课程目录 · 已完成 0 / 7 个模块
  1. 课程首页
  2. 1先判断是否需要结构模型
  3. 2从研究问题到可估计模型
  4. 3数学急救包
  5. 4MLE、GMM、SMM
  6. 5发展经济学经典案例
  7. 6机械化服务完整实操
  8. 7学习路线与自测
Module 4 · 约 70 分钟

MLE、GMM、SMM
到底在做什么?

四个缩写不需要分别死记。它们都在建立一个“模型与数据的对账规则”,再寻找让账最接近的参数。

Three computational layers

先拆开三件事:解模型、算分数、找参数

简单 logit 把三件事挤在一起,所以容易误以为“估计就是按一个命令”。复杂结构模型通常要分层:

给一组参数 θ这只是候选答案
解行为/均衡算选择概率、价值或市场份额
算目标函数似然、矩距离或辅助参数差
优化器换 θ重复直到目标不再改善
模型内层在解什么外层怎样估参数
静态 logit选择概率有闭式解,几乎看不见内层MLE
BLP 随机系数需求模拟份额并收缩反演平均效用 δIV/GMM
动态离散选择 NFXP每组 θ 都解 Bellman 固定点MLE
不完全信息进入博弈解相互一致的进入概率固定点伪似然、约束优化或其他方法
收敛有两层:内层模型可能没解准,外层优化器却仍报告“成功”;也可能内层准确、外层停在局部最优。正式代码必须分别记录容差、迭代次数和多初值结果。
One map

统一地图:先问模型能给你什么

从模型输出到估计方法
模型可以计算什么典型方法对账对象核心问题
每个真实选择发生的概率MLE整份数据的似然哪组参数让观察到的数据最可能?
理论正交条件 E[g(W,θ)]=0GMM样本矩离零多远哪组参数最接近理论限制?
给定参数能模拟数据,但难写似然/理论矩SMM模拟矩与数据矩哪组参数生成的数据特征最像?
复杂模型可模拟,且简单辅助模型能概括关键动态间接推断两份数据上的辅助模型参数哪组结构参数复现辅助关系?
SMM 不是“GMM 的升级版”,间接推断也不是“SMM 的高级版”。它们适用的模型输出不同,估计效率和稳健性取决于矩、辅助模型、模拟误差与权重选择。
Maximum likelihood

MLE:哪组参数最能解释已经观察到的选择?

抛硬币 10 次,按顺序记录到 7 次正面、3 次反面。若正面概率为 p,这个特定序列的似然核是:

L(p) = p⁷(1-p)³, log L(p) = 7 log p + 3 log(1-p)

若只记录“7 正 3 反”而不管顺序,还要乘组合数 C(10,7)。组合数与 p 无关,所以最大值仍在 p=0.7,但“概率”的数值会不同。

互动实验 1

拖动 p,观察似然山

0.45

二元 logit 把每个农户实际选择的概率相乘(实际计算用对数相加),思想完全相同。关键是:选择概率来自明确的效用与随机项假设。

Generalized method of moments

GMM:让模型要求成立的矩条件尽量接近零

若模型在真参数 θ₀ 下推出工具变量 z 与结构误差 u(θ₀) 正交:

E[zᵢuᵢ(θ₀)] = 0

样本矩:ḡ(θ) = (1/N) Σ zᵢuᵢ(θ)
目标函数:Q(θ) = ḡ(θ)′ W ḡ(θ)

正交指乘积期望为零,不应简单翻译成“相关系数一定等于零”。GMM 调整参数,使样本矩在权重矩阵 W 下尽量接近零。

Exactly identified

矩数 = 参数数

可能恰好解出参数,但“数量对上”不代表经济识别成立。

Overidentified

矩数 > 参数数

无法让所有样本矩同时为零,需要权重矩阵;J 检验只能检验联合限制,不能证明模型正确。

Weighting

W 决定怎样衡量差距

有效 GMM 使用矩协方差的逆矩阵,但有限样本、弱识别与矩过多都可能带来问题。

IV relation

2SLS 是 GMM 特例

线性 IV 的正交条件 E[z(y-xβ)]=0 可以放进 GMM 框架。

Simulated method of moments

SMM:理论矩算不出,就让模型生成数据再对账

给定 θ,模型可以模拟一份“假数据”。从真实数据与模拟数据各算一组矩,然后最小化距离:

m_data = 数据矩, m_sim(θ) = 模拟矩
Q(θ) = [m_data - m_sim(θ)]′ W [m_data - m_sim(θ)]

下面用 AR(1) 的标准差和一阶自相关识别 ρ 与 σ。注意两个参数都会影响多个矩;识别来自整个映射的形状,不是“一个矩专门钉一个参数”。

互动实验 2

用模拟矩找回 AR(1) 参数

0.55
0.42
共同随机数:实验在不同候选参数下使用同一组模拟冲击,减少“参数没变多少、目标函数却因抽样噪声乱跳”的问题。正式研究还要检查模拟次数与抽样误差。
Indirect inference

间接推断:用一个易估的辅助模型压缩复杂数据

真实数据跑一次辅助回归或 VAR,模拟数据也跑同一个模型。结构参数选择为使两组辅助参数接近。辅助模型不必是真的结构模型,但必须对结构参数敏感并能概括重要数据特征。

“辅助回归系数有经济含义”不是充分条件。若不同结构参数生成几乎相同的辅助参数,间接推断仍然识别不了。
Practical choice

选择估计器时按这五问走

  1. 给定参数,模型能否算出观测数据的概率?能则先考虑 MLE。
  2. 理论是否给出可信的正交条件或工具变量?有则考虑 GMM。
  3. 模型能否稳定、快速地模拟数据?能而似然难写时考虑 SMM。
  4. 哪些矩或辅助模型真正识别参数,而不是只改善表面拟合?
  5. 怎样计算标准误并传播到反事实?解析、数值导数、bootstrap 或模拟均需匹配估计程序。
无论哪种方法都要报告:参数初值和边界、目标函数、优化算法、收敛标准、多初值结果、标准误、拟合/未用矩、模拟次数与随机种子。

验收标准:看到一个模型时,能根据“可计算的模型输出”解释为何选择 MLE、GMM、SMM 或间接推断。