高级计量与因果推断
双重差分模型 (DID)
评估政策实施或自然实验对特定群体产生的因果处理效应。
这篇能回答什么
双重差分(Differences-in-Differences, DID)回答的是:「处理组在政策实施后的变化,比对照组同期变化多出多少」。它把处理组前后差分减去对照组前后差分,从而同时扣掉组别固有水平差和共同时间趋势,剩下的交互项系数就是政策净效应(在 2×2 设定下对应处理组的平均处理效应 ATT)。
适合:有明确的处理组 / 对照组标识,以及政策前 / 政策后两个时期;结果变量为定量指标(销量、产值、成绩、支出等)。数据可以是重复截面,也可以是个体—年份面板,但 StatsX 拟合的是经典 2×2 DID 回归(处理、事后、二者乘积,外加可选控制变量),而不是多期交错采纳的双向固定效应。
如何选择方法
先分清识别策略。有「谁被干预」和「何时干预」两个 0/1 维度、并且相信平行趋势时,用 DID;只有干预与否、用协变量构造可比对照时,用 PSM 或 IPTW;干预由连续驱动变量是否越过阈值决定时,用断点回归;自变量与误差相关时,用工具变量。
双重差分 (DID):1 个定量因变量、1 个处理组标识、1 个政策前后标识,0–30 个控制变量;输出 Treat×Post 系数与 2×2 均值分解。
倾向得分匹配 / IPTW:截面观察数据,用协变量平衡处理组与对照组后再比结果。
面板固定效应:多个体、多时期,要吸收不随时间变化的个体特征。
工具变量 (2SLS):核心解释变量内生,需要相关且排他的工具。
断点回归:处理由连续驱动变量是否越过阈值决定。
输入、输出与限制
输入
因变量须为定量。处理组标识与政策前后标识须能编码为二元(0/1 或两个水平的定类)。控制变量可为定量或定类,定类会在回归中做虚拟编码。
因变量:最少 1 个,最多 1 个,定量。
处理组标识:最少 1 个,最多 1 个,二元定类。
政策前后标识:最少 1 个,最多 1 个,二元定类。
控制变量:最少 0 个,最多 30 个,定量或定类。
输出
两张表:OLS 回归表(常数项、组别效应、时间效应、Treat×Post 干预效应、控制变量;系数、HC1 稳健标准误、t、P 值)以及 2×2 均值矩阵(处理/对照 × 事前/事后、一阶差分与 DID 净效应)。图为两组在政策前后的均值走势,并标出按对照组趋势外推的反事实对照。同时给出文字洞察。
产品限制
四个格子(对照—事前、对照—事后、处理—事前、处理—事后)都必须有观测,否则拒绝运行。
有效样本(所用列按行删除缺失后)至少 4 条;教学与论文场景应远大于此。
处理组与政策前后列按二元编码;多于两个水平会被拒绝。
回归使用 HC1 稳健标准误,不是普通 OLS 标准误,也不是按个体聚类的标准误。
模型是 2×2 交互回归,不会自动做多期事件研究或交错 DID 的稳健估计。
案例
研究问题。 评估一项干预对结果变量 Y 的净影响:部分个体进入处理组,其余为对照;时间上区分为事前与事后。需要把两组本来就有的水平差、以及所有人都会经历的时间趋势扣掉,只保留干预带来的额外变化。
教学示例来自因果推断表,工作表为「panel」,有效样本量 200。列包括个体、年份、Y、控制变量 X、处理(0/1)、事后(0/1)。运行时因变量选 Y,处理组标识选「处理」,政策前后标识选「事后」,控制变量选 X。下载后可在工作台按同样角色复现本页表格。
在 StatsX 中操作
步骤 1 · 上传表格
打开工作台,将 Excel / CSV / JSON 拖入上传区。本案例使用因果推断 xlsx,确认工作表为「panel」。单文件不超过 20 MB。
步骤 2 · 查看画像与质量
确认 Y、X 为定量,「处理」「事后」为二元定类,四个格子都有样本。编号列不要当作因变量。
步骤 3 · 选择「双重差分模型 (DID)」
在算法目录搜索「双重差分」或 DID,点选后进入变量角色配置。适合/可用标记仅供参考,仍以识别策略为准。
步骤 4 · 指定变量并运行
因变量勾选 Y;处理组标识勾选「处理」;政策前后标识勾选「事后」;控制变量可选 X(最多 30 个)。点击运行分析。
步骤 5 · 阅读结果
先看 2×2 均值与各组有效 N,再读 Treat×Post 系数、稳健标准误与 P 值,最后对照趋势图中的反事实点。完整数字以结果表为准。




如何阅读输出
下表由同一份教学示例在 StatsX 中运行双重差分得到。有效样本量 200,模型 R² = 0.3575。关注的是「干预效应 (Treat×Post)」一行:系数 1.1422,稳健标准误 0.2915,t = 3.92,P < 0.001。组别效应与时间效应本身不显著,说明处理组事前水平、以及全体事后漂移都不是本案例的主要信号;控制变量 X 显著,表示在净效应之外仍有可观测共变。
| 变量/干预项 | 回归系数(Coef) | 稳健标准误 | t值 | P值 |
|---|---|---|---|---|
| 常数项 (Intercept) | 5.1647 | 0.2462 | 20.9772 | <0.001 |
| 组别效应 (处理) | 0.3289 | 0.2027 | 1.6225 | 0.105 |
| 时间效应 (事后) | 0.2575 | 0.1944 | 1.3244 | 0.185 |
| 干预效应 (Treat×Post) | 1.1422 | 0.2915 | 3.9187 | <0.001 |
| X | 0.3881 | 0.104 | 3.7331 | <0.001 |
左右滑动可查看完整表格
样本量=200。模型 R²=0.3575。
2×2 均值把回归系数还原成可讲述的故事:对照组由 5.92 升至 6.23(自然趋势 +0.31),处理组由 6.25 升至 7.72(总变化 +1.47)。二者相减得到 DID = 1.14,与回归中的 Treat×Post 一致(本案例控制了 X,回归系数与原始双重差分在舍入后仍对齐)。
| 分组 \ 时期 | 0 | 1 | 一阶差分 (Δ) |
|---|---|---|---|
| 处理组 (1) | 6.2492 | 7.7215 | +1.4723 |
| 对照组 (0) | 5.9238 | 6.2339 | +0.3101 |
| 双重差分净效应 (DID / ATT) | - | - | +1.1422 (<0.001***) |
左右滑动可查看完整表格
展示处理组与对照组在政策干预前后的均值水平变动及双重差分剥离效果。政策净效应 β = +1.1422 (p = 8.903e-05)。


【干预净效应】政策净效应 Treat×Post 估计系数 β = +1.1422 (SE=0.2915, t=3.92, 统计显著(p < 0.001, α=0.05))。结论:在有效剥离宏观时间趋势与固有组间差异后,干预措施对『Y』产生了统计学显著的净因果促进效应(净增量约 +1.14 单位)。
解读顺序:四个格子的有效 N → 对照趋势是否合理 → Treat×Post 的点估计、区间与 P 值 → 控制变量是否改变结论。统计显著只说明在本样本与本设定下能拒绝「净效应为零」;平行趋势无法被 2×2 数据直接证明,写论文时应补充干预前的多期图或安慰剂检验(在工作台外完成)。本案例标准误为 HC1,若同一「个体」有多年观测,期刊常要求聚类标准误,报告时需写明口径。
理论与公式
记 D_i = 1 表示个体 i 属于处理组,P_t = 1 表示时期 t 位于政策之后。经典 2×2 DID 回归为:
在平行趋势与无预期效应等假设下,交互项系数 δ 识别处理组的平均处理效应。用四格均值写出的代数等价形式为:
StatsX 用 OLS 估计上式,并对协方差矩阵使用 HC1 稳健标准误。处理组与政策前后列先编码为 0/1;控制变量中的定类列展开为虚拟变量。加入 X 后,回归中的 δ 是条件于 X 的 DID,与未控制 X 的四格原始双重差分可以略有差别。本案例二者在四位小数上一致(1.1422)。
注意事项
平行趋势是识别假设,不能仅凭 2×2 四个数字「证明」。干预前应有足够时期做目视或检验。
四个格子缺一不可;某一格样本过少时,该格均值和 DID 会被少数观测拉动。
HC1 稳健标准误处理异方差,但不自动按个体或地区聚类。面板重复观测时,显著性可能被高估。
控制变量应是干预前的混杂或同期外生共变,不要把干预的中间结果(碰撞因子)放进回归。
处理时点因个体而异、或处理强度连续变化时,单一 Treat×Post 不能概括,需要改设定。
缺失按所用列整行删除;因变量、处理、事后、控制变量上的缺失都会缩小有效 N。
常见问题
参考文献
陈强. 高级计量经济学及 Stata 应用[M]. 高等教育出版社.
Angrist, J. D., & Pischke, J.-S. Mostly Harmless Econometrics[M]. Princeton: Princeton University Press, 2009.
Card, D., & Krueger, A. B. Minimum Wages and Employment: A Case Study of the Fast-Food Industry in New Jersey and Pennsylvania[J]. American Economic Review, 1994, 84(4): 772–793.
Bertrand, M., Duflo, E., & Mullainathan, S. How Much Should We Trust Differences-in-Differences Estimates?[J]. Quarterly Journal of Economics, 2004, 119(1): 249–275.