Python实现ABC人工蜂群优化算法优化随机森林回归模型(RandomForestRegressor算法)项目实战

说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档+视频讲解 ),如需数据+代码+文档+视频讲解可以直接到文章最后获取。

1 . 项目背景

人工蜂群算法(Artificial Bee Colony, ABC)是由Karaboga于2005年提出的一种新颖的基于群智能的全局优化算法,其直观背景来源于蜂群的采蜜行为,蜜蜂根据各自的分工进行不同的活动,并实现蜂群信息的共享和交流,从而找到问题的最优解。人工蜂群算法属于群智能算法的一种。

本项目通过ABC人工蜂群优化算法优化随机森林回归模型。

2 . 数据获取

本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:

|------------|--------------|------------|
| 编号 | 变量名称 | 描述 |
| 1 | x1 | |
| 2 | x2 | |
| 3 | x3 | |
| 4 | x4 | |
| 5 | x5 | |
| 6 | x6 | |
| 7 | x7 | |
| 8 | x8 | |
| 9 | x9 | |
| 10 | x10 | |
| 11 | y | 因变量 |

数据详情如下(部分展示):

3. 数据预处理

3.1 用P andas 工具查看数据

使用Pandas工具的head()方法查看前五行数据:

关键代码:

3.2 数据缺失查看

使用Pandas工具的info()方法查看数据信息:

从上图可以看到,总共有11个变量,数据中无缺失值,共2000条数据。

关键代码:

3. 3数据描述性统计

通过Pandas工具的describe()方法来查看数据的平均值、标准差、最小值、分位数、最大值。

关键代码如下:

4. 探索性数据分析

4 .1 y变量分布直方图

用Matplotlib工具的hist()方法绘制直方图:

4 .2 相关性分析

从上图中可以看到,数值越大相关性越强,正值是正相关、负值是负相关。

5. 特征工程

5.1 建立特征数据和标签数据

关键代码如下:

5.2 数据集拆分

通过train_test_split()方法按照80%训练集、20%测试集进行划分,关键代码如下:

6. 构建 ABC人工蜂群 优化算法优化 随机森林 回归模型

主要使用ABC人工蜂群优化算法优化随机森林回归算法,用于目标回归。

6. 1 ABC人工蜂群 优化算法寻找最优参数值

最优参数:

6. 2 最优参数值构建模型

|------------|--------------|---------------------------|
| 编号 | 模型名称 | 参数 |
| 1 | 随机森林回归模型 | max_depth=max_depth |
| 2 | 随机森林回归模型 | n_estimators=n_estimators |

7 . 模型评估

7.1评估指标及结果

评估指标主要包括R方、均方误差、解释性方差、绝对误差等等。

|--------------|--------------|-------------|
| 模型名称 | 指标名称 | 指标值 |
| 测试集 |||
| 随机森林回归模型 | R方 | 0.8485 |
| 随机森林回归模型 | 均方误差 | 6774.9446 |
| 随机森林回归模型 | 解释方差分 | 0.8487 |
| 随机森林回归模型 | 绝对误差 | 64.7433 |

从上表可以看出,R方分值为0.8455,说明模型效果比较好。

关键代码如下:

7.2 真实值与预测值对比图

从上图可以看出真实值和预测值波动基本一致,模型效果良好。

8. 结论与展望

综上所述,本文采用了ABC人工蜂群优化算法寻找随机森林回归算法的最优参数值来构建回归模型,最终证明了我们提出的模型效果良好。此模型可用于日常产品的预测。

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# 本次机器学习项目实战所需的资料,项目资源如下:
 
# 项目说明:
 
# 获取方式一:
 
# 项目实战合集导航:
 
https://docs.qq.com/sheet/DTVd0Y2NNQUlWcmd6?tab=BB08J2
 
# 获取方式二:
 
链接:https://pan.baidu.com/s/14UQ4yVpQvxn_fuaodiYwtQ 
提取码:6nay
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