针对航空安全风险分析和飞行技术评估问题的题解

针对航空安全风险分析和飞行技术评估问题的题解

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思路

问题一可以分为两小问,首先需要进行数据预处理,其中特别的要针对错误数据进行分析,剔除,这个过程也就是提到的可靠性研究。
常见的剔除数据的方法就是使用箱型图剔除异常值,如下是一个简单的箱形图:

将一组数据从大到小排列,分别计算出,
上四分位数 3: 75%分位点所对应的值
中位数 2: 50%分位点对应的值
下四分位数 1: 25%分位点所对应的值
上边缘(须): Q3+1.5(Q3-Q1)
下边缘(须): Q1-1.5(Q3-Q1)
数据 的合理范围为:

和使用3σ准则剔除异常值相比,箱形图不需要数据服从正态分布,能真实直观的表现数据形状;箱线图以四分位数和四分位距作为判断异常值的标准,四分位数具有一定的耐抗性,多达 25%的数据可以变得任意远而不会很大地扰动四分位数,使得异常值无法对数据形状造成巨大影响,因此箱形图识别异常值的结果比较客观。
通过此方法剔除附件1的异常数据,然后题目需要对数据质量进行可靠性研究,这里就分析哪几个指标的数据异常值多,更加分散即可。另外,对于一些离散型数据,比如二值数据等,如果想要检测异常值,只能以其他指标作为输入,当前指标为输出进行预测。查看预测值与真实值的差异来判断,不建议这么做。
针对第一问的第二小问,即提取与飞行安全相关的部分关键数据项,并对其重要程度进行分析,这部分可以使用相关性分析来提取重要程度,这一部分可以使用相关性的热力图进行可视化,即下图这种。根据目标指标的相关性系数排序,来确定重要程度。同样的,这里也可以使用一些其他的评价类算法,比如灰色综合评价法、模糊综合评价法等方式进行重要程度的排序与建模。

在第一问开始前,最好对数据集做一个初步的EDA(探索性数据分析),包括一些数据可视化。包含但不限于:
数据量、特征数量、数据类型
数据分布情况(标准差、分位数、最大最小值)
重复值处理(保留、删除):假如你想发现某个用户的行为模式,该用户在不同的时间点进行相同的操作,那这个重复值是不是能帮助你获取该用户的行为偏好(你的问题),那可以保留
异常值处理(保留、删除):假如你正在做异常检测的任务,那这个信息能帮助你进行有效的数据标注(你的需要)
缺失值处理(删除、填充)
这里推荐的数据可视化方法有:
单变量可视化:查看数据分布-直方图、箱线图
两个变量的可视化:相关性分析-线图、散点图、热力图,比如:

问题二(小部分)分析:量化描述可以通过变化率、阈值等进行描述,在判断时同样根据这些指标来分辨,可以在这里设置置信区间等方式。这里可能需要进行算法准确率的分析。有时间,可以使用时间序列分析(比如arima)
这里可以做置信度、置信区间分析。还可以划分训练集、测试集来直接计算精确率。这里还可以可视化ROC曲线等。
1.精确率(precision)
就precision而言有很多版本,各种说法不一,有精确率也有正确率更有甚者把准确率也搞出来了实在受不了,反正咱们看英文precision。
precision是表示预测为正样本中,被实际为正样本的比例。可以看出precision是考虑的正样本被预测正确的比例.根据图1-1可得其计算公式为:P = TP / (TP + FP)
2. 召回率(recall)
召回率是表示实际为正样本中,预测为正样本的比例。可以看出,召回率考虑的是正样本的召回的比例.根据图1-1可得其计算公式为:P = TP / (TP + FN)
3.准确率(accuracy)
准确率表示所有的预测样本中,预测正确的比例.其计算公式为:A = (TP + TN) / (TP + FN + FP + TN)
总结:精确率(accuracy)和召回率(recall)计算公式的分子都是TP也就是正样本被预测为正样本的数量,可知其为正样本的精确率和正样本的召回率.而准确率(accuracy)主要表征的是整体预测正确的比例.

以上仅为第一、二问部分思路(后续完善),剩余部分思路、数据集和其他具体配套代码、参考论文,以及其他题目思路,还在本页面获得。
问题四:
这一题可以通过统计建模来计算,可以通过卡方检验研究其整体的差异,再通过列比例研究变量下各分组之间具体的差异,再接着用TGI对差异程度进行形容。、

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