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第十一届泰迪杯数据挖掘挑战赛-产品订单数据分析B题(完整代码)--数据处理--第一部分(下一部分请看下一博客)

需要解决的问题

  1. 请对附件中的训练数据(order_train1.csv)进行深入地分析,可参照但不限于下述主题。

(1) 产品的不同价格对需求量的影响;

(2) 产品所在区域对需求量的影响,以及不同区域的产品需求量有何特性;

(3) 不同销售方式(线上和线下)的产品需求量的特性;

(4) 不同品类之间的产品需求量有何不同点和共同点;

(5) 不同时间段(例如月头、月中、月末等)产品需求量有何特性;

(6) 节假日对产品需求量的影响;

(7) 促销(如618、双十一等)对产品需求量的影响;

(8) 季节因素对产品需求量的影响。

  1. 基于上述分析,建立数学模型,对附件预测数据(predict_sku1.csv)中给出的产品,预测未来3月(即2019年1月、2月、3月)的月需求量,将预测结果按照表3的格式保存为文件result1.xlsx,与论文一起提交。请分别按天、周、月的时间粒度进行预测,试分析不同的预测粒度对预测精度会产生什么样的影响。

本文是运用jupyter notebook来撰写代码

代码私聊获取,平台不能放链接

移步社区获取完整代码

数据处理

#导入需要的库
import pandas as pd          
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from datetime import datetime    
from pandas import Series 
from sklearn.metrics import mean_squared_error
from math import sqrt
from statsmodels.tsa.seasonal import seasonal_decompose
import statsmodels
import statsmodels.api as sm
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
%matplotlib inline
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ["SimHei"]
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False
import seaborn as sns
df = pd.read_csv("order_train0.csv")#访问数据

6a89719da37140adb49d16743257d7a1.png

#从上方可以看出,价格最大值去到47911,最大需求去到12480,远大于一般商品

#查看价格分布、需求分布状况

22cff47143f143beaf94f39724472766.png

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#检验数据是否呈现正态分布

 #检验数据是否呈现正态分布
def KsNormDetect(df):   # 输出结果是服从正态分布的数据列的名字
    from scipy.stats import kstest
    list_norm_T = []   # 用来储存服从正态分布的数据列的名字
    for col in df.columns:
        ***********        # 计算均值
        ***********        # 计算标准差
        ***********        # 计算P值
        if res>=0.05:             # 判断p值是否服从正态分布,p<=0.05 则服从正态分布,否则不服从
            print(f'{col}该列数据不服从正态分布------')
            print('均值为:%.3f,标准差为:%.3f' % (u, std))
            print('-'*40)
            **************           
        else:                                # 这一段实际上没什么必要
            print(f'!!!{col}该列数据服从正态分布**********')
            print('均值为:%.3f,标准差为:%.3f' % (u, std))
            print('*'*40)
KsNormDetect(df[['item_price', 'ord_qty']])

7ce32f4fff3f4df88074fa47d4a46650.png

# 对待处理数据中心服从正态分布的数据列
def three_sigma(Ser1):  # Ser1:表示传入DataFrame的某一列
    rule = []
    ***********************
    ***********************
    print(len(out))
    return out          # 返回落在3sigma之外的行索引值

def delete_out3sigma(data, list_norm):  # data:待检测的DataFrame;list_norm:服从正态分布的数据列名
    out_index = []                      # 保存要删除的行索引
    for col in list_norm:            # 对每一列分别用3sigma原则处理
        ***************************
        ***************************
    ******************  # 去除 out_index 中的重复元素
    print(f'\n所删除的行索引共计{len(delete_)}个:\n',delete_)
    data = data.drop(delete_,inplace=True) # 根据 delete_ 删除对应行的数据
    df = data
    return df

delete_out3sigma(df,['item_price','ord_qty'])

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77ca4eac22254db4b568387495bb2fb3.png

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从上图看出数据并不服从正态分布

#再次查看分布状况

2a4361ff50944b1682753585598d4569.png

ed6e0ec5f648412281df2c344aebdb7a.png

#查看数据具体值状况

caa654542de04358b239c971a6e43e45.png

#更改日期类型为datatime类型
df["order_date"]=df["order_date"].apply(pd.to_datetime,format='%Y-%m-%d')

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#查看数据情况

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#对sales_chan_name进行处理

dic = {"offline":1,"online":0}
df['sales_chan_name'] = df['sales_chan_name'].map(dic)

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#时间特征添加

对日期时间进行时间特征处理,而时间特征包括年、季度、月、周、天(一年、一月、一周的第几天)

时间戳衍生中,另一常用的方法为布尔特征,即:

是否年初/年末

是否月初/月末

是否周末

是否节假日

是否特殊日期

是否早上/中午/晚上

上述都有具体的函数,可以去pandas官网上查找,有源码解释

这里为了方便处理节假日,需要安装chinesecalendar库

import chinese_calendar
df['Year'] = df.order_date.dt.year
df['Month'] = df.order_date.dt.month
df['day'] = df.order_date.dt.day

df["day of the week"] = df.order_date.dt.dayofweek 
def applyer(df_row):
    if ******************:
        return 1
    else:
        return 0
temp1 = df["order_date"]
temp2 = df.order_date.********
temp2["weekend"] = temp2
df.index = df["order_date"]

df["quarter"] = *********
df['is_month_start'] = **********
df['is_month_end'] = ************
df['is_quarter_start'] = ********
df['is_quarter_end'] = *********
df['is_year_start'] = **********
df['is_year_end'] =************
df['is_workday']=df['order_date'].map(***********)
df["is_holiday"]=df["order_date"].map(***********)

#上述运行后是以布尔值出现的,需要换成0 1 形式

for u in df.columns:
    ***********
        **********
df

8e4c45578c044078a8338fd5b465d111.png

#添加销售额
df["sales"] = (df["ord_qty"])*(df["item_price"])
df.to_csv("df_sales_.csv")#保存文件,方便后续使用

数据探索

sales_data = df  #养成习惯,每当进行下一环节时,更改变量,以便失误可以返回来调取数据
quantitative_variable = **********
sales_data[quantitative_variable].plot(***********,figsize=(15,15))
plt.show()

3e0fc6831cb2494a9f4856c4362ac645.png

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ["SimHei"]
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False
#频率分布
*********************************
plt.figure(figsize=(16,8))
region.plot(**********************)
plt.title("地区频率分布",fontsize=20)
plt.show()

2a0b53f9310d4817a4408bdf791a8554.png

#查看时间序列是否完整

8aa96f652b4c48549aaf590909433457.png

可以发现不完整,2015年只有4个月的数据

月度信息将进行进一步分析

3dcdded01a0944b99456d0fbc08407e6.png

#月收入状况
plt.figure(figsize=(16,8))

monthly_revenue = sales_data.groupby(['Year','Month'])['sales'].sum().reset_index()
sns.lineplot(x="Month", y="sales",hue="Year", data = monthly_revenue)
plt.xlabel('Month',fontsize = 20)
plt.ylabel('Sales',fontsize = 20)
plt.title('月收入',fontsize = 20)
plt.show()

bba26807e7a64009bc74e80901cfbca9.png

数据显示,2016年,2017年的销售额在10月左右达到峰值,1、3月份也有大幅度回升,2018年在1月达到最大值,3月、10月也有大幅度回升。 这可能是因为当时有许多庆祝活动和节日(感恩节、万圣节、国庆节、春节等)。

我们没有足够的2015年数据,但现有数据显示

plt.figure(figsize=(16,8))

****************************************
['sales'].sum().reset_index()
****************************************
plt.xlabel('Year',fontsize = 20)
plt.ylabel('Sales',fontsize = 20)
plt.title('年-月初收入',fontsize = 20)
plt.show()

6151fc04c4384b11b406d5852406b6c5.png

00e54a319a3644df86f16c953d815bbb.png

2cf6c290a10a4927a2a57c84b0100b93.png

......

......

上述代码可以相同,以此类推,看自己需要去更换变量

#周一到周末的销售情况
sales_data['order_date'].dt.dayofweek
plt.figure(figsize=(16,8))
**************************
plt.title('周一-周日的销售情况',fontsize = 20)
**************************
plt.xlabel('Day of Week')
plt.ylabel('订单')
plt.plot()

aabcd70d3ffd4716a75c1920559b0cc8.png

#节假日销售情况
plt.figure(figsize=(16,8))
**************************
**************************
**************************
plt.xlabel('节假日',fontsize = 15)
plt.ylabel('订单',fontsize = 15)
plt.plot()

f778ae8735f142a499dbbf46a8fc31f3.png

041e7f1b79bc4ae7a2ddc9b64cf041ea.png

可以看出地区销售量状况中,105销售最多,其次是102,101,103,1104

cc6f8548e9e94a64a880ba8e26e994be.png

d0b6376d14e3460d9b941f7101e5627a.png

99bf22168a07463e9f88de743fdb516d.png

.........

..........

以此类推,根据自己需求去更换变量

##########################################

热编码看个人需要情况,个人觉得热编码后对后续的预测也没多大用处

dic1 = {101:"地区1",102:"地区2",103:"地区3",104:"地区4",105:"地区5"}
dic2 = {301:"大类别1",302:"大类别2",303:"大类别3",304:"大类别4",305:"大类别5",306:"大类别6",307:"类别7",308:"大类别8"}
dic3 = {401:"细类别1",402:"细类别2",403:"细类别3",404:"细类别4",405:"细类别5",406:"细类别6",407:"细类别7",408:"细类别8",409:"细类别9",410:"细类别10",411:"细类别11",412:"细类别12"}
sales_data['sales_region_code'] = ********
sales_data['first_cate_code'] = ***********
sales_data['second_cate_code'] =*********

#热编码
************************************
sales_data_dummies = sales_data_dummies.drop(["sales_chan_name"],axis=1)

#将热编码后的数据与原数据结合
*******************
n_sales_data.columns
#绘制热力图
plt.figure(figsize = (40,40))
**********************
sns.heatmap(corr_matrix, annot = True)

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更精彩还在后续-敬请关注“哒哒的马蹄”下一博客

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本文转载自: https://blog.csdn.net/hole66/article/details/129328322
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