专栏名称: 计量经济圈
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受用! 结构估计模型学习路线图, 从经济模型到最终实现具体估计技术的全过程.

计量经济圈  · 公众号  · 财经  · 2025-05-13 11:07

主要观点总结

本文介绍了计量经济圈的相关内容,包括结构估计的学习路线图、常见模型类型、实践操作以及社群交流的重要性。文章详细阐述了结构估计的五个关键步骤,从理解经济模型、识别问题、核心估计技术入门、探索常见结构模型类型,到实践操作,每一步都有详细的解释和案例。同时,也提到了计量经济圈社群的特征和重要性,鼓励积极进取的中青年学者到社群交流探讨。

关键观点总结

关键观点1: 结构估计的学习路线图

包括掌握经济理论、识别问题、理解估计技术、探索常见模型类型和实践操作等步骤。

关键观点2: 常见结构模型类型

包括离散选择模型、动态规划模型、拍卖模型、搜寻与匹配模型、议价模型和结构学习模型等。

关键观点3: 结构估计的实践操作

需要选择合适的编程软件,完成数据准备、模型编写、数值优化、调试验证等步骤,最终解释参数的经济含义并评估模型。

关键观点4: 计量经济圈社群的重要性

计量经济圈社群具有热情互助、前沿趋势、社科资料和数据丰富等特征,是积极进取和有强烈研习激情的中青年学者交流探讨的绝佳平台。


正文

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B.(最大)模拟似然估计 (MSL / SML)

最大模拟似然估计是结构估计中处理复杂似然函数的一种方法。其基本原理在于,当模型的似然函数包含难以解析计算的积分时(例如涉及未观测到的个体异质性或高维积分),MSL 通过模拟方法来近似这些积分,进而构建一个可以最大化的模拟似然函数。

具体估计过程中,对于每个观测值,其在似然函数中的积分贡献通过抽取模拟样本并求平均来近似,随后最大化由此得到的模拟总似然函数以获得参数估计。MSL 广泛适用于解析计算似然函数困难但模拟相对方便的模型,尤其在具有随机系数的离散选择模型(如混合 Logit 模型)或具有复杂误差结构的模型中常见。

C. 间接推断 (Indirect Inference, II)

间接推断是结构估计中一种巧妙的方法,它不直接匹配结构模型的矩或似然等特征,而是通过一个更容易处理的“辅助模型”(auxiliary model)作为中介。其基本原理在于,如果结构模型设定能够准确描述真实经济过程,那么从结构模型模拟产生的数据应该能够复现真实数据在一个共同的辅助模型上所表现出的特征。

具体估计过程,首先用真实观测数据估计选定的辅助模型的参数;然后对于给定的结构参数值,从结构模型中模拟生成多组数据集,并用同样的方法估计这些模拟数据上的辅助模型参数,通常计算其平均值;最后,通过最小化真实数据上辅助模型参数与模拟数据上平均辅助模型参数之间的某种距离(例如加权平方和),来选择使两者最接近的结构参数作为估计值。当结构模型非常复杂,导致直接计算其似然函数或矩条件极为困难,但模型本身相对容易模拟,并且存在一个能够捕捉数据关键特征的、更简单的描述性(辅助)模型时,间接推断就显得非常有用,因此常被应用于估计动态随机一般均衡(DSGE)模型等复杂的宏观经济模型。

*学习结构估计并非严格的线性过程。例如,对识别问题的深入理解,往往在尝试估计一个简单模型之后才会变得更加清晰。同样,探索和理解不同类型的结构模型也有助于巩固对核心估计技术的掌握。此外,虽然基于模拟的方法功能强大,但也存在一定的风险。如果研究者未能充分理解模拟过程和矩或似然匹配逻辑的细节,这些方法可能沦为“黑箱”操作。因此,在 SMM 中如何选择具有信息量的矩,或在 II 中辅助模型如何与结构模型相关联,这些选择都需要透明且基于充分的经济学理由。最后,计算成本也是一个重要的现实约束,它常常会影响模型复杂性和估计方法的选择,甚至可能迫使研究者在理论建模时做出简化或特定假设,以保证估计在计算上是可行的。
4️⃣ 第四步, 探索常见的结构模型类型
结构估计被广泛应用于经济学的各个领域,这催生了多种不同类型的结构模型。熟悉这些常见模型类型有助于理解结构方法的广泛适用性,并为选择研究方向或构建自身模型提供参考。
1. 离散选择模型 (discrete choice models)(静态与动态)
离散选择模型分析的是行为主体(如消费者、工人、企业)如何在面临一组有限的、互斥的选项时做出决策。这类模型的理论基础通常是随机效用最大化(random utility maximization, RUM)框架,假设行为主体总是选择能带来最大效用的选项,其中效用包含研究者无法观测的随机部分。
基于不同的随机效用分布假设,产生了多种常见的离散选择模型,包括 Logit 模型、Probit 模型、嵌套 Logit 模型以及混合 Logit 模型(也称随机系数 Logit 模型)等;这些模型在处理不可观测因素分布上的差异,导致了不同的选择概率表达式和选项替代模式。离散选择模型常用的估计方法是最大似然估计(MLE),而对于结构更为复杂、包含难以解析计算的积分(例如混合 Logit 模型处理随机系数)时,则常采用模拟最大似然估计(MSL)等基于模拟的方法。
离散选择模型因其分析离散决策的特性,在经济学和相关领域有着广泛的应用。它被大量应用于市场营销(如产品选择、品牌忠诚度分析)、交通运输(如出行方式选择)、劳动经济学(如职业选择、是否参与劳动力市场决策)、环境经济学(如娱乐地点选择、环境政策对行为的影响评估)等领域。
除了静态分析,离散选择框架也被扩展到跨期决策情景,形成了动态离散选择模型。这类模型分析行为主体如何在不同时期面临离散选项,且当前选择会影响未来的状态和效用;它们通常与动态规划方法相结合,用于刻画具有前瞻性的序贯决策行为。
2. 动态规划模型 (dynamic programming, DP)
动态规划模型是结构估计中用于分析具有前瞻性行为主体在不确定环境下进行序贯决策的关键工具,旨在最大化某个跨期目标函数(如生命周期总效用、企业长期利润)。其核心在于贝尔曼方程,它能将复杂的跨期优化问题分解为一系列更简单的单期优化问题。John Rust (1987) 关于公交车发动机替换的经典研究,便是 DP 模型在结构估计中的一个代表性应用,该工作开创性地展示了如何结合最大似然估计(MLE)和嵌套不动点算法(nested fixed point, NFXP)来估计动态离散选择模型的参数。
针对 DP 模型,常用的估计方法除了基于 MLE 的完全解法(如 NFXP 算法),还包括为了降低计算复杂度而发展的基于条件选择概率的估计方法(例如 Hotz & Miller (1993) 和 Aguirregabiria & Mira (2002, 2007) 提出的方法)。这类模型在经济学中应用广泛,涵盖劳动经济学(如职业选择、退休决策、人力资本投资)、产业组织(如企业投资、进入退出决策、研发)以及宏观经济学(如消费与储蓄行为、资产定价)等多个领域。
3. 拍卖模型 (auction models)
拍卖模型是结构估计中用于分析竞标者行为并推断其潜在估值分布的一类重要模型。它们通过对不同拍卖机制(如英式拍卖、荷兰式拍卖、第一价格密封拍卖、第二价格密封拍卖)下竞标者的策略性行为进行建模来实现这一目标。理解拍卖模型需要掌握独立私人价值和共同价值这两种主要的估值范式,以及赢者诅咒、保留价等关键概念。
针对这类模型,常用的结构估计方法通常涉及从观测到的出价数据中,运用非参数或半参数的计量技术来识别和估计竞标者对拍卖品的潜在估值分布。拍卖模型在经济学和实际应用中广泛存在,例如政府采购、频谱拍卖、自然资源开采权拍卖、艺术品市场以及在线广告拍卖等领域。
4. 搜寻与匹配模型 (search and matching models)
搜寻与匹配模型分析的是在存在摩擦(如信息不完美、交易成本)的情况下,行为主体(例如寻找工作的工人与提供岗位的企业,或寻求交易的买方与卖方)如何通过投入成本进行搜寻活动,最终寻找到合适的匹配对象。这类模型的核心概念包括描述搜寻者与被搜寻者相遇效率的匹配函数、反映失业率与职位空缺率之间关系的贝弗里奇曲线(Beveridge curve),以及决定行为主体是否接受匹配的保留工资或保留价格等阈值。搜寻与匹配模型主要应用于存在显著匹配过程的领域,例如劳动市场(用于解释失业动态、工资决定和评估劳动力市场政策)、房地产市场以及婚姻市场等。
5. 议价模型 (bargaining models)
议价模型是结构估计中用于分析两个或多个参与方如何通过谈判过程就所创造的剩余的分配达成协议的一类模型。理解这类模型需要掌握纳什议价解、作为谈判参照点的破裂点(即谈判失败时的各自所得)、各方的议价能力,以及静态议价与动态议价(例如 Rubinstein 轮流出价模型)等关键概念。议价模型广泛应用于各种需要协商分配的场景,包括劳动合同谈判(如工资和福利)、国际贸易协定的磋商、发展中国家零售市场中常见的价格议定过程,以及法律纠纷的和解谈判等领域。
6. 结构学习模型 (structural models of learning)
结构学习模型明确地将行为主体如何根据新信息和经验学习并更新其信念的过程,以及这种学习过程如何影响其决策纳入分析框架。这类模型可以刻画多种学习机制,从简单的适应性预期到复杂的贝叶斯学习(Bayesian Learning),并常常将理性预期作为一个重要基准或学习的最终状态。结构学习模型被应用于行为主体信念形成与决策相互作用的多个领域,包括货币政策研究(例如公众通胀预期的形成)、金融市场(例如投资者对新信息的反应与资产组合调整)以及企业行为分析(例如企业如何学习市场需求或自身成本结构)等。
5️⃣ 第五步, 实践操作 – 从理论到代码
理论学习之后,将结构模型付诸实践是掌握结构估计的关键一步。
这首先需要选择合适的编程软件,常用的有Matlab、R、Python、Stata、Julia 等及其配套程序包,而对于计算量特别大的复杂模型,可能需要使用 C++ 或 Fortran 等编译型语言以追求更高的运行效率,具体选择取决于模型的复杂性、数据量和个人熟悉程度。
在此基础上,如同任何实证研究一样,扎实的数据准备是基础,需要细致地完成数据的清洗、转换和整理,使其符合模型估计的要求。随后是编写模型代码,这是最具挑战性的环节之一,它要求将经济模型的求解过程(如果模型本身需要数值解,例如动态规划中的值函数迭代)以及所选的估计算法(MLE、GMM、SMM 等)用代码实现,通常意味着需要根据模型结构自行编写大部分计算逻辑,而非仅依赖现成命令。
完成代码编写后,下一步是进行数值优化,利用软件内置或自行编写的优化程序寻找最优参数估计值;在此过程中,理解局部最优与全局最优的区别、收敛准则的设定以及初始值选择等问题至关重要。随后是细致的调试与验证,需要仔细检查代码以排除错误,并通过多种方式验证模型结果的合理性,例如使用已知参数从模型模拟“伪”数据并尝试恢复这些参数,这有助于检验代码和模型识别性。最后,在获得参数估计后,需要在经济理论框架下解释参数的经济含义,评估模型的拟合优度,并进行相关的统计推断(如假设检验)。
*这个从理论到代码的转化过程,是结构估计学习中最能锻炼能力也最容易遇到困难的环节。它要求学习者融会贯通经济理论、数学工具、计量方法和编程技能,是检验和提升综合能力的关键实践。
通过这个打怪升级过程,你就会成为一只会飞的🦅。
*可以进一步到社群交流讨论计量问题。
关于结构估计,参考1. 最新: 我国学者研究美国问题发AER,关键都不在美国工作, 结构估计, 政策反事实, 实证策略. 2. 宋铮等这篇文章终于在TOP刊发出来了! 标题太有趣. 交叠DID, 事件研究法, 结构估计, 引力模型测度 ,3. 有趣! 经济学各领域实证方法的横向比较和纵向演变, 为啥有的领域用结构估计, 但其他领域不呢? 4. AER来了! 香港房地产市场与港府2047年土地租约, 结构估计与DDD, PSM, 交互项机制! 5. 量化空间经济学的方法: 从简约式到结构式估计 ,6. 浙大和上交发了TOP5! 事关中国土地与劳动力流动问题, 结构估计与面板数据! 7. 最新TOP5: 历时超过5年首次实证评估中国产业政策+结构估计! 8. 对Wolpin极为失望! 批评简约估计现状没用, 推销结构估计也徒劳, 批评只会让简约团结起来! 9. 气不过直接写书抨击简约式估计, 这位TOP刊主编为结构估计呐喊和战斗到底! 10. 经验研究方法三大武器: 简约估计, 结构估计与机器学习 ,11. 昨日教授强调结构式估计, 但他最新基于DID的简约式估计的研究毫无违和感 ,12. 博士必读: 迈向基于实证设计的因果推断, 结构估计与因果推断之间的相似之处! 13. 结构估计和简约式估计区别的一个讲义 ,14. 阿里巴巴效应: 结构模型与简约估计结合的典范






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