包含各种路面异物、垃圾以及多种路面状态

包含各种路面异物、垃圾以及多种路面状态

内容概要：本文围绕2025年第十一届全国大学生统计建模大赛“统计创新应用 数据引领未来”的主题，探讨多领域数据分析与模型构建的具体思路。文章从金融风险预警、智慧城市交通、公共卫生疫情防控、环境监测治理以及跨学科融合五个方面详细介绍各选题的研究框架、数据来源、方法论及创新点，强调在确保统计理论严谨性的基础上，融合大数据、机器学习、人工智能等新技术，为参赛队提供系统性、操作性强的选题指导与思路参考，旨在为未来数据驱动决策和社会治理提供有效支持。 适合人群：准备参加全国大学生统计建模大赛的学生团队，特别是对统计学、数据科学及相关应用领域感兴趣的学生。 使用场景及目标：①帮助参赛队伍理解如何在各个领域中应用统计学与新兴技术；②指导参赛队伍在确保数据真实性和模型严谨性的前提下，设计具有创新性和实际应用价值的建模方案；③为参赛队伍提供详细的选题方向和研究框架，助力他们在比赛中取得优异成绩。 阅读建议：本文不仅提供了丰富的理论背景和选题指导，还强调了实际应用的重要性。因此，在阅读过程中，参赛队伍应重点关注如何将理论与实践相结合，同时注意遵守大赛的各项规定，确保论文的学术性和规范性。此外，对于文中提到的创新点和技术细节，参赛队伍可以通过查阅更多相关文献来加深理解并应用于自己的项目中。

【量化金融】是现代投资管理领域的重要组成部分，它利用数学模型和计算机技术来制定投资决策。在本报告“安信证券_0418_机器学习与量化投资：避不开的那些事（4）”中，主要探讨了机器学习在量化投资中的应用，特别是波动率预测和策略失效判断。 **波动率预测**是量化策略的关键环节，因为大多数量化策略的收益与市场的波动性紧密相关。波动率预知有助于投资者更准确地分配策略权重，以降低潜在风险。机器学习方法在此方面展现出了优于传统统计模型的优势，能够更有效地挖掘数据中的非线性和复杂关系，提高预测的准确性。例如，通过神经网络、支持向量机或随机森林等算法，可以捕捉到历史波动率序列中的模式，进而预测未来的市场波动。 **策略失效判断**是另一个重要的话题。传统的投资策略可能在某些市场环境中失去效力，而机器学习提供了提前识别这些情况的可能性。通过监测策略的性能指标，如最大回撤、信息比率等，结合机器学习模型，可以在策略即将失效前及时下线，防止损失扩大。这种方法依赖于历史数据的分析，但须注意历史表现并不保证未来结果。 **机器学习在量化投资中的应用杂谈**部分，报告深入讨论了如何将机器学习融入实际交易流程，以及对机器学习驱动的对冲基金运营模式的思考。这包括如何构建和优化模型、如何处理数据、如何实施交易以及如何持续监控和调整策略。随着技术的发展，这些讨论内容可能需要不断更新以适应新的技术和市场环境。 报告也提醒读者，虽然机器学习带来了诸多优势，但存在风险。波动率预测和策略失效判断基于历史数据，未来市场行为可能与过去不同。此外，随着技术的进步，当前的讨论和实践可能需要不断迭代和改进。 这份报告揭示了机器学习在量化金融中的核心作用，特别是在波动率预测和策略管理上的应用，同时也强调了在使用这些高级工具时需要考虑的风险和不确定性。对于量化投资者来说，理解并掌握这些知识点是至关重要的，以确保在快速变化的金融市场中做出明智的决策。

在金融领域的定量研究中，机器学习的应用为量化投资策略的优化带来了革命性的变化。量化金融作为金融领域的重要分支，其核心是通过数学模型和计算机程序实现对金融市场的深入分析和自动决策。机器学习，作为人工智能的关键组成部分，其在处理大量数据、识别复杂模式方面的能力，已被证明在构建量化投资策略中具有显著优势。 高频量化策略作为量化投资的一个分支，特别适合应用机器学习技术。高频交易需要处理的数据量巨大，并且要求交易决策必须在极短的时间内完成。机器学习算法能够应对这一挑战，通过快速准确地处理海量数据来做出及时有效的交易决策。此外，与传统线性模型相比，机器学习中的非线性模型更能深入挖掘数据背后的价值，因此在分析市场行为、预测价格走势时，非线性模型往往能够提供更加丰富和精确的洞察。 然而，非线性模型也有其潜在的风险。其中最主要的担忧是过拟合问题，即模型可能过于复杂，以至于它仅在历史数据上表现良好，但泛化能力差，无法有效应对未来市场的变化。这就要求在采用机器学习技术时，必须进行严格和谨慎的模型验证，以及定期更新模型以适应市场的实时变化。 量化投资策略的演变也体现了机器学习技术的深远影响。从单次分析到推进分析的转变意味着模型需要不断地与市场互动，而不是仅仅依赖历史数据来一次性地做出决策。机器学习的应用超越了传统的分类任务，开始广泛地渗透到回归分析中，为市场走势的预测提供更加精准的分析工具。而这也展示了机器学习技术在优化决策过程中的巨大潜力。 报告中提到的一个实例特别引人注目，即一个具有高夏普比率（3.55）和年化收益（80.36%）的量化策略。这一数据在历史数据上的表现无疑非常出色，但是报告同时也提醒投资者，这种基于历史数据的策略效果并不代表未来一定能够持续。市场条件的不断变化可能会导致策略失效，因此，投资者必须警惕潜在风险，对策略进行持续的评估和调整。 在报告中，标准神经网络回归在大盘择时策略中的应用是一个亮点。它涉及目标设定、理论选择与数据源的结合、交易成本和策略执行的考虑、算法和模型的建立，以及对策略因子的归因分析等多个方面。此外，报告还强调了策略中存在的风险点，并对未来改进的方向提供了见解，例如如何实现从低频策略向高频策略的平滑过渡，以及对相关算法和模型的设计。 总结来说，机器学习技术在量化投资领域扮演着不可替代的角色，它不仅提高了投资效率，优化了决策过程，而且也极大地增强了金融机构利用大数据和高级分析提升投资绩效的能力。在享受这些技术进步带来的好处的同时，投资者和金融机构也必须清醒地认识到量化策略的局限性和市场的不确定性。通过深入理解机器学习技术，结合谨慎的风险管理，量化投资策略才能在变幻莫测的市场中保持竞争力。

### 相似性基础方法（基于《Learning from Data》第6章） 在深入探讨相似性基础方法之前，我们首先简要回顾一下林轩田教授在《机器学习基石》与《机器学习技法》中所提到的一些核心概念。这些书籍是学习机器学习领域的经典教材，为读者提供了坚实的理论基础和技术实践指南。 #### 一、相似性基础方法概述 **相似性基础方法**是一种直观的学习策略，它通过比较待分类对象与已有数据集中的对象之间的相似度来进行分类或预测。这种方法简单而有效，尤其适用于那些难以用传统统计模型处理的情况。 例如，在描述中提到的一个5岁小男孩将一个从未见过的生物——半人马，根据其特征与他已知的人类和马进行比较，从而做出了一种合理的分类。这个例子很好地展示了人们如何在日常生活中利用相似性来进行判断和决策。 #### 二、相似性的量化 在实际应用中，我们需要将这种直观的方法转化为一种可以量化的技术框架，以便计算机能够执行。为此，本章节重点讨论了如何量化相似性，并提出了一系列重要的概念和技巧。 ##### 2.1 相似性的定义 - **定义**：相似性是指两个对象之间的相似程度。为了实现这一点，首先需要定义一个合适的相似性度量标准。 - **挑战**：找到一个既能反映对象之间的真实相似度，又适合计算的度量标准并不容易。比如，对于图像中的数字“9”和“6”，直观上看它们非常不同，但如果仅通过像素值来衡量，则可能会得到相反的结果。 ##### 2.2 相似性度量 - **常用度量方法**： - **欧几里得距离**：最常用的度量方式之一，适用于数值型数据。 - **余弦相似度**：适用于文本数据和高维稀疏向量。 - **Jaccard相似系数**：适用于集合类型的数据。 - **预处理步骤**： - **中心化**：移除均值，使每个特征具有零均值。 - **轴对齐**：确保特征在同一尺度上进行比较。 - **归一化**：将特征缩放到同一范围，如[0, 1]区间内。 ##### 2.3 最近邻规则 - **定义**：最近邻规则是最基本的相似性基础方法之一，其原理是给新输入对象分配与之最相似的对象所属的类别。 - **实现**：为了实施最近邻规则，首先需要量化两个对象之间的相似度。然后，对于给定的新输入，找到训练集中与其最相似的对象，并将该对象的类别作为预测结果。 ##### 2.4 实例分析 考虑一个简单的数字识别问题，其中包含三个数字：“6”、“9”、“9”。如果我们使用像素值来衡量相似性，那么两个“9”之间的相似度可能远低于“6”与任何一个“9”之间的相似度，这显然不符合直觉。因此，需要对原始数据进行预处理，例如： - **中心化**：确保数字图像居中。 - **轴对齐**：保持数字的大小和位置一致。 - **归一化**：调整图像的尺寸，使其具有相同的比例。 通过这样的预处理步骤，可以显著提高相似性度量的准确性，进而提升最近邻规则等方法的分类性能。 #### 三、相似性基础方法的应用 相似性基础方法不仅限于简单的分类任务，还可以应用于更广泛的场景，包括但不限于： - **图像检索**：用户上传一张图片，系统返回数据库中最相似的图片。 - **推荐系统**：根据用户过去的喜好，推荐与其兴趣相似的产品或内容。 - **异常检测**：识别与正常模式不相匹配的数据点或序列，用于安全监控、设备故障预警等领域。 #### 四、结论 相似性基础方法提供了一个强大的工具箱，用于解决许多实际问题。通过对相似性的准确量化以及适当的预处理步骤，这种方法能够帮助我们有效地进行分类、预测甚至是发现新的类别。未来的研究将进一步探索如何在高维度数据空间中更高效地计算相似性，并开发出更复杂的相似性度量方法。

内容概要：本文介绍了如何在MATLAB中实现基于POA（Pelican Optimization Algorithm）优化的卷积双向长短期记忆神经网络（CNN-BiLSTM），用于多输入单输出的时间序列回归预测。该模型通过CNN提取局部特征，BiLSTM处理上下文信息，POA优化超参数，提高了模型的预测性能。文章详细讲解了数据预处理、模型构建、训练和评估的全过程，并提供了完整的代码示例和图形用户界面设计。 适合人群：具备MATLAB编程基础的数据科学家、研究人员和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要高精度时间序列预测的应用，如金融市场预测、气象数据预测、工业过程监控等。用户可以通过该模型快速搭建并训练高质量的预测模型。 其他说明：未来的研究可以考虑引入更多先进的优化算法，拓展模型的输入输出结构，增强图形用户界面的功能。使用过程中需要注意数据的正常化和防止过拟合的问题。

内容概要：本文通过具体的实战项目——奶茶店销量预测，系统地介绍了建模大赛的完整流程，包括数据加载、数据预处理、模型选择与训练、评估调优及未来预测。具体而言，文章详细讲解了如何使用 Python 编程语言对销量数据进行数据探索、清洗以及特征工程。随后介绍并实现了三种模型：线性回归作为基线模型，用于对比其他复杂模型的效果；随机森林模型适用于处理非线性的销量波动；LSTM 深度学习模型擅长捕捉时间序列中的复杂趋势。在完成预测的基础上，作者对每个阶段都做了充分的评价，并提出了后续改进建议。 适用人群：数据科学爱好者、初入数据分析领域的从业人员、希望深入了解机器学习算法应用的具体方式的学生。 使用场景及目标：通过对真实场景的深入剖析帮助学习者掌握从收集数据到最后实施预测的所有步骤。最终目的是让读者能依据文中提供的指导，在类似的预测性项目中独立进行完整的模型建设，从而提高其理论水平和实际操作能力。 其他说明：本文强调特征工程的重要性和模型优化技巧。同时提倡跨学科思维的应用，即从商业运营视角去思考和技术手段相结合。另外提醒开发者们要注意预测成果的实际应用场景和服务对象特性。最后还指出了几种潜在的研究

内容概要：本文档详细介绍了将极限学习机（ELM）与自适应提升（AdaBoost）结合的一种高效且精确的回归预测模型，特别针对多输入单输出的复杂问题。通过Python代码实例展现了从理论上探讨模型的工作原理，到实际上的应用案例和性能评估，涵盖了金融、医疗、工业等多个实际应用领域。文档指出，在实际操作过程中遇到的数据质量问题，如缺失值和异常值，以及模型的超参数调节等，都是需要考虑并解决的重要挑战。同时文档提供了简单的绘图脚本来直观显示模型的表现情况，有助于进一步调整和改进模型性能。 适合人群：从事数据分析、预测算法开发的专业人士或研究人员，对极限学习机或集成学习感兴趣的学者和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于希望提高现有回归模型准确性和稳定性的企业或个人开发者。通过学习此文档提供的指导和样例，他们可以获得关于如何将这两种强大技术融合在一个系统内的实用技能。 其他说明：此资源除了提供理论依据外，还附带完整实现步骤和部分关键代码片段，使读者能够在自己的项目中快速部署并优化类似的预测工具。此外，它强调了良好的数据预处理措施对于获得可靠成果至关重要这一点。

在IT行业中，尤其是在数据分析和人工智能领域，探究用户对物品类别的喜好细分是一项至关重要的任务。这一过程涉及到大量的数据挖掘、机器学习技术以及用户行为分析，旨在理解用户的需求、兴趣和购买模式，从而为企业提供更精准的市场营销策略和个性化推荐。 我们关注的是“机器学习”这一标签，它是我们进行用户喜好细分的基础。机器学习是一种让计算机通过学习数据而无需明确编程的方式去发现规律和模式的方法。在这个场景中，我们可以应用监督学习、无监督学习或者半监督学习等机器学习算法来处理instacart的数据。 1. 监督学习：可以使用分类算法（如决策树、随机森林、支持向量机或神经网络）来预测用户可能对哪些物品类别感兴趣。这些模型通常基于历史购买数据，将用户行为与物品类别关联起来，形成一个预测模型。 2. 无监督学习：如聚类分析（K-means、DBSCAN等）可以帮助我们发现用户群体中的自然分组，找出具有相似购买习惯的用户群体。这有助于我们理解不同群体对物品类别的偏好。 3. 半监督学习：在数据标注有限的情况下，可以结合有标签和无标签数据进行学习，提高模型的泛化能力。 instacart数据集通常包含用户购物历史、购买时间、物品类别等信息。通过对这些数据的预处理，我们可以提取关键特征，如用户的购物频率、购物时间、购买物品的多样性等。 接下来，我们可以利用特征工程构建更有代表性的用户画像。例如，我们可以计算用户的购物频率、平均购物金额、购物篮中物品类别的多样性，甚至考虑物品间的关联性（如啤酒和尿布的经典案例）。 然后，我们建立机器学习模型并进行训练。在训练过程中，我们需要合理划分数据集（如70%用于训练，15%验证，15%测试），并通过交叉验证来评估模型的性能。常用评估指标包括准确率、精确率、召回率、F1分数等。 模型应用阶段，我们会根据模型预测的结果，对用户进行精细化分群，并针对性地推送个性化推荐。例如，对于频繁购买健康食品的用户，可以推荐更多相关产品；对于新用户，可以基于他们早期的购买行为进行引导。 探究用户对物品类别的喜好细分是机器学习在电商领域的一个典型应用，它涉及数据预处理、特征工程、模型选择、训练和优化，最终目的是提升用户体验，增加用户满意度和企业收益。通过深入理解和运用instacart等真实世界的数据集，我们可以不断优化模型，更好地服务于用户和企业。