Hybrid consumption paths in the attribute space: A model and application with scanner data

This paper presents and estimates a dynamic choice model in the attribute space considering rational consumers. In light of the evidence of several state-dependence patterns, the standard attribute-based model is extended by considering a general utility function where pure inertia and pure variety-seeking behaviors can be explained in the model as particular linear cases. The dynamics of the model are fully characterized by standard dynamic programming techniques. The model presents a stationary consumption pattern that can be inertial, where the consumer only buys one product, or a variety-seeking one, where the consumer shifts among varied products.We run some simulations to analyze the consumption paths out of the steady state. Underthe hybrid utility assumption, the consumer behaves inertially among the unfamiliar brandsfor several periods, eventually switching to a variety-seeking behavior when the stationary levels are approached. An empirical analysis is run using scanner databases for three different product categories: fabric softener, saltine cracker, and catsup. Non-linear specifications provide the best fit of the data, as hybrid functional forms are found in all the product categories for most attributes and segments. These results reveal the statistical superiority of the non-linear structure and confirm the gradual trend to seek variety as the level of familiarity with the purchased items increases.

An enhanced concave program relaxation for choice network revenue management

The network choice revenue management problem models customers as choosing from an offer-set, andthe firm decides the best subset to offer at any given moment to maximize expected revenue. The resultingdynamic program for the firm is intractable and approximated by a deterministic linear programcalled the CDLP which has an exponential number of columns. However, under the choice-set paradigmwhen the segment consideration sets overlap, the CDLP is difficult to solve. Column generation has beenproposed but finding an entering column has been shown to be NP-hard. In this paper, starting with aconcave program formulation based on segment-level consideration sets called SDCP, we add a class ofconstraints called product constraints, that project onto subsets of intersections. In addition we proposea natural direct tightening of the SDCP called ?SDCP, and compare the performance of both methodson the benchmark data sets in the literature. Both the product constraints and the ?SDCP method arevery simple and easy to implement and are applicable to the case of overlapping segment considerationsets. In our computational testing on the benchmark data sets in the literature, SDCP with productconstraints achieves the CDLP value at a fraction of the CPU time taken by column generation and webelieve is a very promising approach for quickly approximating CDLP when segment consideration setsoverlap and the consideration sets themselves are relatively small.

Revisiting optimization algorithms for maximum likelihood estimation

Parmi les méthodes d’estimation de paramètres de loi de probabilité en statistique, le maximum de vraisemblance est une des techniques les plus populaires, comme, sous des conditions l´egères, les estimateurs ainsi produits sont consistants et asymptotiquement efficaces. Les problèmes de maximum de vraisemblance peuvent être traités comme des problèmes de programmation non linéaires, éventuellement non convexe, pour lesquels deux grandes classes de méthodes de résolution sont les techniques de région de confiance et les méthodes de recherche linéaire. En outre, il est possible d’exploiter la structure de ces problèmes pour tenter d’accélerer la convergence de ces méthodes, sous certaines hypothèses. Dans ce travail, nous revisitons certaines approches classiques ou récemment d´eveloppées en optimisation non linéaire, dans le contexte particulier de l’estimation de maximum de vraisemblance. Nous développons également de nouveaux algorithmes pour résoudre ce problème, reconsidérant différentes techniques d’approximation de hessiens, et proposons de nouvelles méthodes de calcul de pas, en particulier dans le cadre des algorithmes de recherche linéaire. Il s’agit notamment d’algorithmes nous permettant de changer d’approximation de hessien et d’adapter la longueur du pas dans une direction de recherche fixée. Finalement, nous évaluons l’efficacité numérique des méthodes proposées dans le cadre de l’estimation de modèles de choix discrets, en particulier les modèles logit mélangés.

Analyse en identification partielle de la décision d'émigrer des étudiants africains

La migration internationale d’étudiants est un investissement couteux pour les familles dans beaucoup de pays en voie de développement. Cependant, cet investissement est susceptible de générer des bénéfices financiers et sociaux relativement importants aux investisseurs, tout autant que des externalités pour d’autres membres de la famille. Cette thèse s’intéresse à deux aspects importants de la migration des étudiants internationaux : (i) Qui part? Quels sont les déterminants de la probabilité de migration? (ii) Qui paie? Comment la famille s’organise-t-elle pour couvrir les frais de la migration? (iii) Qui y gagne? Ce flux migratoire est-il au bénéfice du pays d’origine? Entreprendre une telle étude met le chercheur en face de défis importants, notamment, l’absence de données complètes et fiables; la dispersion géographique des étudiants migrants en étant la cause première. La première contribution importante de ce travail est le développement d’une méthode de sondage en « boule de neige » pour des populations difficiles à atteindre, ainsi que d’estimateurs corrigeant les possibles biais de sélection. A partir de cette méthodologie, j’ai collecté des données incluant simultanément des étudiants migrants et non-migrants du Cameroun en utilisant une plateforme internet. Un second défi relativement bien documenté est la présence d’endogénéité du choix d’éducation. Nous tirons avantage des récents développements théoriques dans le traitement des problèmes d’identification dans les modèles de choix discrets pour résoudre cette difficulté, tout en conservant la simplicité des hypothèses nécessaires. Ce travail constitue l’une des premières applications de cette méthodologie à des questions de développement. Le premier chapitre de la thèse étudie la décision prise par la famille d’investir dans la migration étudiante. Il propose un modèle structurel empirique de choix discret qui reflète à la fois le rendement brut de la migration et la contrainte budgétaire liée au problème de choix des agents. Nos résultats démontrent que le choix du niveau final d’éducation, les résultats académiques et l’aide de la famille sont des déterminants importants de la probabilité d’émigrer, au contraire du genre qui ne semble pas affecter très significativement la décision familiale. Le second chapitre s’efforce de comprendre comment les agents décident de leur participation à la décision de migration et comment la famille partage les profits et décourage le phénomène de « passagers clandestins ». D’autres résultats dans la littérature sur l’identification partielle nous permettent de considérer des comportements stratégiques au sein de l’unité familiale. Les premières estimations suggèrent que le modèle « unitaire », où un agent représentatif maximise l’utilité familiale ne convient qu’aux familles composées des parents et de l’enfant. Les aidants extérieurs subissent un cout strictement positif pour leur participation, ce qui décourage leur implication. Les obligations familiales et sociales semblent expliquer les cas de participation d’un aidant, mieux qu’un possible altruisme de ces derniers. Finalement, le troisième chapitre présente le cadre théorique plus général dans lequel s’imbriquent les modèles développés dans les précédents chapitres. Les méthodes d’identification et d’inférence présentées sont spécialisées aux jeux finis avec information complète. Avec mes co-auteurs, nous proposons notamment une procédure combinatoire pour une implémentation efficace du bootstrap aux fins d’inférences dans les modèles cités ci-dessus. Nous en faisons une application sur les déterminants du choix familial de soins à long terme pour des parents âgés.

Essais en économetrie et économie de l'éducation

Cette thèse est organisée en trois chapitres. Les deux premiers s'intéressent à l'évaluation, par des méthodes d'estimations, de l'effet causal ou de l'effet d'un traitement, dans un environnement riche en données. Le dernier chapitre se rapporte à l'économie de l'éducation. Plus précisément dans ce chapitre j'évalue l'effet de la spécialisation au secondaire sur le choix de filière à l'université et la performance. Dans le premier chapitre, j'étudie l'estimation efficace d'un paramètre de dimension finie dans un modèle linéaire où le nombre d'instruments peut être très grand ou infini. L'utilisation d'un grand nombre de conditions de moments améliore l'efficacité asymptotique des estimateurs par variables instrumentales, mais accroit le biais. Je propose une version régularisée de l'estimateur LIML basée sur trois méthodes de régularisations différentes, Tikhonov, Landweber Fridman, et composantes principales, qui réduisent le biais. Le deuxième chapitre étend les travaux précédents, en permettant la présence d'un grand nombre d'instruments faibles. Le problème des instruments faibles est la consequence d'un très faible paramètre de concentration. Afin d'augmenter la taille du paramètre de concentration, je propose d'augmenter le nombre d'instruments. Je montre par la suite que les estimateurs 2SLS et LIML régularisés sont convergents et asymptotiquement normaux. Le troisième chapitre de cette thèse analyse l'effet de la spécialisation au secondaire sur le choix de filière à l'université. En utilisant des données américaines, j'évalue la relation entre la performance à l'université et les différents types de cours suivis pendant les études secondaires. Les résultats suggèrent que les étudiants choisissent les filières dans lesquelles ils ont acquis plus de compétences au secondaire. Cependant, on a une relation en U entre la diversification et la performance à l'université, suggérant une tension entre la spécialisation et la diversification. Le compromis sous-jacent est évalué par l'estimation d'un modèle structurel de l'acquisition du capital humain au secondaire et de choix de filière. Des analyses contrefactuelles impliquent qu'un cours de plus en matière quantitative augmente les inscriptions dans les filières scientifiques et technologiques de 4 points de pourcentage.

Analyse du comportement hétérogène des usagers dans un réseau

Le nombre important de véhicules sur le réseau routier peut entraîner des problèmes d'encombrement et de sécurité. Les usagers des réseaux routiers qui nous intéressent sont les camionneurs qui transportent des marchandises, pouvant rouler avec des véhicules non conformes ou emprunter des routes interdites pour gagner du temps. Le transport de matières dangereuses est réglementé et certains lieux, surtout les ponts et les tunnels, leur sont interdits d'accès. Pour aider à faire appliquer les lois en vigueur, il existe un système de contrôles routiers composé de structures fixes et de patrouilles mobiles. Le déploiement stratégique de ces ressources de contrôle mise sur la connaissance du comportement des camionneurs que nous allons étudier à travers l'analyse de leurs choix de routes. Un problème de choix de routes peut se modéliser en utilisant la théorie des choix discrets, elle-même fondée sur la théorie de l'utilité aléatoire. Traiter ce type de problème avec cette théorie est complexe. Les modèles que nous utiliserons sont tels, que nous serons amenés à faire face à des problèmes de corrélation, puisque plusieurs routes partagent probablement des arcs. De plus, puisque nous travaillons sur le réseau routier du Québec, le choix de routes peut se faire parmi un ensemble de routes dont le nombre est potentiellement infini si on considère celles ayant des boucles. Enfin, l'étude des choix faits par un humain n'est pas triviale. Avec l'aide du modèle de choix de routes retenu, nous pourrons calculer une expression de la probabilité qu'une route soit prise par le camionneur. Nous avons abordé cette étude du comportement en commençant par un travail de description des données collectées. Le questionnaire utilisé par les contrôleurs permet de collecter des données concernant les camionneurs, leurs véhicules et le lieu du contrôle. La description des données observées est une étape essentielle, car elle permet de présenter clairement à un analyste potentiel ce qui est accessible pour étudier les comportements des camionneurs. Les données observées lors d'un contrôle constitueront ce que nous appellerons une observation. Avec les attributs du réseau, il sera possible de modéliser le réseau routier du Québec. Une sélection de certains attributs permettra de spécifier la fonction d'utilité et par conséquent la fonction permettant de calculer les probabilités de choix de routes par un camionneur. Il devient alors possible d'étudier un comportement en se basant sur des observations. Celles provenant du terrain ne nous donnent pas suffisamment d'information actuellement et même en spécifiant bien un modèle, l'estimation des paramètres n'est pas possible. Cette dernière est basée sur la méthode du maximum de vraisemblance. Nous avons l'outil, mais il nous manque la matière première que sont les observations, pour continuer l'étude. L'idée est de poursuivre avec des observations de synthèse. Nous ferons des estimations avec des observations complètes puis, pour se rapprocher des conditions réelles, nous continuerons avec des observations partielles. Ceci constitue d'ailleurs un défi majeur. Nous proposons pour ces dernières, de nous servir des résultats des travaux de (Bierlaire et Frejinger, 2008) en les combinant avec ceux de (Fosgerau, Frejinger et Karlström, 2013). Bien qu'elles soient de nature synthétiques, les observations que nous utilisons nous mèneront à des résultats tels, que nous serons en mesure de fournir une proposition concrète qui pourrait aider à optimiser les décisions des responsables des contrôles routiers. En effet, nous avons réussi à estimer, sur le réseau réel du Québec, avec un seuil de signification de 0,05 les valeurs des paramètres d'un modèle de choix de routes discrets, même lorsque les observations sont partielles. Ces résultats donneront lieu à des recommandations sur les changements à faire dans le questionnaire permettant de collecter des données.

An Extension to the Tactical Planning Model for a Job Shop: Continuous-Time Control

We develop an extension to the tactical planning model (TPM) for a job shop by the third author. The TPM is a discrete-time model in which all transitions occur at the start of each time period. The time period must be defined appropriately in order for the model to be meaningful. Each period must be short enough so that a job is unlikely to travel through more than one station in one period. At the same time, the time period needs to be long enough to justify the assumptions of continuous workflow and Markovian job movements. We build an extension to the TPM that overcomes this restriction of period sizing by permitting production control over shorter time intervals. We achieve this by deriving a continuous-time linear control rule for a single station. We then determine the first two moments of the production level and queue length for the workstation.

A comparison of two methods for developing the linearization of a shallow-water model

We develop the linearization of a semi-implicit semi-Lagrangian model of the one-dimensional shallow-water equations using two different methods. The usual tangent linear model, formed by linearizing the discrete nonlinear model, is compared with a model formed by first linearizing the continuous nonlinear equations and then discretizing. Both models are shown to perform equally well for finite perturbations. However, the asymptotic behaviour of the two models differs as the perturbation size is reduced. This leads to difficulties in showing that the models are correctly coded using the standard tests. To overcome this difficulty we propose a new method for testing linear models, which we demonstrate both theoretically and numerically. © Crown copyright, 2003. Royal Meteorological Society

How big is your neighbourhood? Spatial implications of market participation among Filipino smallholders

We present a procedure for estimating two quantities defining the spatial externality in discrete-choice commonly referred to as 'the neighbourhood effect'. One quantity, the propensity for neighbours to make the same decision, reflects traditional preoccupations; the other quantity, the magnitude of the neighbourhood itself, is novel. Because both quantities have fundamental bearing on the magnitude of the spatial externality, it is desirable to have a robust algorithm for their estimation. Using recent advances in Bayesian estimation and model comparison, we devise such an algorithm and illustrate its application to a sample of northern-Filipino smallholders. We determine that a significant, positive, neighbourhood effect exists; that, among the 12 geographical units comprising the sample, the neighbourhood spans a three-unit radius; and that policy prescriptions are significantly altered when calculations account for the spatial externality.

Policy options promoting market participation among smallholder livestock producers: a case study from the Phillipines

We investigate the factors precipitating market entry where smallholders make decisions about participation (a discrete choice about whether to sell quantities of products) and supply (a continuous-valued choice about how much quantity to sell) in a cross-section of smallholders in Northern Luzon, Philippines, in a model that combines basic probit and Tobit ideas, is implemented using Bayesian methods, and generates precise estimates of the inputs required in order to effect entry among the non-participants. We estimate the total amounts of (cattle, buffalo, pig and chicken) livestock input required to effect entry and compare and contrast the alternative input requirements. To the extent that our smallholder sample may be representative of a wide and broader set of circumstances, our findings shed light on offsetting impacts of conflicting factors that complicate the roles for policy in the context of expanding the density of participation.

Discrete time representation of continuous time ARMA processes

This paper derives exact discrete time representations for data generated by a continuous time autoregressive moving average (ARMA) system with mixed stock and flow data. The representations for systems comprised entirely of stocks or of flows are also given. In each case the discrete time representations are shown to be of ARMA form, the orders depending on those of the continuous time system. Three examples and applications are also provided, two of which concern the stationary ARMA(2, 1) model with stock variables (with applications to sunspot data and a short-term interest rate) and one concerning the nonstationary ARMA(2, 1) model with a flow variable (with an application to U.S. nondurable consumers’ expenditure). In all three examples the presence of an MA(1) component in the continuous time system has a dramatic impact on eradicating unaccounted-for serial correlation that is present in the discrete time version of the ARMA(2, 0) specification, even though the form of the discrete time model is ARMA(2, 1) for both models.

GM food purchase intentions: linking the theory of planned behaviour with consumer trust and stated choice

After the “European” experience of BSE and further food safety crises consumer trust is playing an increasingly important role in political and marketing decision making. This also relates to the area of consumer acceptance of GM food. This paper integrates consumer trust with the theory of planned behavior and a stated choice model to gain a more complete picture of consumer decision making. Preliminary results indicate that when GM products offer practical benefits to consumers acceptance may increase considerably. Furthermore, both trust and perceived benefits contribute significantly to explaining the level of acceptance.

Joint use of attribute importance rankings and non-attendance data in choice experiments

The joint and alternative uses of attribute non-attendance and importance ranking data within discrete choice experiments are investigated using data from Lebanon examining consumers’ preferences for safety certification in food. We find that both types of information; attribute non-attendance and importance rankings, improve estimates of respondent utility. We introduce a method of integrating both types of information simultaneously and find that this outperforms models where either importance ranking or non-attendance data are used alone. As in previous studies, stated non-attendance of attributes was not found to be consistent with respondents having zero marginal utility for those attributes

A utilização de modelos de duração para gerenciar risco de crédito

Os modelos hazard, também conhecidos por modelos de tempo até a falência ou duração, são empregados para determinar quais variáveis independentes têm maior poder explicativo na previsão de falência de empresas. Consistem em uma abordagem alternativa aos modelos binários logit e probit, e à análise discriminante. Os modelos de duração deveriam ser mais eficientes que modelos de alternativas discretas, pois levam em consideração o tempo de sobrevivência para estimar a probabilidade instantânea de falência de um conjunto de observações sobre uma variável independente. Os modelos de alternativa discreta tipicamente ignoram a informação de tempo até a falência, e fornecem apenas a estimativa de falhar em um dado intervalo de tempo. A questão discutida neste trabalho é como utilizar modelos hazard para projetar taxas de inadimplência e construir matrizes de migração condicionadas ao estado da economia. Conceitualmente, o modelo é bastante análogo às taxas históricas de inadimplência e mortalidade utilizadas na literatura de crédito. O Modelo Semiparamétrico Proporcional de Cox é testado em empresas brasileiras não pertencentes ao setor financeiro, e observa-se que a probabilidade de inadimplência diminui sensivelmente após o terceiro ano da emissão do empréstimo. Observa-se também que a média e o desvio-padrão das probabilidades de inadimplência são afetados pelos ciclos econômicos. É discutido como o Modelo Proporcional de Cox pode ser incorporado aos quatro modelos mais famosos de gestão de risco .de crédito da atualidade: CreditRisk +, KMV, CreditPortfolio View e CreditMetrics, e as melhorias resultantes dessa incorporação

Richards growth model and viability indicators for populations subject to interventions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)