[論文レビュー] Multiple Treatments with Strategic Substitutes

Jorge Balat, Sukjin Han|Bristol Research (University of Bristol)|Jun 1, 2023

Economic Policies and Impacts被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、オligopolistic entry やピア効果などの戦略的相互作用に起因する複数の処置が生じるモデルにおける平均処置効果（ATE）の非パラメトリックな同定と推定フレームワークを開発する。均衡における単調性と戦略的補代替を相殺する除外変数を活用することで、パラメトリック仮定や大サポート条件を必要とせず、ATEの境界を導出する。この手法を応用して、米国都市における航空会社の存在が汚染を非線形的に増加させることを示した。

ABSTRACT

We develop an empirical framework to identify and estimate the effects of treatments on outcomes of interest when the treatments are the result of strategic interaction (e.g., bargaining, oligopolistic entry, peer effects). We consider a model where agents play a discrete game of complete information and strategic substitutability, whose equilibrium actions (i.e., binary treatments) determine a post-game outcome in a nonseparable model with endogeneity. Due to the simultaneity in the first stage, the model as a whole is incomplete and the selection process fails to exhibit the conventional monotonicity. Without imposing parametric restrictions or large support assumptions, this poses challenges in recovering treatment parameters. To address these challenges, we establish a monotonic pattern of the equilibria in the first-stage game in terms of the number of treatments selected. Based on this finding, we derive bounds on the average treatment effects (ATE’s) under nonparametric shape restrictions and the existence of excluded exogenous variables. We show that the instrument variation that compensates strategic substitution helps solve the multiple equilibria problem. We apply our method to data on airlines and air pollution in cities in the U.S. We find that (i) the causal effect of each airline on pollution is positive, and (ii) the effect is increasing in the number of firms but at a decreasing rate.

研究の動機と目的

• 処置がエージェント間の戦略的相互作用によって生じる場合の処置効果の同定を扱う。
• 複数の均衡に起因する同時性および選択の非単調性による課題を克服する。
• パラメトリック制限や大サポート仮定を必要としない平均処置効果（ATE）の境界を構築する。
• 戦略的補代替を相殺する除外変数を組み込むことで、複数の均衡を解消する。
• 米国都市における航空会社の進出と都市部の大気汚染データに、このフレームワークを応用する。

提案手法

• エージェントが完全情報の離散ゲームをプレーするモデルを提示し、均衡行動（2値の処置）が非分離的結果を決定する。
• 選択された処置の数に基づく均衡における単調パターンを確立し、形状制限の下での同定を可能にする。
• 形状制限と除外された外生変数の存在を用いて、ATEの非パラメトリックな境界を導出する。
• 戦略的補代替を相殺するためのインストゥルメントの変動を導入し、複数の均衡を解消する。
• 除外制限と均衡選択における単調性を用いて、大サポート仮定を必要としない処置効果の同定を行う。
• 構造的モデルを用いて航空会社の進出と地域の大気汚染を分析し、異質な効果を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 処置がエージェント間の戦略的相互作用によって決定される場合、どのように処置効果を同定できるか？
• RQ2 複数の均衡を伴うモデルにおいて、どのような条件下で平均処置効果の非パラメトリックな境界を導けるか？
• RQ3 戦略的補代替を相殺する除外インストゥルメントは、このようなモデルにおける同定をどのように改善するか？
• RQ4 米国都市における航空会社の存在が地域の大気汚染に与える因果的効果の性質は何か？
• RQ5 航空会社の進出が汚染に与える処置効果は、存在する航空会社の数に応じてどのように変化するか？

主な発見

• 追加の航空会社1社の因果的効果は正であり、航空会社の存在が汚染レベルを上昇させることを示している。
• 航空会社の進出が汚染に与える効果は、企業数の増加に伴い上昇するが、その増加率は低下しており、収穫逓減の兆候を示している。
• パラメトリック仮定や大サポート条件を必要とせず、平均処置効果の境界を同定できる。
• 戦略的補代替を相殺するインストゥルメント変数は、複数の均衡を解消し、同定を可能にする上で不可欠である。
• 処置数に基づく均衡における単調パターンにより、形状制限の下で非パラメトリックな同定が可能になる。
• 米国都市レベルのデータに実証応用した結果、航空会社の進出が地域の大気汚染に顕著かつ非線形な影響を与えることが確認された。