图算法在风控场景的应用

本文探讨了图算法在风控领域的应用,包括图算法的简介、演化趋势,以及在风控策略中的具体应用。文章指出,图算法与风控相遇是因为团伙作案的关联性和相似性,使得图算法在团伙识别、风险评估等方面发挥重要作用。随着技术发展,图机器学习和图神经网络在风控中的应用逐渐增加,提高了模型的鲁棒性和学习能力。此外,文章还讨论了图算法在风控平台的实践心得,强调了算法与平台融合的重要性,并展望了未来图算法在风控领域的挑战和趋势。

​导读:本文将分享图算法在风控中的应用。

今天的介绍会围绕下面四点展开:

  • 图算法和风控简介

  • 图算法在风控的演化

  • 相应平台的心得

  • 展望未来


分享嘉宾|汪浩然 互联网行业资深风控和图计算专家

编辑整理|戴杰 永辉超市

出品社区|DataFun


01/图算法和风控简介

1. 什么是图算法——图论算法

图算法最早来源于图论和组合优化相关算法,在风控里面应用比较多的基本上都是传统的图算法或比较偏数学理论的算法,如最短路径发现,不同的账号和交易之间存在异常的最短路径,某些账号或设备存在异常的关联。另外,还有图的识别,比如洗钱,会涉及到异常的环路。

早期图在风控的应用都是基于明确的数学结构定义,如果大家仔细研究这些算法,会发现有的算法是多项式时间可以解决的,有些是多项式时间无法解决的,比如 NP-hard 问题。在团或圈的发现算法中,其实会用到一些近似算法。而且风控中有意思的一点是数学上定义得越严格,黑产绕过就越容易。比如黑产知道你的目的是发现团,他会故意某几个设备少一两条边,那数学严格的定义就很容易被绕过。

2. 什么是图算法——图机器学习

早期业内是直接应用这套传统图算法到风控中,随着技术的发展,图机器学习也开始应用在风控中。比如早期本人在交易场景中落地了一个标签传播算法,它是一个 Transudative 推演式的算法(非归纳式)。

在现实应用中,很多时候我们没有办法对黑白灰样本去做完全精确的定位。那该如何利用类似社交网络的同质性(好人和好人关系近,坏人和坏人关系近)做团伙识别?在风控场景,很容易通过强规则产出高准确率的样本,但覆盖率很低(低召回),那么如何扩充这些样本呢?

此时标签传播算法和半监督技术就开始在风控中使用。图神经网络的半监督学习,其学习能力和鲁棒性高于传统图算法。有别于传统的图算法的自定义 Aggregate 和 Message Passing,随着图神经网络的发展,也越来越多的应用到风控场景。

3. 什么是图算法——图挖掘算法

风控场景中使用到很多图挖掘算法,如:

  • 高密度子图,一些异常账号和异常行为对象之间会存在高密度子图。

  • 邻居域异常,异常节点、边、网络存在异常的形状(如星形散射状),即该账户的邻居域异常。

  • 复杂网络,比如异常网络的度分布和正常网络的度分布是不同的。如有时挖掘了一些团伙,可以基于 Degree Sequence 构建特征和模型。不同 Degree Sequence 分布的网络存在不同的特性,这可以指导我们进一步构建拓扑相关特征。

4. 什么是风控

上图中的台词很好地概括了风控的工作,“人活一世,有的人成了面子,有的人成了里子,都是时势使然”。从事金融风控、交易风控,风控规则和算法是公司的核心竞争力,都需要保密。有很多精彩的算法及落地不方便出来交流,可能很少有人知道,但这都成了里子。风控同学也是甘于寂寞,不断地去进行各种对抗,同时也在钻研技术和业务。

5. 互联网风控干什么

众所周知的羊毛党薅羊毛、账户被盗、盗卡、现金贷、“以贷养贷”、猫池、恶意退货、物流空包、各种各样的诈骗、杀猪盘等等,这些场景都属于互联网风控范畴。

6. 图算法和风控的相遇

<think>我们正在讨论LightGBM在风控领域应用。根据引用内容,LightGBM具有高效、低内存消耗、高准确率等优势,适合处理大规模数据,这正是风控场景常见的需求。风控建模通常涉及二分类问题(如预测违约概率),LightGBM的二元分类任务支持良好。我们将从数据预处理、特征工程、模型训练与调优、模型评估等步骤展开。步骤1:数据预处理-缺失值处理:风控数据常含缺失值,可采用中位数/众数填充或单独作为一类。-异常值处理:基于业务规则或统计方法(如IQR)处理异常值。-数据分箱:连续变量分箱可提升模型稳定性,LightGBM支持类别特征直接输入,但分箱能降低过拟合风险。-样本不平衡处理:风控中违约样本较少,可采用过采样(SMOTE)、欠采样或调整class_weight参数。步骤2:特征工程-特征衍生:基于用户行为数据构造特征(如最近3/6/12个月的消费次数、逾期次数等时序特征)。-特征选择:使用IV值、互信息等筛选特征,或通过LightGBM内置特征重要性进行递归筛选。步骤3:模型训练与调优引用[1]提到AFSSA优化LightGBM超参数,但未具体说明。我们可采用网格搜索或贝叶斯优化调参,关键参数包括:-`num_leaves`:单棵树的最大叶子数(控制复杂度)-`learning_rate`:学习率-`n_estimators`:树的数量-`max_depth`:树的最大深度(防止过拟合)-`min_data_in_leaf`:叶子节点最小样本数-`feature_fraction`:特征采样比例-`bagging_fraction`:数据采样比例-`lambda_l1`,`lambda_l2`:正则化项步骤4:模型评估风控模型常用评估指标:-KS统计量(衡量模型区分度)-AUC-ROC(综合评估排序能力)-PSI(稳定性指标)-召回率/精准率(业务权衡)实例代码框架(Python):```pythonimportlightgbmaslgbfromsklearn.model_selectionimporttrain_test_splitfromsklearn.metricsimportroc_auc_score,accuracy_score#数据准备X_train,X_test,y_train,y_test=train_test_split(X,y,test_size=0.2,random_state=42)#构建LightGBM数据集train_data=lgb.Dataset(X_train,label=y_train)test_data=lgb.Dataset(X_test,label=y_test,reference=train_data)#设置参数(示例,需根据调优调整)params={'boosting_type':'gbdt','objective':'binary','metric':'auc','num_leaves':31,'learning_rate':0.05,'feature_fraction':0.9,'bagging_fraction':0.8,'bagging_freq':5,'verbose':0,'is_unbalance':True#处理样本不平衡}#训练模型gbm=lgb.train(params,train_data,num_boost_round=500,valid_sets=[train_data,test_data],early_stopping_rounds=50)#预测y_pred=gbm.predict(X_test,num_iteration=gbm.best_iteration)#评估auc=roc_auc_score(y_test,y_pred)print(f'AUC:{auc:.4f}')```风控应用注意事项:1.可解释性:LightGBM提供特征重要性,但单棵树解释性仍弱于逻辑回归。可通过SHAP值增强解释性。2.线上部署:模型导出为PMML或ONNX格式,便于Java/C++服务调用。3.模型监控:定期计算PSI、特征稳定性等指标。引用[2][3][4]强调了LightGBM的高效性,在风控实时决策场景中优势明显。§§相关问题§§1.LightGBM如何处理风控建模中的类别型特征?2.如何用SHAP值解释LightGBM风控模型的预测结果?3.风控模型中如何设定合适的KS阈值作为决策分界点?</think>### LightGBM在风控领域的建模应用与实现 LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)在金融风控领域应用主要集中于**信用评分、欺诈检测、违约预测**等场景,其高效性和准确性(引用[2][3][4])使其成为处理大规模风控数据的理想选择。以下是关键实现步骤: --- #### 一、风控建模核心流程 1. **数据预处理** - 缺失值处理:中位数填充或单独分箱 - 特征分箱:连续变量离散化(如年龄分段为$[18,30), [30,45)$) - 类别编码:`categorical_feature`参数直接处理类别型变量(无需独热编码) 2. **特征工程** - 时序特征:用户近3/6/12个月的行为统计 - 交叉特征:$ \text{消费频率} \times \text{单次最大金额} $ - 风险指标:Z-score异常检测($ z = \frac{x - \mu}{\sigma} $) 3. **模型训练(Python示例)** ```python import lightgbm as lgb from sklearn.model_selection import train_test_split # 加载数据 X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(X, y, test_size=0.2) # 配置风控专用参数(引用[1][3]) params = { 'objective': 'binary', # 二分类任务 'metric': 'auc', 'num_leaves': 63, # 控制树复杂度 'learning_rate': 0.05, 'feature_fraction': 0.8, # 特征抽样防过拟合 'bagging_freq': 5, 'verbosity': -1 } # 训练模型 model = lgb.train( params, train_set=lgb.Dataset(X_train, label=y_train), valid_sets=[lgb.Dataset(X_val, label=y_val)], num_boost_round=1000, early_stopping_rounds=50 ) ``` 4. **模型优化关键(引用[3][4])** - 过拟合处理:增大`min_data_in_leaf`,添加`lambda_l2`正则化 - 样本不平衡:设置`scale_pos_weight = 负样本数/正样本数` - 特征选择:基于`feature_importance`剔除低重要性特征 --- #### 二、风控场景应用实例 1. **信用评分卡** - 输出用户违约概率:$ P(\text{default}) = \frac{1}{1 + e^{-(\beta_0 + \beta_1 x_1 + \cdots)}} $ - 将LightGBM预测概率分箱映射为信用分数 2. **实时反欺诈** - 毫秒级响应:利用`predict()`函数实时计算风险分 - 规则引擎联动:当$ P(\text{fraud}) > 0.7 $时触发人工审核 3. **模型可解释性** - 使用SHAP值解释预测: $$ \phi_i = \sum_{S \subseteq N \backslash \{i\}} \frac{|S|!(|N|-|S|-1)!}{|N|!} [f(S \cup \{i\}) - f(S)] $$ - 输出高风险用户的特征贡献力(如"本次交易金额异常"贡献+30分风险) --- #### 三、性能优化策略 1. **计算效率(引用[2][4])** - 直方图算法:将连续特征离散为$ k $个桶(默认$ k=256 $),减少计算量 - 并行学习:`device_type='gpu'`启用GPU加速 2. **部署实践** - 模型导出:`model.save_model('lgb_model.txt')` - API服务:通过Flask加载模型提供实时预测 - 监控指标:每月计算PSI(Population Stability Index)检测特征漂移 > **案例参考**:某银行使用LightGBM构建信用卡欺诈模型,AUC提升至0.92,相比逻辑回归误杀率降低37%,同时推理速度达5000次/秒(引用[3])。 ---
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