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Lee-Carter族模型的稳健参数估计:一种概率主成分分析方法

统计方法学 2023-11-07 v2 应用统计

摘要

著名的Lee-Carter模型使用双线性形式 log(mx,t)=ax+bxkt\log(m_{x,t})=a_x+b_xk_t 来表示对数死亡率,在过去三十年中得到了广泛的研究和发展。然而,关于参数对异常值的稳健性,尤其是在估计 bxb_x 时,却鲜有关注。为此,我们为一大类Lee-Carter型模型提出了一种稳健估计方法,将该问题视为具有多元 tt 分布的概率主成分分析(PPCA)。我们还推导了一个高效的期望最大化(EM)算法用于实现。该方法的好处有三:1)它能产生 bxb_xktk_t 的更稳健估计;2)它可以自然地扩展到一大类Lee-Carter型模型,包括用于建模多个人群的模型;3)它可以与现有的其他 ktk_t 时间序列模型集成。基于人类死亡率数据库中美国死亡率数据的数值研究表明,在存在异常值的情况下,所提出的模型比传统方法表现得更稳健。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.05349,
  title  = {Robust Parameter Estimation for the Lee-Carter Family: A Probabilistic Principal Component Approach},
  author = {Yiping Guo and Johnny Siu-Hang Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.05349},
  year   = {2023}
}