logit回归模型_混合logit模型(随机参数模型)的STATA应用及结果解读

选择实验获得的数据主要通过离散选择模型来完成。离散选择模型中,最主要的是logit模型。

之前已经介绍了二项logit模型回归的STATA实现(有修改),多项logit模型详解,多项logit模型回归系数解读,多项logit模型回归的检验

继续认识混合logit模型。

最常用的异质性模型是混合logit模型(MixedLogit,MXL),也叫做随机参数模型(Radom Parameter Logit,RPL)。MNL模型需满足随机误差项服从严格的IID假设,而混合Logit 模型则放松了这一限制,允许参数在个体之间随机变动,通过模型参数的分布(均值、标准差)刻画个体的异质性,可以更好地进行异质性研究。在这里要注意,混合logit模型的含义在不同的教科书中有一些不同的界定。陈强的高级计量经济学及STATA应用中混合logit模型并不是可以进行异质性分析的,而只是区别条件logit模型中自变量只能是不随方案而变的,而加入随方案变化而变化的自变量后,就不能用条件logit,只能用这个模型。而本文所说的混合logit模型也就是随即参数模型,怎很多文献中都是这样应用的(朋文欢等,2017;刘伟等,2019)。
01 模型特点
混合logit模型与多项logit的区别可以从可观测效用函数

表示上来看出。

多项logit模型的可观测效用函数为:

混合logit模型的可观测效用函数为:

区别就是模型的估计参数不是一个值:

其中

是设置为固定变量的方案特征,其系数为
,仍为一个值。

其中

是设置为随机变量方案特征,其系数不是一个值,而是一个分布,并假设为正态分布,用分布(均值
、标准差
)的估计。可以用来刻画个体异质性,也就是说不同的个体对不同的特征有不同的偏好。

02 数据继续应用STATA官方系统数据inschoice.dta来介绍混合logit模型的回归程序。(下载该数据,可以关注公众号【选择实验法沙龙】并回复【保险数据】)该数据是记录250人的可用保险方案和选定方案的信息,可选择的保险方案共5个:Health、HCorp、SickInc、MGroup、MoonHealth。根据选定信息和个体特征,共形成6个变量,id、premium、deductible、income、insurance、choice。在之前的文章中已经应用过。stata16.0版本采用了新命令cmmixlogit作为官方命令,之前stata15.0版中采用的命令asmixlogit不在作为官方命令.本文采用cmmixlogit估计混合logit模型(下载STATA16程序,可以关注公众号并回复【stata16】)
03 STATA命令及回归过程首先,设置变量属性,用命令cmset将变量id设置为caseid variable,将insurance设置为alternatives variable。
 . cmset id insurance
      caseid variable: id
      alternatives variable:  insurance

然后就可以用进行混合logit回归了。(1) 没有特征变量的回归我们先不考虑与方案无关的变量income,只考虑deductible和premium,并将这二者设置为随机变量,而方案类别变量insurance自动为固定变量,将第五个方案MoonHealth设置为参照方案。回归命令和结果

. cmmixlogit choice, random(deductible premium)  basealternative(5)
​
Fitting fixed parameter model:
​
Fitting full model:
​
Iteration 0:   log simulated likelihood = -295.88154  (not concave)
Iteration 1:   log simulated likelihood = -295.61382  
Iteration 2:   log simulated likelihood = -294.83963  
Iteration 3:   log simulated likelihood = -294.30391  
Iteration 4:   log simulated likelihood = -294.29896  
Iteration 5:   log simulated likelihood = -294.29896  
​
Mixed logit choice model                       Number of obs      =      1,250
Case ID variable: id                           Number of cases    =        250
​
Alternatives variable: insurance               Alts per case: min =          5
                                                              avg =        5.0
                                                              max =          5
Integration sequence:      Hammersley
Integration points:               579             Wald chi2(2)    =      67.93
Log simulated likelihood = -294.29896             Prob > chi2     =     0.0000
​
-------------------------------------------------------------------------------
       choice |      Coef.   Std. Err.      z    P>|z|     [95% Conf. Interval]
--------------+----------------------------------------------------------------
insurance     |
   deductible |  -1.170465   .3603088    -3.25   0.001    -1.876657   -.4642729
      premium |  -2.884635   .3524249    -8.19   0.000    -3.575376   -2.193895
--------------+----------------------------------------------------------------
/Normal       |
sd(deductible)|   .8917091   .4088678                      .3630186     2.19037
   sd(premium)|   .7575605   .3986796                      .2700583    2.125089
--------------+----------------------------------------------------------------
Health        |
        _cons |   4.146376    .895823     4.63   0.000     2.390595    5.902156
--------------+----------------------------------------------------------------
HCorp         |
        _cons |   3.686473   .7823089     4.71   0.000     2.153176     5.21977
--------------+----------------------------------------------------------------
SickInc       |
        _cons |   2.813831   .6328887     4.45   0.000     1.573392     4.05427
--------------+----------------------------------------------------------------
MGroup        |
        _cons |   1.413957   .4315399     3.28   0.001     .5681547     2.25976
--------------+----------------------------------------------------------------
MoonHealth    |  (base alternative)
-------------------------------------------------------------------------------
LR test vs. fixed parameters: chi2(2) =       4.48        Prob > chi2 = 0.1064
​
Note: LR test is conservative and provided only for reference.
 

(2)系数解释随机变量系数是默认为服从正态分布,因此回归结果给出了平均值和标准差,结果显示deductible服从N(-1.170465, 0.8917091^2)的正态分布,输入如下命令,计算正态分布的累计概率

. di normal(-1.170465/0.8917091)
.09465744 

计算结果表明,一个方案的deductible免赔额越高,90.53%的个体选择该方案的概率减小,而9.47%的个体选择该方案的概率增加,这一定程度上体现了个体之间的异质性。再来看premium。结果显示premium服从N(-2.884635, 0. 7575605^2)的正态分布,输入如下命令,计算正态分布的累计概率:

. 

计算结果表明,一个方案的premium保费越高,几乎100%的个体选择该方案的概率减小,而几乎没有个体选择该方案的概率增加。结果给出4个方案的虚拟变量系数,与多项logit类似,表示相对比于参照方案MoonHealth的胜算比对数 ( log-odds ),选择Health方案的概率是参照方案的exp(4.146376)倍,选择HCorp方案的概率是参照方案的exp(3.686473)倍,选择SickInc方案的概率是参照方案的exp(2.813831)倍,选择方案MGroup的概率是参照方案的exp(1.413957)倍。页脚中的似然比检验(LR test)结果p值为0.1064,我们可以接受原假设,显示了将premium和deductible变量设置为随机参数相对于只有固定参数的模型没有显著差异。

(3)加入特征变量的回归
我们再将income这个个体特征变量放入模型中,使用casevar()选项:

. cmmixlogit choice, random(deductible premium) casevars(income) basealternative
​> (5)
​
Fitting fixed parameter model:
​
Fitting full model:
​
Iteration 0:   log simulated likelihood = -290.37017  (not concave)
Iteration 1:   log simulated likelihood = -290.35564  
Iteration 2:   log simulated likelihood = -289.03147  
Iteration 3:   log simulated likelihood = -288.91966  
Iteration 4:   log simulated likelihood = -288.91924  
Iteration 5:   log simulated likelihood = -288.91924  
​
Mixed logit choice model                       Number of obs      =      1,250
Case ID variable: id                           Number of cases    =        250
​
Alternatives variable: insurance               Alts per case: min =          5
                                                              avg =        5.0
                                                              max =          5
Integration sequence:      Hammersley
Integration points:               579             Wald chi2(6)    =      62.87
Log simulated likelihood = -288.91924             Prob > chi2     =     0.0000
​
-------------------------------------------------------------------------------
       choice |      Coef.   Std. Err.      z    P>|z|     [95% Conf. Interval]
--------------+----------------------------------------------------------------
insurance     |
   deductible |  -1.155629   .3668827    -3.15   0.002    -1.874706   -.4365518
      premium |  -3.013088   .3897016    -7.73   0.000    -3.776889   -2.249287
--------------+----------------------------------------------------------------
/Normal       |
sd(deductible)|   .8472954   .4398034                      .3063401    2.343505
   sd(premium)|   .8579541   .4192563                      .3292362    2.235736
--------------+----------------------------------------------------------------
Health        |
       income |   .6444183   .2753344     2.34   0.019     .1047728    1.184064
        _cons |   1.237433    1.45387     0.85   0.395    -1.612099    4.086965
--------------+----------------------------------------------------------------
HCorp         |
       income |   .4975011   .2453446     2.03   0.043     .0166346    .9783677
        _cons |   1.483269   1.254495     1.18   0.237    -.9754962    3.942035
--------------+----------------------------------------------------------------
SickInc       |
       income |   .1858664   .2281453     0.81   0.415    -.2612902     .633023
        _cons |   2.093464   1.177981     1.78   0.076    -.2153365    4.402264
--------------+----------------------------------------------------------------
MGroup        |
       income |   .1461937   .2188599     0.67   0.504    -.2827639    .5751512
        _cons |   .7965893   1.108163     0.72   0.472    -1.375371    2.968549
--------------+----------------------------------------------------------------
MoonHealth    |  (base alternative)
-------------------------------------------------------------------------------
LR test vs. fixed parameters: chi2(2) =       4.03        Prob > chi2 = 0.1336
​
Note: LR test is conservative and provided only for reference.
 

页脚中的似然比检验(LR test)结果p值为0.1336,我们可以接受原假设,显示了将premium和deductible变量设置为随机参数相对于只有固定参数的模型没有显著差异。这也就意味着不应该把这两个变量设置为随即参数。当然我们也可以看Z统计量,结果中没有提供,我们可以根据Z统计量公式(Z统计量=估计值/标准误)计算。结果显著。

. di .8472954/.43980341
.9265322
​. di .8579541/.41925632
.0463714

结果中,4个方案的虚拟变量系数之外还有income这一项的系数,表示的是income和方案交乘项的系数,相比较于参照方案的胜算比对数 (log-odds ),可以看出系数全部大于0,表明随着收入的增加,个人更有可能选择Health HCorpSickInc MGroup等保险方案概率都比参照方案大,比较之下,收入越高,选择Health方案的概率最大。

参考文献:
陈强主编,高级计量经济学及stata应用,高等教育出版社
Stata 官网

刘伟,左鹏飞,高志峰.风险态度异质性对投资行为的影响——基于商业银行理财产品的选择实验[J].广东财经大学学报,2019(04):60-71.


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