الانحدار شبه البارامتري

في الإحصاء ، يشمل الانحدار شبه البارامتري نماذج انحدار تجمع بين النماذج البارامترية وغير البارامترية . تُستخدم هذه النماذج غالبًا في الحالات التي قد لا يُؤدي فيها النموذج غير البارامتري بالكامل أداءً جيدًا، أو عندما يرغب الباحث في استخدام نموذج بارامتري ولكن الصيغة الوظيفية بالنسبة لمجموعة فرعية من المتغيرات المستقلة أو كثافة الأخطاء غير معروفة. تُعد نماذج الانحدار شبه البارامتري نوعًا خاصًا من النمذجة شبه البارامترية ، ونظرًا لاحتواء النماذج شبه البارامترية على عنصر بارامتري، فإنها تعتمد على افتراضات بارامترية وقد تكون غير دقيقة وغير متسقة ، تمامًا مثل النموذج البارامتري بالكامل.

طُرق

تم اقتراح وتطوير العديد من طرق الانحدار شبه المعلمية المختلفة. ومن أكثر الطرق شيوعاً النماذج الخطية الجزئية، ونماذج المؤشر، ونماذج المعاملات المتغيرة.

النماذج الخطية الجزئية

يُعطى النموذج الخطي الجزئي بواسطة

Yأنا=Xأناβ+ز(Zأنا)+uأنا،أنا=1،...،ن،{\displaystyle Y_{i}=X'_{i}\beta +g\left(Z_{i}\right)+u_{i},\,\quad i=1,\ldots ,n,\,}

أينYأنا{\displaystyle Y_{i}}المتغير التابع،Xأنا{\displaystyle X_{i}}هوص×1{\displaystyle p\times 1}متجه المتغيرات التفسيرية،β{\displaystyle \beta }هوص×1{\displaystyle p\times 1}متجه المعاملات المجهولة وZأناRq{\displaystyle Z_{i}\in \operatorname {R} ^{q}}يُعطى الجزء البارامتري من النموذج الخطي الجزئي بواسطة متجه المعاملات.β{\displaystyle \beta }بينما الجزء غير البارامتري هو الدالة المجهولةز(Zأنا){\displaystyle g\left(Z_{i}\right)}يُفترض أن البيانات مستقلة ومتطابقة التوزيع.هـ(uأنا|Xأنا،Zأنا)=0{\displaystyle E\left(u_{i}|X_{i},Z_{i}\right)=0}ويسمح النموذج بعملية خطأ غير متجانسة مشروطةهـ(uأنا2|x،z)=σ2(x،z){\displaystyle E\left(u_{i}^{2}|x,z\right)=\sigma ^{2}\left(x,z\right)}ذات شكل غير معروف. تم اقتراح هذا النوع من النماذج بواسطة روبنسون (1988) وتم توسيعه للتعامل مع المتغيرات الفئوية بواسطة راسين ولي (2007).

يتم تطبيق هذه الطريقة عن طريق الحصول علىن{\displaystyle {\sqrt {n}}}مقدر متسق لـβ{\displaystyle \beta }ثم اشتقاق مُقدِّر لـز(Zأنا){\displaystyle g\left(Z_{i}\right)}من الانحدار غير البارامتري لـYأنا-Xأناβ^{\displaystyle Y_{i}-X'_{i}{\hat {\beta }}}علىz{\displaystyle z}باستخدام طريقة انحدار غير معلمية مناسبة. [ 1 ]

نماذج المؤشر

يأخذ نموذج المؤشر الواحد الشكل التالي:

Y=ز(Xβ0)+u،{\displaystyle Y=g\left(X'\beta _{0}\right)+u,\,}

أينY{\displaystyle Y}،X{\displaystyle X}وβ0{\displaystyle \beta _{0}}يتم تعريفها كما سبق، وحد الخطأu{\displaystyle u}يرضيهـ(u|X)=0{\displaystyle E\left(u|X\right)=0}يستمد نموذج المؤشر الفردي اسمه من الجزء البارامتري من النموذجxβ{\displaystyle x'\beta }وهو مؤشر عددي مفرد. أما الجزء غير البارامتري فهو الدالة المجهولة.ز(){\displaystyle g\left(\cdot \right)}.

أسلوب إيتشيمورا

تتمثل طريقة نموذج المؤشر الفردي التي طورها إيتشيمورا (1993) فيما يلي. لنفترض الحالة التيy{\displaystyle y}دالة متصلة. إذا عُلم شكل الدالةز(){\displaystyle g\left(\cdot \right)}،β0{\displaystyle \beta _{0}}يمكن تقديرها باستخدام طريقة المربعات الصغرى غير الخطية لتقليل الدالة

أنا=1(Yأنا-ز(Xأناβ))2.{\displaystyle \sum _{i=1}\left(Y_{i}-g\left(X'_{i}\beta \right)\right)^{2}.}

بما أن الشكل الوظيفي لـز(){\displaystyle g\left(\cdot \right)}غير معروف، نحتاج إلى تقديره. لقيمة معينة لـβ{\displaystyle \beta }تقدير للدالة

جي(Xأناβ)=هـ(Yأنا|Xأناβ)=هـ[ز(Xأناβo)|Xأناβ]{\displaystyle G\left(X'_{i}\beta \right)=E\left(Y_{i}|X'_{i}\beta \right)=E\left[g\left(X'_{i}\beta _{o}\right)|X'_{i}\beta \right]}

باستخدام طريقة النواة . يقترح إيتشيمورا (1993) تقديرز(Xأناβ){\displaystyle g\left(X'_{i}\beta \right)}مع

جي^-أنا(Xأناβ)،{\displaystyle {\hat {G}}_{-i}\left(X'_{i}\beta \right),\,}

مقدر النواة غير البارامتري لحذف عنصر واحدجي(Xأناβ){\displaystyle G\left(X'_{i}\beta \right)}.

مقدر كلاين وسبادي

إذا كان المتغير التابعy{\displaystyle y}هو ثنائي وXأنا{\displaystyle X_{i}}وuأنا{\displaystyle u_{i}}بافتراض استقلالها ، يقترح كلاين وسبادي (1993) أسلوبًا لتقديرβ{\displaystyle \beta }باستخدام أساليب الاحتمال الأقصى . تُعطى دالة الاحتمال اللوغاريتمي بواسطة

ل(β)=أنا(1-Yأنا)ln(1-ز^-أنا(Xأناβ))+أناYأناln(ز^-أنا(Xأناβ))،{\displaystyle L\left(\beta \right)=\sum _{i}\left(1-Y_{i}\right)\ln \left(1-{\hat {g}}_{-i}\left(X'_{i}\beta \right)\right)+\sum _{i}Y_{i}\ln \left({\hat {g}}_{-i}\left(X'_{i}\beta \right)\right),}

أينز^-أنا(Xأناβ){\displaystyle {\hat {g}}_{-i}\left(X'_{i}\beta \right)}هو مقدر حذف عنصر واحد .

نماذج المعاملات السلسة/المعاملات المتغيرة

يقترح هاستي وتيبشيراني (1993) نموذجًا سلسًا للمعاملات يُعطى بواسطة

Yأنا=α(Zأنا)+Xأناβ(Zأنا)+uأنا=(1+Xأنا)(α(Zأنا)β(Zأنا))+uأنا=دبليوأناγ(Zأنا)+uأنا،{\displaystyle Y_{i}=\alpha \left(Z_{i}\right)+X'_{i}\beta \left(Z_{i}\right)+u_{i}=\left(1+X'_{i}\right)\left({\begin{array}{c}\alpha \left(Z_{i}\right)\\\beta \left(Z_{i}\right)\end{array}}\right)+u_{i}=W'_{i}\gamma \left(Z_{i}\right)+u_{i},}

أينXأنا{\displaystyle X_{i}}هوك×1{\displaystyle k\times 1}متجه وβ(z){\displaystyle \beta \left(z\right)}هو متجه من الدوال الملساء غير المحددة لـz{\displaystyle z}.

γ(){\displaystyle \gamma \left(\cdot \right)}يمكن التعبير عنها على النحو التالي

γ(Zأنا)=(هـ[دبليوأنادبليوأنا|Zأنا])-1هـ[دبليوأناYأنا|Zأنا].{\displaystyle \gamma \left(Z_{i}\right)=\left(E\left[W_{i}W'_{i}|Z_{i}\right]\right)^{-1}E\left[W_{i}Y_{i}|Z_{i}\right].}

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. انظر Li و Racine (2007) للحصول على نظرة متعمقة على أساليب الانحدار غير البارامتري.

مراجع

  • روبنسون، ب.م. (1988). "الانحدار شبه المعياري المتسق من الدرجة n ". مجلة إيكونومتريكا . 56 (4). الجمعية الاقتصادية القياسية: 931-954 . doi : 10.2307/1912705 . JSTOR 1912705 . 
  • لي، تشي؛ راسين، جيفري س. (2007). الاقتصاد القياسي غير البارامتري: النظرية والتطبيق . مطبعة جامعة برينستون. ISBN 978-0-691-12161-1.
  • راسين، جيه إس؛ كوي، إل. (2007). "مُقدِّر النواة الخطي الجزئي للبيانات الفئوية". مخطوطة غير منشورة، جامعة ماكماستر .
  • إيتشيمورا، هـ. (1993). "تقدير المربعات الصغرى شبه المعلمية (SLS) وتقدير المربعات الصغرى الموزونة لنماذج المؤشر الفردي" . مجلة الاقتصاد القياسي . 58 ( 1-2 ): 71-120 . doi : 10.1016/0304-4076(93)90114-K .
  • كلاين، آر دبليو؛ آر إتش سبادي (1993). "مُقدِّر شبه بارامتري فعال لنماذج الاستجابة الثنائية". إيكونومتريكا . 61 (2). الجمعية الاقتصادية القياسية: 387-421 . CiteSeerX 10.1.1.318.4925 . doi : 10.2307/2951556 . JSTOR 2951556 .  
  • هاستي، تي.؛ آر. تيبشيراني (1993). "نماذج المعاملات المتغيرة". مجلة الجمعية الإحصائية الملكية، السلسلة ب . 55 : 757-796 .