Ekonometria Bayesowska

Podobne dokumenty
Ekonometria Bayesowska

Wst p do ekonometrii II

Ekonometria Bayesowska

Ekonometria bayesowska: szybki start

Ekonometria Bayesowska

In»ynierskie zastosowania statystyki wiczenia

Ekonometria. wiczenia 2 Werykacja modelu liniowego. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Biostatystyka, # 5 /Weterynaria I/

Ekonometria. wiczenia 3 Autokorelacja, heteroskedastyczno±, wspóªliniowo± Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Ekonometria. wiczenia 4 Prognozowanie. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Metody probablistyczne i statystyka stosowana

Elementarna statystyka Wnioskowanie o regresji (Inference 2 czerwca for regression) / 13

Ekonometria Bayesowska

ANALIZA NUMERYCZNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

Statystyka opisowa. Wykªad II. Elementy statystyki opisowej. Edward Kozªowski.

Ekonometria. wiczenia 5 i 6 Modelowanie szeregów czasowych. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

1 Metody iteracyjne rozwi zywania równania f(x)=0

CAŠKOWANIE METODAMI MONTE CARLO Janusz Adamowski

EGZAMIN MAGISTERSKI, r Matematyka w ekonomii i ubezpieczeniach

Ekonometria - wykªad 8

Ekonometria Bayesowska

Statystyka matematyczna - ZSTA LMO

1 Przypomnienie wiadomo±ci ze szkoªy ±redniej. Rozwi zywanie prostych równa«i nierówno±ci

Ekonometria Przestrzenna

Modele wielorównaniowe. Estymacja parametrów

Statystyka. Šukasz Dawidowski. Instytut Matematyki, Uniwersytet l ski

Ekonometria Bayesowska

wiczenie nr 3 z przedmiotu Metody prognozowania kwiecie«2015 r. Metodyka bada«do±wiadczalnych dr hab. in». Sebastian Skoczypiec Cel wiczenia Zaªo»enia

Stacjonarne szeregi czasowe

MODELE LINIOWE i MIESZANE

Wst p do sieci neuronowych 2010/2011 wykªad 7 Algorytm propagacji wstecznej cd.

Metody numeryczne i statystyka dla in»ynierów

5. (8 punktów) EGZAMIN MAGISTERSKI, r Matematyka w ekonomii i ubezpieczeniach

Modele ARIMA prognoza, specykacja

Elementy Modelowania Matematycznego Wykªad 1 Prawdopodobie«stwo

A = n. 2. Ka»dy podzbiór zbioru sko«czonego jest zbiorem sko«czonym. Dowody tych twierdze«(elementarne, lecz nieco nu» ce) pominiemy.

Modele liniowe i mieszane na przykªadzie analizy danych biologicznych - Wykªad 6

Rozdziaª 4. Jednowymiarowe modele szeregów czasowych

Analizy populacyjne, ªadunki atomowe

Wst p do ekonometrii II

Ekonometria. wiczenia 8 Modele zmiennej jako±ciowej. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Wykªad 1+2: Klasyczny model regresji liniowej. Podstawy R

Ekonometria Przestrzenna

Liniowe równania ró»niczkowe n tego rz du o staªych wspóªczynnikach

Ekonometria. wiczenia 1 Regresja liniowa i MNK. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Ekonometria. wiczenia 7 Modele nieliniowe. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Rozwini cia asymptotyczne dla mocy testów przybli»onych

Statystyka matematyczna - ZSTA LMO

Modele wielorównaniowe. Problem identykacji

Janusz Adamowski METODY OBLICZENIOWE FIZYKI Zastosowanie eliptycznych równa«ró»niczkowych

Metody bioinformatyki (MBI)

Rozdziaª 5. Modele wektorowej autoregresji

Ekonometria Przestrzenna

Statystyka matematyczna

Metody numeryczne i statystyka dla in»ynierów

3. (8 punktów) EGZAMIN MAGISTERSKI, Biomatematyka

Modele i wnioskowanie statystyczne (MWS), sprawozdanie z laboratorium 4

Makroekonomia Zaawansowana

STATYSTYCZNE MODELOWANIE DANYCH BIOLOGICZNYCH

Elementarna statystyka Test Istotno±ci (Tests of Signicance)

Wykªad 7. Ekstrema lokalne funkcji dwóch zmiennych.

Statystyka od podstaw Janina Jóźwiak, Jarosław Podgórski

Biostatystyka, # 4 /Weterynaria I/

Zadanie 1. (8 punktów) Dana jest nast puj ca macierz: M =

Matematyka dyskretna dla informatyków

Matematyka z el. statystyki, # 6 /Geodezja i kartografia II/

x y x y x y x + y x y

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

Estymacja parametrów rozkładu cechy

Dynamiczne wªasno±ci algorytmu propagacji przekona«

Wykªad 6: Model logitowy

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 13 i 14 - Statystyka bayesowska

2. Założenie niezależności zakłóceń modelu - autokorelacja składnika losowego - test Durbina - Watsona

Twierdzenie Wainera. Marek Czarnecki. Warszawa, 3 lipca Wydziaª Filozoi i Socjologii Uniwersytet Warszawski

Równania ró»niczkowe I rz du (RRIR) Twierdzenie Picarda. Anna D browska. WFTiMS. 23 marca 2010

Funkcje, wielomiany. Informacje pomocnicze

Metody statystyczne w biologii - Wykªad 8. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocªawiu Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierz t

Podstawy statystycznego modelowania danych Analiza prze»ycia

Testowanie hipotez statystycznych

STATYSTYCZNE MODELOWANIE DANYCH BIOLOGICZNYCH

Indeksowane rodziny zbiorów

2. (8 punktów) 3. (8 punktów) 4. (8 punktów) 5. (8 punktów) EGZAMIN MAGISTERSKI, Matematyka w ekonomii i ubezpieczeniach

Lekcja 9 - LICZBY LOSOWE, ZMIENNE

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD października 2009

Pakiety statystyczne - Wykªad 8

Statystyki: miary opisujące rozkład! np. : średnia, frakcja (procent), odchylenie standardowe, wariancja, mediana itd.

Statystyka matematyczna. Wykład VI. Zesty zgodności

Wykład 9 Wnioskowanie o średnich

Rozwi zanie równania ró»niczkowego metod operatorow (zastosowanie transformaty Laplace'a).

Wst p do ekonometrii II

Podstawy statystycznego modelowania danych - Wykªad 7

Testowanie hipotez statystycznych

Testowanie hipotez statystycznych

Informacje pomocnicze

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

1 Klasy. 1.1 Denicja klasy. 1.2 Skªadniki klasy.

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 9 i 10 - Weryfikacja hipotez statystycznych

Programowanie i struktury danych 1 / 44

Założenia do analizy wariancji. dr Anna Rajfura Kat. Doświadczalnictwa i Bioinformatyki SGGW

Metodydowodzenia twierdzeń

Transkrypt:

Ekonometria Bayesowska Wykªad 10: Symulacje a posteriori w R (10) Ekonometria Bayesowska 1 / 23

Plan wykªadu 1 Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach 2 Wykorzystanie pakietu rjags 3 Diagnostyka ªa«cucha MCMC 4 Numeryczne porównanie modeli (10) Ekonometria Bayesowska 2 / 23

Plan prezentacji 1 Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach 2 Wykorzystanie pakietu rjags 3 Diagnostyka ªa«cucha MCMC 4 Numeryczne porównanie modeli (10) Ekonometria Bayesowska 3 / 23

Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach Gdy skªadnik losowy nie ma rozkªadu normalnego... Rozwa»amy model ze skªadnikiem losowym o rozkªadzie t z 4 stopniami swobody (grube ogony). ε N i N ε t4 i t(4) JB = 0.7766, p-value = 0.6782 JB = 28773.93, p-value < 2.2e-16 (10) Ekonometria Bayesowska 4 / 23

Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach Generujemy sztuczne dane ε t4 i t(4) x 1,i N(µ = 10; σ = 3) x 2,i Poiss (λ = 3) y i = 3 + 2x 1,i + 0, 5x 2,i + ε t4 i Klasyczna analiza z wykorzystaniem OLS: Cho oszacowania parametrów wydaj si nieodlegªe od (wyj tkowo znanych nam) prawdziwych warto±ci, to konstrukcja przedziaªów ufno±ci (i wnioskowanie statystyczne) bazuje na niespeªnionym zaªo»eniu o normalnym rozkªadzie skªadnika losowego. (10) Ekonometria Bayesowska 5 / 23

Plan prezentacji 1 Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach 2 Wykorzystanie pakietu rjags 3 Diagnostyka ªa«cucha MCMC 4 Numeryczne porównanie modeli (10) Ekonometria Bayesowska 6 / 23

Pakiet rjags Denicja modelu (10) Ekonometria Bayesowska 7 / 23

Pakiet rjags Symulacja a posteriori (10) Ekonometria Bayesowska 8 / 23

Pakiet rjags Dost pne pakiety i metody Skorzystali±my z funkcji jags.parallel jako jednego z wielu dost pnych symulatorów a posteriori w R. Na JAGS bazuj jednak ró»ne funkcje (polecam samodzielne testy): jags.model oraz jags.samples z pakietu rjags jags / jags2 / jags.parallel z pakietu R2jags jags.t i jags.part z pakietu dclone Poza pakietami bazuj cymi na JAGS, warte uwagi mog okaza si pakiety bazuj ce na innych rozwi zaniach: rstan LaplaceDemon nimble... (10) Ekonometria Bayesowska 9 / 23

Plan prezentacji 1 Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach 2 Wykorzystanie pakietu rjags 3 Diagnostyka ªa«cucha MCMC 4 Numeryczne porównanie modeli (10) Ekonometria Bayesowska 10 / 23

Precyzja Numeryczny bª d standardowy O ile przeci tnie mylimy si, szacuj c dan funkcj g (θ) za pomoc ±redniej z uzyskanych ªa«cuchów? Nie nale»y go myli z odchyleniem standardowym a posteriori! Bazuje na oszacowaniu g sto±ci spektralnej ªa«cucha S (0) i centralnym twierdzeniu granicznym (szczegóªy: Koop, s. 65). S(0) ˆσ g = S 1 S0 <- spectrum0(combined.chains) S_1 <- dim(jagsfit$bugsoutput$sims.array)[1] numerical.se <- (S0$spec/S_1)^0.5 (10) Ekonometria Bayesowska 11 / 23

Precyzja Numeryczny bª d standardowy summary(combined.chains, quantiles = c(0.025, 0.25, 0.5, 0.75, 0.975)) SD: odchylenie standardowe a posteriori Time-series SE: numeryczny bª d standardowy Naive SE: numeryczny bª d standardowy liczony wprost z CTG (bez uwzgl dnienia autokorelacji) (10) Ekonometria Bayesowska 12 / 23

Precyzja Jak dªugi powinien by ªa«cuch? To zale»y: jakiego rz du kwantyl chcemy szacowa (q); jak precyzj szacunku rozwa»amy (q r; q + r); jaki poziom ufno±ci chcemy przypisa temu przedziaªowi (s). Raftery i Lewis (1992, 1995) opracowali wzór na S 1 bazuj cy na trzech powy»szych argumentach, przywoªywany poleceniem raftery.diag. (10) Ekonometria Bayesowska 13 / 23

Zbie»no± Czy ªa«cuchy osi gn ªy zbie»no±? Analiza graczna plot(combined.chains) (10) Ekonometria Bayesowska 14 / 23

Zbie»no± Kryterium Gelmana-Rubina (1) Bazuje na intuicyjnej koncepcji,»e wariancja wewn trz ªa«cucha powinna by równa wariancji mi dzy ªa«cuchami. 1 Dla ka»dego ªa«cucha (i parametru) standardowo wyznaczamy wariancj wewn rz ªa«cucha. 2 U±redniamy j mi dzy ªa«cuchami do poziomu W. 3 Wariancja mi dzy ªa«cuchami to B. 4 Mo»na pokaza,»e caªkowita wariancja T = S1 1 S 1 W + 1 S 1 B (szczegóªy: Koop, s. 66). 5 Je»eli ªa«cuchy nie zbiegªy, wówczas W niedoszacowuje wariancji wszystkich ªa«cuchów. 6 Powinno to prowadzi to warto±ci potential scale reduction T factor= W > 1. W praktyce jako warto± graniczn przyjmujemy 1.2 (powy»ej brak zbie»no±ci). (10) Ekonometria Bayesowska 15 / 23

Zbie»no± Kryterium Gelmana-Rubina (2) gelman.diag(combined.chains) gelman.plot(combined.chains) (10) Ekonometria Bayesowska 16 / 23

Zbie»no± Statystyka Geweke (1) geweke.diag(combined.chains, frac1=0.1, frac2=0.5) 1 Dzielimy ªa«cuch (po odrzuceniu burn-in) na 3 fragmenty, zadane frakcjami jego dªugo±ci. Zwykle przyjmuje si 10%, 50% i 40%. 2 Szacujemy warto± statystyki ĝ(θ) oraz numeryczny bª d standardowy ˆσ g dla pierwszej i trzeciej cz ±ci ªa«cucha. 3 ĝ Statystyka 1 (θ) ĝ 3 (θ) ˆσ S g1 N (0; + ˆσ 1), o ile prawdziwa jest hipoteza,»e ªa«cuch g1 1;1 S 1;3 zbiegª (wi cej: Koop, s. 68). (10) Ekonometria Bayesowska 17 / 23

Zbie»no± Statystyka Geweke (2) Mo»emy równie» iteracyjnie poszukiwa momentu, od którego ªa«cuch uwa»amy za zbie»ny. geweke.plot(combined.chains, frac1 = 0.1, frac2 = 0.5, nbins=40, pvalue=0.05) (10) Ekonometria Bayesowska 18 / 23

Zbie»no± Kryterium Heidelberga-Welcha heidel.diag(combined.chains) 1 Bazuje na denicji stacjonarno±ci: losowania z tego samego rozkªadu (po osi gni ciu zbie»no±ci) powinny generowa szeregi stacjonarne. 2 Wykonywany jest test stacjonarno±ci Cramera-von-Misesa (H 0 : stacjonarno± ) dla: 1 caªego ªa«cucha 2 w przypadku odrzucenia H 0 : dla ªa«cucha bez pierwszych 10% losowa«3 w przypadku odrzucenia H 0 : dla ªa«cucha bez pierwszych 20% losowa«4... 5 w przypadku sekwencji odrzuce«: dla ªa«cucha bez pierwszych 50% losowa«3 Szacowana jest równie» ±rednia ze stacjonarnej cz ±ci ªa«cucha. (10) Ekonometria Bayesowska 19 / 23

Zbie»no± Autokorelacja i krzy»owa korelacja w ªa«cuchu Jest zjawiskiem niepo» danym, cho w ªa«cuchach generowanych np. przez RW-MH nieuniknionym. Metod jej eliminacji jest rozrzedzanie ªa«cucha (thinning). Wysokie korelacje mi dzy parametrami oznaczaj z kolei powoln zbie»no±. (10) Ekonometria Bayesowska 20 / 23

Plan prezentacji 1 Przykªad: model ze skªadnikiem losowym o grubych ogonach 2 Wykorzystanie pakietu rjags 3 Diagnostyka ªa«cucha MCMC 4 Numeryczne porównanie modeli (10) Ekonometria Bayesowska 21 / 23

Porównanie modeli Problem wyznaczenia brzegowej wiarygodno±ci Wyznaczenie brzegowej wiarygodno±ci niezb dne do obliczenia czynników Bayesa. Wielu badaczy korzysta z metod numerycznych opartych na ±redniej harmonicznej. Przykªad takiej metody: Gelfand-Dey (1994; zob. Koop, s. 104-106). Metoda oprogramowana w pakiecie BACC (opis tutaj), który jest ju» niedost pny... Inni badacze krytykuj wszelkie podej±cia bazuj ce na ±redniej harmonicznej. Mo»na znale¹ kody bazuj ce na ró»nych publikacjach, brakuje jednak ugruntowanego konsensusu. (10) Ekonometria Bayesowska 22 / 23

Porównanie modeli DIC Deviance Information Criterion jedno z podej± do porównania modeli oszacowanych metodami bayesowskimi. Dewiancja: D (θ) = 2p (y θ), Warto± oczekiwana a posteriori dewiancji (miara dopasowania modelu): D = D (θ) p (θ y) dθ Warto± oczekiwana a posteriori parametrów: θ DIC = 2 D D ( θ ) Uzasadnienie: DIC = D + p D, gdzie p D = D D ( θ ) to miara efektywnej liczby parametrów. (10) Ekonometria Bayesowska 23 / 23