоит в том, что регрессор явным образом коррелирует с остатком
и тем самым нарушается 4–е условие Гаусса–Маркова. Поэтому применение классического МНК для оценки параметров этой модели приводит к получению смещенной оценки коэффициента c1.
Популярным методом расчета параметров AR-модели является метод инструментальных переменных (ИП). Суть этого метода заключается в следующем: та переменная в правой части AR-модели, для которой нарушается предпосылка МНК, заменяется на другую переменную, которая эту предпосылку не нарушает. Применительно к AR(1)-модели заменить на инструментальную переменную следует лаговую переменную . Эта переменная должна обладать двумя свойствами:
1) сильно коррелировать с ,
2) быть детерминированной и не коррелировать с остатком .
Рассмотрим два способа использования инструментальной переменной.
Способ 1. Так как в модели переменная зависит не только от
, но и от фактора
, то можно построить модель с одним регрессором
и теоретическое значение
, полученное с помощью такой модели, можно использовать в качестве инструментальной переменной.
Параметры в последнем уравнении можно найти с помощью классического МНК. Здесь оценка
тесно коррелирует с наблюдаемой переменной
и является линейной функцией от фактора
, для которого 4–е условие Гаусса–Маркова не нарушается. Следовательно, ИП
также не будет коррелировать с остатком
. Таким образом, оценки параметров уравнения
можно найти из соотношения
.
Способ 2. Подставим в AR-уравнение вместо его выражение
, тогда получим