Datawhale AI 夏令营 电力预测

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Datawhale AI 夏令营

参加了电力预测赛道,按照所给的Task任务尝试做一下吧

赛题预览:

任务:给定多个房屋对应电力的消耗历史,预测房屋对电力的消耗

数据集格式:id(房屋标识),dt(日子标识),type(房屋类型),target(房屋在当天消耗的电力)

图片1.png

数据集tarin.csv

评审规则:

预测结果以 mean square error 作为评判标准,具体公式如下:

其中,是真实电力消耗,是预测电力消耗。

Task01 均值

思路:将均值作为预测值
具体做法:因为1-10天电力消耗数为测试集数据,所以训练集数据就是将11-之后天数的数据,给出的baseline代码很简单,直接将train.csv中的每个房屋消耗电力数取前20天,也就是11-20天的数据数据取均值,然后直接作为前1-10天的数据,从官方给出的sample_submit和dataset中test.csv的格式可以看出,这个比赛实质是通过11-之后的天数反推出前1-10天的数据
代码:
# 1. 导入需要用到的相关库
# 导入 pandas 库,用于数据处理和分析
import pandas as pd
# 导入 numpy 库,用于科学计算和多维数组操作
import numpy as np

# 2. 读取训练集和测试集
# 使用 read_csv() 函数从文件中读取训练集数据,文件名为 'train.csv'
train = pd.read_csv('./data/data283931/train.csv')
# 使用 read_csv() 函数从文件中读取测试集数据,文件名为 'train.csv'
test = pd.read_csv('./data/data283931/test.csv')

# 3. 计算训练数据最近11-20单位时间内对应id的目标均值
target_mean = train[train['dt']<=20].groupby(['id'])['target'].mean().reset_index()

# 4. 将target_mean作为测试集结果进行合并
test = test.merge(target_mean, on=['id'], how='left')

# 5. 保存结果文件到本地
test[['id','dt','target']].to_csv('submit.csv', index=None)
结果:提交393分

Task02

思路:第一是使用现成的模型保证模型下限,这里使用lightgbm,第二是对数据集进行切割,人为在训练集的基础上构建出测试集与训练集,训练模型
具体做法:使用特征工程,在这里采用历史平移特征与窗口特征,其实就是在找到最能够表达出数据独特性的特征,然后就是使用lightgbm模型训练预测。
代码:
def time_model(lgb, train_df, test_df, cols):
    # 训练集和验证集切分
    trn_x, trn_y = train_df[train_df.dt>=31][cols], train_df[train_df.dt>=31]['target']
    val_x, val_y = train_df[train_df.dt<=30][cols], train_df[train_df.dt<=30]['target']
    # 构建模型输入数据
    train_matrix = lgb.Dataset(trn_x, label=trn_y)
    valid_matrix = lgb.Dataset(val_x, label=val_y)
    # lightgbm参数
    lgb_params = {
        'boosting_type': 'gbdt',
        'objective': 'regression',
        'metric': 'mse',
        'min_child_weight': 5,
        'num_leaves': 2 ** 5,
        'lambda_l2': 10,
        'feature_fraction': 0.8,
        'bagging_fraction': 0.8,
        'bagging_freq': 4,
        'learning_rate': 0.05,
        'seed': 2024,
        'nthread' : 16,
        'verbose' : -1,
    }
    # 训练模型
    model = lgb.train(lgb_params, train_matrix, 50000, valid_sets=[train_matrix, valid_matrix], 
                      categorical_feature=[], verbose_eval=500, early_stopping_rounds=500)
    # 验证集和测试集结果预测
    val_pred = model.predict(val_x, num_iteration=model.best_iteration)
    test_pred = model.predict(test_df[cols], num_iteration=model.best_iteration)
    # 离线分数评估
    score = mean_squared_error(val_pred, val_y)
    print(score)
       
    return val_pred, test_pred
    
lgb_oof, lgb_test = time_model(lgb, train, test, train_cols)

# 保存结果文件到本地
test['target'] = lgb_test
test[['id','dt','target']].to_csv('submit.csv', index=None)

Task03

思路:Task03选择深度神经网络,还在尝试