LightGBM算法案例实战——客户违约预测模型

案例背景

银行等金融机构经常会根据客户的个人资料、财产等情况，来预测借款客户是否会违约，从而进行贷前审核，贷中管理，贷后违约处理等工作。金融处理的就是风险，需要在风险和收益间寻求到一个平衡点，现代金融某种程度上便是一个风险定价的过程，通过个人的海量数据，从而对其进行风险评估并进行合适的借款利率定价，这便是一个典型的风险定价过程，这也被称之为大数据风控。

模型搭建

1.读取数据

import pandas as pd
df = pd.read_excel('客户信息及违约表现.xlsx')
df.head()

2.提取特征变量和目标变量 

X = df.drop(columns='是否违约')
Y = df['是否违约']

3.划分训练集和测试集

from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, Y, test_size=0.2, random_state=123)

4.模型训练及搭建

from lightgbm import LGBMClassifier
model = LGBMClassifier()
model.fit(X_train, y_train)

模型预测及评估

# 预测测试集数据
y_pred = model.predict(X_test)
print(y_pred)

# 预测值和实际值对比
a = pd.DataFrame()  # 创建一个空DataFrame 
a['预测值'] = list(y_pred)
a['实际值'] = list(y_test)
a.head()

 

from sklearn.metrics import accuracy_score
score = accuracy_score(y_pred, y_test)
score

 

# 查看预测属于各个分类的概率
y_pred_proba = model.predict_proba(X_test)

# 绘制ROC曲线
from sklearn.metrics import roc_curve
fpr, tpr, thres = roc_curve(y_test, y_pred_proba[:,1])
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(fpr, tpr)
plt.show()

 

# AUC值
from sklearn.metrics import roc_auc_score
score = roc_auc_score(y_test, y_pred_proba[:,1])
score

 

# 特征重要性
model.feature_importances_

 

features = X.columns  # 获取特征名称
importances = model.feature_importances_  # 获取特征重要性

# 通过二维表格形式显示
importances_df = pd.DataFrame()
importances_df['特征名称'] = features
importances_df['特征重要性'] = importances
importances_df.sort_values('特征重要性', ascending=False)

 

模型参数调优 

# 参数调优
from sklearn.model_selection import GridSearchCV  # 网格搜索合适的超参数
parameters = {'num_leaves': [10, 15, 31], 'n_estimators': [10, 20, 30], 'learning_rate': [0.05, 0.1, 0.2]}
model = LGBMClassifier()  # 构建分类器
grid_search = GridSearchCV(model, parameters, scoring='roc_auc', cv=5)  # cv=5表示交叉验证5次，scoring='roc_auc'表示以ROC曲线的AUC评分作为模型评价准则

# 输出参数最优值
grid_search.fit(X_train, y_train)  # 传入数据
grid_search.best_params_  # 输出参数的最优值

# 重新搭建分类器
model = LGBMClassifier(num_leaves=15, n_estimators=20,learning_rate=0.1)
model.fit(X_train, y_train)

# 查看ROC曲线
y_pred_proba = model.predict_proba(X_test)
from sklearn.metrics import roc_curve
fpr, tpr, thres = roc_curve(y_test, y_pred_proba[:,1])
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(fpr, tpr)
plt.show()

# 查看AUC值
y_pred_proba = model.predict_proba(X_test)
from sklearn.metrics import roc_auc_score
score = roc_auc_score(y_test, y_pred_proba[:, 1])
score