Python数据分析实战项目-共享单车骑行数据分析

背景介绍

随着我国的经济迅速发展，城市人口急剧增加，随之带来的是一系列的问题，交通拥堵，环境受到破坏，发展公共交通可以完美的解决现在我们面临的这些问题，自行车具有机动灵活、低碳环保的优点，如果自行车可以取代现在的机动车，那么道路就不会那么拥挤，人们的出行效率就会大大提升，汽车废气的排放量也将大大的减少，环境的质量也会提升。同时，为了完美的解决从地铁站到公司、从公交站到家的“最后一公里”路程，共享单车应运而生.

共享单车有效的解决了“走路累，公交挤，开车堵，打车贵”的苦恼。一夜之间，北上广深、甚至部分二线城市，共享单车大街小巷随处可见。继2016年9月26日ofo单车宣布获得滴滴快车数千万美元的战略投资，双方将在共享单车领域展开深度合作之后，摩拜单车也于2017年1月完成D轮2.15亿美元（约合人民币15亿元）的融资，国内共享单车更加火爆，最近一张手机截屏蹿红网络。在这张截图上，24个共享单车应用的图标霸满了整个手机屏幕，真的是“一图说明共享单车的激烈竞争”。而在街头，仿佛一夜之间，共享单车已经到了“泛滥”的地步，各大城市路边排满各种颜色的共享单车。共享经济的不断发展逐渐的改变着人们的日常生活，共享精神也逐渐深入人心。

数据来源（已更新）

链接：https://pan.baidu.com/s/131t5FRozchsOf2PVyWhK8w
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python源代码

# 1.导包操作：科学计算包numpy，pandas，可视化matplotlib，seaborn
import numpy as np  # 导入numpy并重命名为np
import pandas as pd  # 导入pandas并重命名为pd

from pylab import mpl

mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 设置中文字体

from datetime import datetime
import calendar

import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sn


# weekday方法：日期--》星期值（整数，下标从0开始）
# strptime方法：字符串--》日期
# day_name方法：星期值--》星期（字符串）
# month_name方法：月份值--》月份（字符串）
# month方法:日期--》月份值（整数）(1-12)
# map方法：根据对应字典产生映射

# 2. 数据采集/查看和处理
def collect_and_process_data():
    # 2.1 数据读取
    bikedata = pd.read_csv('train.csv')

    # 2.2 数据查看
    print(bikedata.shape)  # 查看数据
    print(bikedata.head(5))  # 查看数据的前5行
    print(bikedata.dtypes)  # 查看数据类型

    # 2.3数据提取
    # 2.3.1提取年月日
    # 对datetime这一列应用匿名函数：
    # x表示datetime这一列数据
    # x.split()以空格符分割,返回字符串列表
    # x.split()[0]取出列表的第一个元素
    bikedata['date'] = bikedata.datetime.apply(lambda x: x.split()[0])  # 添加一列：date

    # 2.3.2提取小时
    bikedata['hour'] = bikedata.datetime.apply(lambda x: x.split()[1].split(':')[0])
    # 2.3.3 在年月日的基础上提取星期几(格式化字符串)
    bikedata['weekday'] = bikedata.date.apply(
        lambda dateString: calendar.day_name[datetime.strptime(dateString, '%Y/%m/%d').weekday()])
    # 2.3.4 在年月日的基础上提取月份值
    bikedata['month'] = bikedata.date.apply(
        lambda dateString: calendar.month_name[datetime.strptime(dateString, "%Y/%m/%d").month])

    # 2.4 数据转换
    # 2.4.1 将season转换为英文季节值
    bikedata['season'] = bikedata.season.map({1: 'spring', 2: 'summer', 3: 'fall', 4: 'winter'})

    # 2.4.2 将以下变量转化成分类变量
    print(bikedata)
    varlist = ['hour', 'weekday', 'month', 'season', 'holiday', 'workingday']
    for x in varlist:
        bikedata[x] = bikedata[x].astype('category')  # astype 改变数据类型
    print(bikedata.dtypes)

    # 2.4.3删除无意义的列
    bikedata.drop('datetime', axis=1, inplace=True)

    # 2.5数据清洗
    # 2.5.1查看数据缺失
    print(bikedata.describe())
    # 2.5.2查看是否有异常值
    fig, axes = plt.subplots(nrows=2, ncols=2)
    fig.set_size_inches(12, 12)  # 重设大小，单位：英寸

    # v垂直 h水平
    # 绘制箱型图
    sn.boxplot(data=bikedata, y='count', orient='v', ax=axes[0][0])
    sn.boxplot(data=bikedata, x='season', y="count", orient='v', ax=axes[0][1])
    sn.boxplot(data=bikedata, x='hour', y="count", orient='v', ax=axes[1][0])
    sn.boxplot(data=bikedata, x='workingday', y="count", orient='v', ax=axes[1][1])
    # 设置横坐标、纵坐标、标题
    axes[0][0].set(ylabel="骑行人数", title="骑行人数")
    axes[0][1].set(ylabel="骑行人数", xlabel="季节", title="各季节骑行人数")
    axes[1][0].set(ylabel="骑行人数", xlabel="时间段", title="各时间段骑行人数")
    axes[1][1].set(ylabel="骑行人数", xlabel="是否工作日", title="工作日和非工作日骑行人数")

    plt.savefig('collect_and_process_data.png')  # 保存图片
    plt.show()  # 显示图片

    # 2.5.3剔除异常数据
    print(np.abs(bikedata["count"] - bikedata["count"].mean()))
    print(3 * bikedata["count"].std())
    print(np.abs(bikedata["count"] - bikedata["count"].mean()) <= (3 * bikedata["count"].std()))
    processed_data = bikedata[np.abs(bikedata["count"] - bikedata["count"].mean()) <= (3 * bikedata["count"].std())]
    print(processed_data)
    processed_data.to_csv('processed_data.csv')
    return processed_data


# 3. 数据分析与可视化（不同月份的骑行月份分析）
def Data_Analysis_and_Visualization_month(bikedata):
    fig, axes = plt.subplots()
    fig.set_size_inches(12, 20)
    sortOrder = ["January", "February", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October",
                 "November", "December"]

    # 判断每个月份有几条记录，并按由大到小顺序排序
    monthAggregated = pd.DataFrame(bikedata.groupby("month")["count"].mean()).reset_index()
    # print(monthAggregated)
    monthSorted = monthAggregated.sort_values(by="count", ascending=False)  # 按月份从小到大排序
    # print(monthSorted)

    # 绘制柱状图
    sn.barplot(data=monthSorted, x="month", y="count", order=sortOrder)
    axes.set(xlabel="月份", ylabel="平均骑行人数", title="不同月份的骑行人数")
    plt.savefig('result_month.png')
    # plt.show()


# 4. 数据分析与可视化（不同时间的骑行时间）
def Data_Analysis_and_Visualization_hour(bikedata):
    fig, ax = plt.subplots()
    fig.set_size_inches(12, 20)
    hueOrder = ['Sunday', 'Monday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', 'Saturday']

    # 一周内不同时间的骑行人数
    hourAggregated = pd.DataFrame(bikedata.groupby(['hour', 'weekday'])['count'].mean()).reset_index()
    print(hourAggregated)
    # 绘制折线图
    sn.pointplot(x=hourAggregated['hour'], y=hourAggregated['count'], hue=hourAggregated['weekday'], hue_order=hueOrder,
                 data=hourAggregated)
    ax.set(xlabel='时间', ylabel='骑行人数', title='一周内不同时间的骑行人数')
    plt.savefig('result_hour.png')
    plt.show()


# 主函数
def main():
    # 数据采集/查看和处理
    processed_data = collect_and_process_data()
    # 数据分析与可视化:月份
    Data_Analysis_and_Visualization_month(processed_data)
    # 数据分析与可视化:小时
    Data_Analysis_and_Visualization_hour(processed_data)


# 主程序
if __name__ == '__main__':
    main()

分析结果

数据查看

数据分析与可视化（骑行月份分析）

数据分析与可视化（骑行时间分析）