实用随机森林 - 针对时间序列的 kaggle 技巧

本文探讨了在时间序列分析中使用随机森林时的优化方法,包括OOB与validation set的区别、时间序列模型建立的技巧以及如何处理时间相关的特征以减少过拟合。通过实例展示了特征重要性分析和去除无关特征对模型性能的影响。

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这节课我们主要讲讲:

1。OOB 和 validation 的数值计算上区别

2。时间序列模型建立时,如何处理 validation 和 test 与模型精度控制的小技巧

3。去掉时间相关的元素 —— 消除训练集里面过拟合的特征

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1。OOB 和 validation set 数值计算上的差别

这两个数值有 2 点不一样:

a。使用的数据不一样

为了更好的得到模型验证的结果,所以我们往往使用一种比较特别的 train/validation split 方式,我们不是直接随机分类得到,而是根据时间顺序,取时间更为久远的作为 train set,取时间较为近的作为 validation set。因此,OOB计算的数据其实来自于 train set,是整个train set 里面随机收取的数据,其结果更适用于解释模型是否过拟合。而 validation set 则完全是时间纬度上更新的数据,因此其结果更适合用于说明模型的泛化情况。

b。数据量不一样

在 OOB 中,你的数据是 out of bag 数据,因此每个数据被用于计算的情况,是它没有被 train 选中的情况,这里的数据被选中的概率就低于 100%。而在 validation set 里面,每一次每个数据被会被计算,因此,计算概率是 100%。因此两者的数据计算均衡性有差别,通常我们认为,OOB 会比实际情况更低一点,因为他的 randomness 更低。

2。时间序列模型建立时,如何处理 validation 和 test 与模型精度控制的小技巧

在时间序列模型构建时,我们的系统误差往往来自于通过过去去预测未来的外推误差。那在 Kaggle 或者工程上实现时,我们可以考虑这个小技巧:<

### 时间序列建模的Kaggle项目与教程 对于时间序列建模的兴趣日益增长,许多研究者和从业者转向 Kaggle 寻找高质量的数据集、竞赛以及学习材料。这些资源不仅有助于理解理论概念,还能提供实践机会来应用不同的模型和技术。 #### 动态图机制下的时间序列分析工具 PyTorch 的动态计算图特性使得它成为处理复杂的时间序列数据的理想选择之一[^2]。这种灵活性允许开发者更容易地定义和修改神经网络结构,在训练过程中调整参数而无需重新启动整个流程。这特别适用于那些具有长期依赖关系的时间序列预测任务。 #### 探索更多特征工程方法 除了利用现有框架外,改进成果还可以通过深入挖掘原始数据中的潜在模式实现。例如,可以尝试对训练集中其他未充分利用的变量进行变换或组合,从而创建新的输入特征用于增强模型表现力[^1]。 #### 实验不同类型的机器学习算法 为了找到最适合特定应用场景的最佳解决方案,建议实验多种回归技术,比如随机森林回归器(Random Forest Regressor) 或梯度提升(Gradient Boosting),甚至是集成多个弱分类器形成强大预测能力的整体方案——即所谓的“ensemble learning”。这种方法能够有效提高泛化能力和鲁棒性,减少过拟合风险。 #### 参考案例分享 - **Web Traffic Time Series Forecasting**: 此比赛要求参赛队伍基于维基百科页面流量记录建立可靠的短期至中期访问量预估系统; - Time Series Forecasting**: 该挑战旨在帮助一家零售连锁店优化库存管理策略,通过对历史销售情况进行建模以指导未来采购决策; - **Rossmann Store Sales**: 类似于上述商店销售额预测问题,但提供了更加丰富的背景信息供参与者探索因果因素之间的关联规律; ```python import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor from sklearn.metrics import mean_squared_error # Load dataset (replace 'your_dataset.csv' with actual file path) data = pd.read_csv('your_dataset.csv') # Preprocess data... X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y) model = RandomForestRegressor() model.fit(X_train, y_train) predictions = model.predict(X_test) mse = mean_squared_error(y_test, predictions) print(f'Mean Squared Error: {mse}') ```
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