SPSS 命令: SPSS 2SLS

两阶段最小二乘(工具变量回归)

当某个解释变量是内生的(因遗漏变量、联立关系或测量误差而与误差项相关)时,两阶段最小二乘用工具变量对它的预测值来替代它,从而得到一致估计;工具变量须影响该解释变量,但不直接影响结果。

免费 · 无需注册 · 文件留在本机 · 更新于 2026年10月18日

能告诉你什么

Crosstabs 在你的设备上运行与 SPSS 2SLS 对应的过程,输出模型描述、拟合统计量、方差分析以及基于结构残差的系数。

  • 内生预测变量(如价格对需求)效应的一致估计,而普通最小二乘在此情形下有偏。
  • 哪些变量被视为外生(同时列为预测变量和工具变量),哪些被工具化(模型描述)。
  • 基于结构残差 y − Zb 计算的标准误、t 检验和整体 F 检验。

适用场景

适合使用

  • 供求关系等联立系统,预测变量与结果同时被决定。
  • 关键预测变量存在测量误差或可能受混杂,而你有一个能影响它、但与结果误差无关的变量。
  • 以距离、政策实施时点或随机鼓励等自然实验作为工具变量。

改用其他方法

  • 没有可信的工具变量:使用无效工具变量的 2SLS 往往比 OLS 更差,弱工具变量会导致估计值大而不稳定。
  • 所有预测变量都可视为外生:普通线性回归更精确。
  • 需要第一阶段诊断、过度识别检验或稳健标准误:本面板只报告结构模型。

在 Crosstabs 中如何操作

  1. 01

    选择两阶段最小二乘

    在“统计”模式下打开数据,在“回归”组中选择“两阶段最小二乘”(2SLS)。

  2. 02

    设置因变量

    选择“因变量”,并保持勾选“在方程中包含常量”。

  3. 03

    列出解释变量

    在“解释变量”中勾选结构方程的全部预测变量,包括内生和外生变量。

  4. 04

    列出工具变量并运行

    在“工具变量”中勾选排除在结构方程之外的工具变量,以及所有外生解释变量;同时列在这里的解释变量视为外生,其余被工具化。工具变量数不能少于解释变量数。点击“运行”。

计算示例

以下结果由 Crosstabs 引擎在构建本页时根据模拟数据实际计算得出,并非手工填写。

用示例数据试一试

数据

80 个模拟市场。价格与需求共同受到一个未观测冲击的影响,因此 price 与误差项相关;投入成本 cost 只影响价格、不直接影响需求,income 同时进入两个阶段。真实效应:price 为 −3,income 为 0.5(随机种子固定)。“解释变量”= price、income;“工具变量”= cost、income。

模型描述
项目变量类型
demand因变量
income预测变量和工具变量
price预测变量
cost工具变量
模型摘要
复 RR 方调整后 R 方估计的标准误
0.8070.6510.6423.276

R 方和方差分析使用结构残差 y − Zb,因此当工具变量较弱时,回归平方和可能为负。

系数
项目B标准误Betat显著性
(常量)103.9734.46223.301<.001
price−3.1530.291−1.135−10.850<.001
income0.4740.0500.6459.562<.001

结果解读

以 cost 作为 price 的工具变量,得到 price 系数 −3.153(标准误 0.291),income 系数 0.474(标准误 0.050)。若在同一面板中把 price 也列为自身的工具变量(即普通最小二乘,示例会作为第二次运行提供),price 系数为 −1.942:共同冲击使朴素估计偏向 0,而工具变量消除了大部分偏差。

输出表格说明

模型描述
每个变量的角色:因变量、预测变量(被工具化)、工具变量,或预测变量和工具变量(外生)。
模型摘要
基于结构残差的复 R、R 方、调整后 R 方与估计的标准误;工具变量较弱时 R 方可能很低甚至为负。
方差分析
回归与残差平方和及 F 检验;回归平方和为总平方和减去结构残差平方和,可能为负。
系数
结构方程的 B、标准误、Beta、t 值与显著性。

前提假设与注意事项

  • 相关性:在控制外生变量后,工具变量与内生预测变量相关。
  • 排他性:工具变量只通过内生预测变量影响结果,且与结构误差不相关。
  • 工具变量数不少于解释变量数(阶条件);面板会拒绝识别不足的模型。
  • 所报告的标准误以误差同方差且独立为前提。

结果如何验证

2SLS 在含一个内生预测变量、一个外生预测变量和两个排除工具变量的测试数据上,与 linearmodels IV2SLS及 R AER::ivreg对照:系数误差在 1e-9 以内,标准误在 1e-8 以内(并与 AER::ivreg 核对),R 方与残差平方和在 1e-9 以内。另有测试确认“预测变量和工具变量”的分类正确。 验证证据(英文)

常见问题

为什么外生预测变量要在两个列表中都出现?

第一阶段用所有工具变量对每个内生预测变量回归。外生预测变量就是自身最好的工具变量,因此把它们列入“工具变量”可使其保持不变,并标记为“预测变量和工具变量”。

如果所有解释变量都同时是工具变量会怎样?

没有变量被工具化,2SLS 退化为普通最小二乘,结果中会加以说明。这也是快速得到 OLS 估计以作对比的方法。

为什么 R 方有时为负?

R 方使用的是代入实际内生变量值的结构残差 y − Zb,而不是拟合值。工具变量较弱时,这些残差可能超过总变异。在工具变量回归中,R 方并不是衡量拟合好坏的目标。

如何判断工具变量是否足够强?

自行运行第一阶段:用线性回归将内生预测变量对所有工具变量回归。排除工具变量的 F 统计量远大于 10 是常用的经验标准。

用你自己的数据运行两阶段最小二乘

打开 .sav、CSV 或 Excel 文件。所有计算都在浏览器中完成,文件不会离开你的设备。

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