第三章 模式理論與研究設計
3.1 模式理論
3.1.2 個體選擇模式
個體選擇模式是建立決策者對各替選方案的效用函數,並假設理性的決策者 會從數個替選方案中選擇效用最大的方案。因此每個方案均可求出個體效用函數,
包含可衡量效用(Vin)與不可衡量誤差項(𝜀𝑖𝑛)。當對誤差項做不同的假設可推 導出不同之個體選擇模式。
效用函數一般可寫成:
𝑈𝑖𝑛 = 𝑉𝑖𝑛+ 𝜀𝑖𝑛 (3-4)
其中,Uin:決策者 n 選擇 i 方案的效用;
Vin:效用函數中可衡量的部分;
𝜀𝑖𝑛: 效用函數中不可衡量的部分。
又假設效用函數為線性可加之型式,則效用函數可寫成:
𝑈𝑖𝑛 = 𝛽𝑛X
𝑖𝑛+ 𝜀𝑖𝑛 (3-5)
其中,X𝑖𝑛:解釋變數的向量;
𝛽𝑛:待校估之參數值。
個體選擇模式可計算每一替選方案的選擇機率,並了解決策者對於替選方案 的選擇情形。個體 n 選擇 i 方案的機率可表示為:
Pin= P (𝑈𝑖𝑛 > 𝑈𝑗𝑛,∀𝑗 ∈ 𝐶𝑛,𝑗 ≠ 𝑖)
= P (𝑉𝑖𝑛+ 𝜀𝑖𝑛 > 𝑉𝑗𝑛+ 𝜀𝑗𝑛,∀𝑗 ∈ 𝐶𝑛,𝑗 ≠ 𝑖)
= P (𝑉𝑖𝑛− 𝑉𝑗𝑛 > 𝜀𝑗𝑛− 𝜀𝑖𝑛,∀𝑗 ∈ 𝐶𝑛,𝑗 ≠ 𝑖) (3-6)
得出 Pin = 𝑒𝑉𝑖𝑛
∑𝑗∈𝐶𝑛𝑒𝑉𝑗𝑛 (3-7)
其中,Pin:決策者 n 選擇 i 方案的機率 𝐶𝑛:可供選擇之替選方案數
關於模式的校估方法,目前使用最廣的是最大概似法(Maximum Likelihood Method),其方法估計之參數具有一致性、充份性及有效性的優點,且校估偏誤
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情形會隨樣本數的增加而下降,步驟如下:
步驟一,建構概似函數:
L = ∏𝑇𝑛=1∏𝑖∈𝑆𝑖𝑃𝑖𝑡𝑓𝑖𝑡 (3-8)
其中,L:個體樣本之概似函數;
ƒit:觀測指標值;
T:觀測樣本數。
步驟二,對 L 取對數:
lnL = ∑𝑇𝑛=1∑𝑖=𝑆𝑖𝑓𝑖𝑡× 𝑙𝑛𝑃𝑖𝑡 (3-9)
步驟三,對 ln L 取各參數之偏微分,令其為 0,再以牛頓-雷甫生
(Newton-Raphson)法,求各聯立方程式之近似解,即可得各參數之估計值。
關於模式之檢定方法,可分為模式參數檢定、模式結構檢定和漸近 t 檢定等 三種方法:
1. 模式參數檢定
針對模式中所有參數做檢定,包含檢定參數正負號是否符合先驗知識,並檢 定在信賴水準下是否拒絕為 0 之 t 檢定。
2. 模式結構檢定
檢定方式有概似比指標(Likelihood Ratio Index)與概似比統計量(Likelihood Ratio Statistics)兩種,說明如下:
(1) 概似比指標
由於羅吉特模式之應變數為選擇機率,因此模式適配度之檢定無法像迴 歸分析可以從觀測值與預測值之殘差來計算判定係數 R2,而須以最大概似 法計算概似比指標ρ2,用來衡量羅吉特模式的適配度。
𝜌
2= 1 −
𝑙𝑛𝐿(𝛽)𝑙𝑛𝐿(0) (3-10)
𝜌̂
2= 1 −
𝑙𝑛𝐿(𝛽)𝑙𝑛𝐿(𝑚) (3-11)
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其中,ln L(β):參數推估值為β之概似函數;
ln L(0):當β = 0時的概似函數對數值;
ln L(m):等佔有率(Equal Share)概似函數對數值。
概似比指標ρ2相當於被解釋到的概似函數值與總概似函數對數值之比,
其值介於 0 與 1 之間,值愈大表示模式解釋能力愈好,但ρ2不能以一般迴 歸分析中的 R2值來衡量,通常值在 0.2 致 0.4 之間,已表示模式擁有很高的 配適度即較高的解釋能力(王慶瑞,民 88)。
(2) 概似比統計量
以概似比檢定(Likelihood Ratio Test)為基礎,檢定所有參數是否顯著,
概似比定義如下:
− 2lnλ=-2ln[lnL(0) − ln L(β)] (3-12)
概似比統計量−2lnλ為卡方(χ2)分配,以卡方檢定之,其自由度為所 有估計模式中所有參數之總數。於顯著水準α%,−2lnλ值大於卡方臨界值 時,有(1-α)%的信心認為假設模式比虛無假設之模式佳,因此拒絕虛無假 設,反之則表示假設模式與虛無假設中的比較模式無顯著差異。
3. 漸近 t 檢定
對每一個參數做個別的檢定。對數概似函數的二次導函數乘上-1 的反函數即 為各參數之變異-共變數矩陣,對角線開根號即為各參數之標準差,檢定式如 下:
t
β̂k=
β̂kSE(β̂k)
(3-13)
其中,𝛽̂:為最大概似估計法估計之第 k 個變數參數; 𝑘 SE(𝛽̂):參數之標準差。 𝑘
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