赛题理解

赛题类型

本赛题要求提交的结果是预测15 天内用券的概率，这是一个连续值，但是因为用券只有用与不用两种情况，而且评测指标是典型的二分类评测指标AUC,所以这是一个二分类问题。

解题思路

总结来说，解题流程是数据分析 -> 特征工程 -> 训练与验证 -> 模型融合。

数据探索

理论知识

数据可视化分布

1、箱线图：

箱线图(Box-Plot) 是用于显示一组数据分散情况的统计图，因其形状如箱子而得名。

箱线图的绘制过程:首先，找出一组数据的上下边缘、中位数及两个四分位数；然后，连接这两个四分位数，画出箱体；最后，将上下边缘分别与箱体连接，这样中位点就位于箱体中间。

箱线图可以观察数据分布的特征，也可以用于对多组数据分布特征进行比较。

2、直方图和Q-Q图：

直方图(Histogram)是用一系列高度不等的纵向条纹或线段来表示数据的分布情况，是一种统计报告图。一般横轴是数据类型，纵轴是统计特征(比如频数)。

Q-Q图( Quantile-Quantile Plot)以散点图的方式，通过绘制两个概率分布对应的分位数对不同分布进行比较。Q-Q图可以用于检验数据是否为正态分布。在Q-Q图上，将数据的分位数作为x轴坐标值，同时将计算出的假定为正态分布时的数据分位数作为y轴坐标值。当实际数据近似为正态分布时，Q-Q图的点会落在一条直线上。

3、分布对比：

我们可以通过绘制不同特征项的核密度(Kdeplot）来对比数据分布。由于核密度估计是通过核函数对数据点进行拟合，因此得到的数据分布图比直方图更加平滑。

4、线性关系：

使用regplot()函数可以对两个特征项之间的线性回归关系进行可视化展示。

特征工程

赛题特征工程思路

(1)首先可以通过offline训练数据直接提取训练集特征并进行标记(结合“Date_recieved”和“Date”即可判断该优惠券是否使用)，通过测试数据提取测试集特征。

(2)在训练集中可以直接提取的特征主要与优惠券相关，包括折扣率、优惠券类型(是否为满减)、满额、减额、距离等。

(3)进一步可以提取统计特征。包括用户统计特征，如用户领取优惠券次数(总数，核销，未核销)、用户消费次数(总数，用券，未用券)、折扣率(最大，最小，平均)等;优惠券统计特征，如核销率、领取次数、消费次数、使用距离(最大，最小，平均)等;商家统计特征，如优惠券被领取次数及使用概率(总数，核销，未核销)、使用距离(最大，最小，平均)、被使用优惠券的折扣率(最大，最小，平均)等;关联统计特征，如用户领取商家的优惠券次数、用户领取商家优惠券后的不核销次数、用户领取商家优惠券后的核销次数、用户领取商家优惠券后的核销率等。

(4)评估穿越。在机器学习中，我们之所以要将样本划分为训练集和测试集，主要就是希望在测试集上做评估，而不是在训练集上做评估，防止发生过拟合，进而使评估结果更加准确。评估穿越，指的就是由于样本划分不当，使测试集中的信息“穿越”到了训练集中, 导致评估结果更偏爱过拟合的模型，致使结果不够准确。为了防止评估穿越，本赛题在滑窗的过程中，要注意预测区间和特征区间一定不能重叠，直接使用全局数据的统计量更是不可取。

(5)滑窗。滑窗(滑动窗口)就是指定单位长度的时间序列，然后计算窗口区间的统计指标。这一过程也相当于让一个指定长度的滑块在刻度尺上面滑动，每滑动一个单位即可反馈滑块内的数据。采用滑窗的方法可以得到多份训练数据集，特征的窗口区间越小，得到的训练数据集的数量越多。

对特征区间的数据集可以提取各种统计特征，对预测区间的数据集可以提取优惠券等数据本身的特征，同时对是否用券进行标记。

(6)穿越特征。就是在训练集上提取的特征，或者外部取得的在目标时间段内的数据。穿越特征在实际应用中意义不大，因为用的是“未来”的数据，在实际过程中是得不到的。但是在比赛过程中，经常对分数有很大提高。以本赛题为例，在提供的预测集中包含了同一个用户在整个7月的优惠券领取情况，这实际上是一种穿越。比如，存在这种情况:某一个用户在7月10日领取了某优惠券，然后在7月12日和7月15日又领取了相同的优惠券，那么7月10日领取的优惠券被核销的可能性就很大了。在加入这部分特征后，AUC可以提升约10个百分点。

说明:不同的比赛对穿越特征的要求不一样，有的比赛绝对不允许使用穿越特征，有的比赛允许。在参加比赛时，如果发现穿越特征，则一定要与主办方确认是否可以使用!

(7)特征方案。正如前面章节所讲，机器学习方案是一个不断迭代的过程，作为机器学习关键环节的特征工程，更是需要不断地迭代、优化。上面我们已
经分析了要提取的特征，在此基础上，按照由浅入深、由简单到复杂的顺序提取了三个版本的特征。

特征V1:直接在训练集、测试集上提取的特征，也就是将给定数据项进行数值化的结果。
特征V2:在特征V1的基础上，增加了滑窗统计特征，包括用户统计特征、优惠券统计特征、商家统计特征、关联统计特征等。

模型训练与验证