2020华为杯数学建模B题-RON建模赛后总结与分析

好久好久没有写博客了。。。挺累的，从二月份开始找暑期实习，接着在进行暑期实习，然后马不停蹄地进行秋招，现在总算结束实习，前两天又参加了华为杯数学建模竞赛，感觉接下来就会很轻松了，希望能好好休息休息。这次的比赛还是挺简单的，比起以前参加社会性质的比赛不同，这次不管是从题目还是从要求上都简单几个档次。

1. 数据清洗

2.降维

3.模型训练

4.优化

5.画图

6.结论

1. 数据清洗

说实话，我是挺费解的，看到论坛上好多人都在骂B题数据不对，数据质量差，其实来说，数据整体还算不错，只有几列问题比较大，而且那些列都是异常的大，实际上数值的大小对我们本题影响不大，而且那些异常列并不是大的混乱，他们一般要是异常，都是全部异常，其实这样子的话，信息量就很少了，他们对我们目标贡献值也就会很低，建模过程中特征直接去掉就可以了，毕竟就选了30个特征，原特征有300多个。

以上是针对一些讨论比较激烈的点的一些个人看法。

接下来针对几个讨论的比较多的点说一下个人看法

1. 首先是数据去空，去0，这里我们主要是看极大值极小值和0的交叉，如果0不在极限值或者极大值内，那么说明这是一个空数据，那我们要么是填充，要么是剔除，我们会发现里面有几列就异常了几个数据，我们可以认为这是测量故障，直接用平均值填充就可以了，但是有两列，他们都有16个点位异常，其实我们仔细观察一下数据，可以发现他们0出现的还算有规律，我猜测可能是那种周期性排气，同时我们也要直接对这几列数据做平均，发现为33 ，也就是313数据周围的312 314 数据异常不大，因此我们可以认为其是正确的。就不要进行操作了。这就是对空值的处理

2. 对于极大值和极小值，我觉得这里题目有些问题吧，我们即不能完全剔除，本来数据量就不多，再剔除就没了。。。所以我采用限幅的办法，但是这里我还是做了一个骚操作，如果表3某一列都超幅值了，我们用表一周围的数据进行填充，这样可以保证我们数据引入的噪声最小。我觉得这么处理的话，模型训练下来mse会降低一些，说明是有效的。

3. 异常值筛选，没啥用吧这个规则。感觉可以忽略。按照我上面这么处理最大值和最小值，然后还有0，改剔除的剔除，改改的改，用这个规则几乎不删除数据，所以我觉得我前面处理的还是很有效果的。

我认为这个数据整体质量还算可以，有点小瑕疵，但是很明显是已经经过几道处理了。从括号有的中文有的英文就可以看出来，那里其实用一个正则就好了。。。毕竟常规操作。

2. 降维

这一步主要是用祖传算法，打比赛的那些降维方法一键降维，什么卡方，IV 都用上，然后再模型融合一下，再用lightGBM进行特征分裂筛选，就ok了，没啥好说的。晒特征，没什么技术含量，都是祖传代码。

3. 模型建立

这里我尝试了三个模型，lgb，线性回归，神经网络，结果是lgb也就比线性回归好了0.002。。。所以我就有点怀疑是不是我降维的时候特征选的太好了，全是线性的。神经网络差一些，mse 0.05。所以这里我们就用线性回归模型，原因嘛，当然是奥卡姆剃刀原则，同时线性回归参数直接获得模型权重，为后面两问打基础

4. 优化

　这一问特别有意思，我也觉得是拉开差距的点吧。这道题我一看到的思路，就是用第三问的模型结果，因为他们是线性的，所以只要根据模型正负号，取极大值或者极小值就可以了。所以一开始我就是这么做的，确实可以找到一些3个变量，让损失降低30 以上。但是这就带来了一个问题，如果我把所有操作变量都调到最优，我们会发现损失变成负的了。。。这里其实就暗示了我们一个问题。

就是我们的极值的取值范围需要再去寻找。

想了挺久的，在第三天的时候才想到，S的含量在5以下，因此我按照S进行数据幅值的确定新的极值的选定。这个地方思路是怎么来的呢？主要是画了S和RON的图像。

我们从这个图可以看出，在89 到90 这一段，有一个变量严重影响着S和RON，让S和RON反方向变化。因此想到了用S去限制幅值。而且S最低是3.2，可能因为传感器最少就是3.2吧我觉得。

那么按照S进行建模，一看，损失有点大，到了0.9，感觉要凉凉，后来想到3.2 的幅值，就把预测结果小于3.2的改成3.2，然后一算，还可以，然后我们就这么做了。

接着这道题就迎刃而解了，我们用S去限制最大值和最小值，然后重用我们的第一个模型，这道题就做出来了，哈哈。

还有一个问题，就是如何定义降低了百分之30，我的理解是对整体样本求平均值，然后修改某一个变量，看看整体样本下降了多少。其实我还有一个理解，对某一个变量操作，计算出325个样本中有多少个下降了超过百分之30，我个人觉得都对吧，第二个我没有去验证，我用的是第一个。不过我觉得应该都对，结果出来应该差距不大吧。

5. 绘图

　　没什么好说的，按照线性回归的模型，依照我的第四问选出的操作变量和最大值最小值，进行操作，每次操作det个就可以了，然后对133号样本预测，画图就可以

6. 总结

怎么说呢，我觉得这是我参加的最简单的一次建模吧，可能因为有基础，参加过社会上的建模比赛，感觉出题方比较温和，但是看论坛有的老哥火气就比较大，还是要好好接受题目然后再去解决问题，而不是一味的向出题方撒气。

从题目来说，前三问问题不大，第四问是挺有意思的，可惜时间不够，其实这里可以研究几个变量对RON损失的变化，然后再结合S含量，建立非线性模型，但是时间不够了。很可惜。差不多絮絮叨叨就说了这些，主要说一下自己的处理方案和一些感悟吧。