京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
多重共线性问题的几种解决方法
在多元线性回归模型经典假设中,其重要假定之一是回归模型的解释变量之间不存在线性关系,也就是说,解释变量X1,X2,……,Xk中的任何一个都不能是其他解释变量的线性组合。如果违背这一假定,即线性回归模型中某一个解释变量与其他解释变量间存在线性关系,就称线性回归模型中存在多重共线性。多重共线性违背了解释变量间不相关的古典假设,将给普通最小二乘法带来严重后果。
这里,我们总结了8个处理多重共线性问题的可用方法,大家在遇到多重共线性问题时可作参考:
1、保留重要解释变量,去掉次要或可替代解释变量
2、用相对数变量替代绝对数变量
3、差分法
4、逐步回归分析
5、主成份分析
6、偏最小二乘回归
7、岭回归
8、增加样本容量
这次我们主要研究逐步回归分析方法是如何处理多重共线性问题的。
逐步回归分析方法的基本思想是通过相关系数r 、拟合优度R2 和标准误差三个方面综合判断一系列回归方程的优劣,从而得到最优回归方程。具体方法分为两步:
第一步,先将被解释变量y对每个解释变量作简单回归:
对每一个回归方程进行统计检验分析(相关系数r 、拟合优度R2 和标准误差),并结合经济理论分析选出最优回归方程,也称为基本回归方程。
第二步,将其他解释变量逐一引入到基本回归方程中,建立一系列回归方程,根据每个新加的解释变量的标准差和复相关系数来考察其对每个回归系数的影响,一般根据如下标准进行分类判别:
1.如果新引进的解释变量使R2 得到提高,而其他参数回归系数在统计上和经济理论上仍然合理,则认为这个新引入的变量对回归模型是有利的,可以作为解释变量予以保留。
2.如果新引进的解释变量对R2 改进不明显,对其他回归系数也没有多大影响,则不必保留在回归模型中。
3.如果新引进的解释变量不仅改变了R2 ,而且对其他回归系数的数值或符号具有明显影响,则认为该解释变量为不利变量,引进后会使回归模型出现多重共线性问题。不利变量未必是多余的,如果它可能对被解释变量是不可缺少的,则不能简单舍弃,而是应研究改善模型的形式,寻找更符合实际的模型,重新进行估计。如果通过检验证明回归模型存在明显线性相关的两个解释变量中的其中一个可以被另一个很好地解释,则可略去其中对被解释变量影响较小的那个变量,模型中保留影响较大的那个变量。
下边我们通过实例来说明逐步回归分析方法在解决多重共线性问题上的具体应用过程。
具体实例
例1 设某地10年间有关服装消费、可支配收入、流动资产、服装类物价指数、总物价指数的调查数据如表1,请建立需求函数模型。
表1 服装消费及相关变量调查数据
|
年份 |
服装开支 C (百万元) |
可支配收入 Y (百万元) |
流动资产 L (百万元) |
服装类物价指数Pc 1992年=100 |
总物价指数 P0 1992年=100 |
|
1988 |
8.4 |
82.9 |
17.1 |
92 |
94 |
|
1989 |
9.6 |
88.0 |
21.3 |
93 |
96 |
|
1990 |
10.4 |
99.9 |
25.1 |
96 |
97 |
|
1991 |
11.4 |
105.3 |
29.0 |
94 |
97 |
|
1992 |
12.2 |
117.7 |
34.0 |
100 |
100 |
|
1993 |
14.2 |
131.0 |
40.0 |
101 |
101 |
|
1994 |
15.8 |
148.2 |
44.0 |
105 |
104 |
|
1995 |
17.9 |
161.8 |
49.0 |
112 |
109 |
|
1996 |
19.3 |
174.2 |
51.0 |
112 |
111 |
|
1997 |
20.8 |
184.7 |
53.0 |
112 |
111 |
(1)设对服装的需求函数为
用最小二乘法估计得估计模型:
模型的检验量得分,R2=0.998,D·W=3.383,F=626.4634
(2)求各解释变量的基本相关系数
上述基本相关系数表明解释变量间高度相关,也就是存在较严重的多重共线性。
(3)为检验多重共线性的影响,作如下简单回归:
各方程下边括号内的数字分别表示的是对应解释变量系数的t检验值。
观察以上四个方程,根据经济理论和统计检验(t检验值=41.937最大,拟合优度也最高),收入Y是最重要的解释变量,从而得出最优简单回归方程。
(4)将其余变量逐个引入,计算结果如下表2:
表2 服装消费模型的估计
结果分析:
①在最优简单回归方程中引入变量Pc,使R2由0.9955提高到0.9957;根据经济理论分析,
正号,
负号是合理的。然而t检验
不显著(
),而从经济理论分析,Pc应该是重要因素。虽然Y与Pc高度相关,但并不影响收入Y回归系数
的显著性和稳定性。依照第1条判别标准,Pc可能是“有利变量”,暂时给予保留。
②模型中引入变量L ,R2 由0.9957提高到0.9959, 值略有提高。一方面,虽然Y 与L ,Pc与L 均高度相关,但是L 的引入对回归系数、
的影响不大(其中
的值由0.1257变为0.1387,
值由-0.0361变为-0.0345,变化很小);另一方面,根据经济理论的分析,L与服装支出C之间应该是正相关关系,即
的符号应该为正号而非负号,依照第2条判别标准,解释变量L不必保留在模型中。
③舍去变量L ,加入变量P0 ,使R2 由0.9957提高到0.9980,R2 值改进较大。、
、
均显著(这三个回归系数的t检验值绝对值均大于
),从经济意义上看也是合理的(服装支出C与Y,P0之间呈正相关,而与服装价格Pc之间呈负相关关系)。根据判别标准第1条,可以认为Pc、P0皆为“有利变量”,给予保留。
④最后再引入变量L ,此时R2 =0.9980没有增加(或几乎没有增加),新引入变量对其他三个解释变量的参数系数也没有产生多大影响,可以确定L 是多余变量,根据判别标准第2条,解释变量L 不必保留在模型中。
因此我们得到如下结论:回归模型为最优模型。
通过以上案例的分析,我们从理论和实际问题两方面具体了解了逐步回归分析是如何对多重共线性问题进行处理的。事实上,一般统计软件如SPSS,在回归模型的窗口中都会提供变量逐步进入的选项,勾选后实际上就是选择了运用逐步回归的思想来构建回归模型。运用SPSS软件不需要我们懂得其背后的运行规律,然而作为分析师,了解并理解模型背后的理论知识,将更有助于我们理解模型、解释结论背后的内在含义,从而达到更好地分析问题的目的。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数字化商业环境中,数据已成为企业优化运营、抢占市场、规避风险的核心资产。但商业数据分析绝非“堆砌数据、生成报表”的简单 ...
2026-01-20定量报告的核心价值是传递数据洞察,但密密麻麻的表格、复杂的计算公式、晦涩的数值罗列,往往让读者望而却步,导致核心信息被淹 ...
2026-01-20在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作场景中,“精准分类与回归预测”是高频核心需求——比如预测用户是否流失、判 ...
2026-01-20在建筑工程造价工作中,清单汇总分类是核心环节之一,尤其是针对楼梯、楼梯间这类包含多个分项工程(如混凝土浇筑、钢筋制作、扶 ...
2026-01-19数据清洗是数据分析的“前置必修课”,其核心目标是剔除无效信息、修正错误数据,让原始数据具备准确性、一致性与可用性。在实际 ...
2026-01-19在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,常面临“无标签高维数据难以归类、群体规律模糊”的痛点——比如海量 ...
2026-01-19在数据仓库与数据分析体系中,维度表与事实表是构建结构化数据模型的核心组件,二者如同“骨架”与“血肉”,协同支撑起各类业务 ...
2026-01-16在游戏行业“存量竞争”的当下,玩家留存率直接决定游戏的生命周期与商业价值。一款游戏即便拥有出色的画面与玩法,若无法精准识 ...
2026-01-16为配合CDA考试中心的 2025 版 CDA Level III 认证新大纲落地,CDA 网校正式推出新大纲更新后的第一套官方模拟题。该模拟题严格遵 ...
2026-01-16在数据驱动决策的时代,数据分析已成为企业运营、产品优化、业务增长的核心工具。但实际工作中,很多数据分析项目看似流程完整, ...
2026-01-15在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“高维数据处理”是高频痛点——比如用户画像包含“浏览次数、停留时 ...
2026-01-15在教育测量与评价领域,百分制考试成绩的分布规律是评估教学效果、优化命题设计的核心依据,而正态分布则是其中最具代表性的分布 ...
2026-01-15在用户从“接触产品”到“完成核心目标”的全链路中,流失是必然存在的——电商用户可能“浏览商品却未下单”,APP新用户可能“ ...
2026-01-14在产品增长的核心指标体系中,次日留存率是当之无愧的“入门级关键指标”——它直接反映用户对产品的首次体验反馈,是判断产品是 ...
2026-01-14在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的业务实操中,“分类预测”是高频核心需求——比如“预测用户是否会购买商品”“判 ...
2026-01-14在数字化时代,用户的每一次操作——无论是电商平台的“浏览-加购-下单”、APP的“登录-点击-留存”,还是金融产品的“注册-实名 ...
2026-01-13在数据驱动决策的时代,“数据质量决定分析价值”已成为行业共识。数据库、日志系统、第三方平台等渠道采集的原始数据,往往存在 ...
2026-01-13在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心能力体系中,“通过数据建立模型、实现预测与归因”是进阶关键——比如“预测 ...
2026-01-13在企业数字化转型过程中,业务模型与数据模型是两大核心支撑体系:业务模型承载“业务应该如何运转”的逻辑,数据模型解决“数据 ...
2026-01-12当前手游市场进入存量竞争时代,“拉新难、留存更难”成为行业普遍痛点。对于手游产品而言,用户留存率不仅直接决定产品的生命周 ...
2026-01-12