模型评价指标

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模型评价指标

2023-04-04 12:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

对于分类模型,在建立好模型后,我们想对模型进行评价,常见的指标有混淆矩阵、KS曲线、ROC曲线、AUC面积等。也可以自己定义函数,把模型结果分割成n(100)份,计算top1的准确率、覆盖率。

之前阐述了混淆矩阵,本文阐述KS的原理和Python实现实例,其它指标会在后续文章中详尽阐述,敬请期待。

一、详细介绍KS

1 什么是KS

KS(Kolmogorov-Smirnov):好坏样本之间累计分布的差值(最大值),用于评估模型的风险区分能力。

好坏样本的累计差异越大,模型的风险区分能力越强,KS指标越大。

2 理解KS的一个小例子

为了便于理解,举一个通俗易懂的小例子(非实际情况)。

现假设有两百个样本,其中100个为逾期客户(标记为1),100个为正常客户(标记为0)。计算模型KS值的步骤如下:

step1:用这两百个样本训练一个模型(可以是逻辑回归、GBDT等),得到两百个样本预测为逾期的prob。step2:把两百个样本根据prob从高到低排序。step3:把样本均分成10组/20组等(最多每个样本是一组,分成两百组)。step4:统计每个组别中逾期客户数量/正常客户数量。step5:统计每个组别中累计逾期客户数量占比/累计正常客户数量占比。step6:计算每个组别中abs(累计逾期客户数量占比-累计正常客户数量占比)。step7:找到累计占比差值绝对值最大的数,即为所求的KS值。

表格形式如下:

上表把200个样本按prob从大到小排序,按数量均分成10组。统计每组中逾期客户数占总逾期客户数的比例,以及每组中正常客户数占总正常客户数的比例。

每一组的KSi为逾期客户累计占比和正常客户累计占比差值的绝对值,最大值0.52即为该模型的KS值,在pop=0.4处取得。

从上表可以发现,逾期客户的prob相对较高,正常客户的prob相对低,即好坏样本的累计分布之间存在差异。

思考一个极端情况,所有逾期客户的prob都高于正常客户的prob,那意味着模型的KS趋近于1,或者为1(分组够细)。

这时,说明模型能完全区分出正常客户和逾期客户。

二、用Python如何计算KS值并绘图

1 具体代码

在python中计算KS的具体代码如下:

import matplotlib import pandas as pd import seaborn as sns from pandas import Series import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.metrics import roc_curve from sklearn.pipeline import make_pipeline sns.set(font='SimHei') #解决Seaborn中文显示的问题 matplotlib.rcParams['font.family']='SimHei' plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] #中文字体设置-黑体 plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False #解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题 from sklearn.metrics import roc_curve def PlotKS(preds,labels,n,asc): #preds is score:asc=1 preds is prob:asc=0 pred=preds #预测值 bad=labels #1为bad,0为good ksds=pd.DataFrame({'bad':bad,'pred':pred}) ksds['good']=1-ksds.bad if asc==1: ksds1=ksds.sort_values(by=['pred','bad'],ascending=[True,True]) if asc==0: ksds1=ksds.sort_values(by=['pred','bad'],ascending=[False,True]) ksds1.index=range(len(ksds1.pred)) ksds1['cumsum_good1']=1.0*ksds1.good.cumsum()/sum(ksds1.good) ksds1['cumsum_bad1']=1.0*ksds1.bad.cumsum()/sum(ksds1.bad) if asc==1: ksds2=ksds.sort_values(by=['pred','bad'],ascending=[True,False]) if asc==0: ksds2=ksds.sort_values(by=['pred','bad'],ascending=[False,False]) ksds2.index=range(len(ksds1.pred)) ksds2['cumsum_good2']=1.0*ksds2.good.cumsum()/sum(ksds2.good) ksds2['cumsum_bad2']=1.0*ksds2.bad.cumsum()/sum(ksds2.bad) #ksds1,ksds2->average ksds=ksds1[['cumsum_good1','cumsum_bad1']] ksds['cumsum_good2']=ksds2['cumsum_good2'] ksds['cumsum_bad2']=ksds2['cumsum_bad2'] ksds['cumsum_good']=(ksds1['cumsum_good1']+ksds2['cumsum_good2'])/2 ksds['cumsum_bad']=(ksds1['cumsum_bad1']+ksds2['cumsum_bad2'])/2 #ks ksds['ks']=ksds['cumsum_bad']-ksds['cumsum_good'] ksds['tile0']=range(1,len(ksds.ks)+1) ksds['tile']=1.0*ksds['tile0']/len(ksds['tile0']) qe=list(np.arange(0,1,1.0/n)) qe.append(1) qe=qe[1:] ks_index=Series(ksds.index) ks_index=ks_index.quantile(q=qe) ks_index=np.ceil(ks_index).astype(int) ks_index=list(ks_index) ksds=ksds.loc[ks_index] ksds=ksds[['tile','cumsum_good','cumsum_bad','ks']] ksds0=np.array([[0,0,0,0]]) ksds=np.concatenate([ksds0,ksds],axis=0) ksds=pd.DataFrame(ksds,columns=['tile','cumsum_good','cumsum_bad','ks']) ks_value=ksds.ks.max() ks_pop=ksds.tile[ksds.ks.idxmax()] print('ks_value is '+ str(np.round(ks_value,4))+' + at pop = '+ str(np.round(ks_pop,4))) #chart plt.plot(ksds.tile,ksds.cumsum_good,label='cum_good',color='blue', linestyle='-',linewidth=2) plt.plot(ksds.tile,ksds.cumsum_bad,label='cum_bad',color='red', linestyle='-',linewidth=2) plt.plot(ksds.tile,ksds.ks,label='ks',color='green', linestyle='-',linewidth=2) plt.axvline(ks_pop,color='grey',linestyle='--') plt.axhline(ks_value,color='green',linestyle='--') plt.axhline(ksds.loc[ksds.ks.idxmax(),'cumsum_good'],color='blue',linestyle='--') plt.axhline(ksds.loc[ksds.ks.idxmax(),'cumsum_bad'],color='red',linestyle='--') plt.title('KS=%s' %np.round(ks_value,4)+ 'at Pop=%s' %np.round(ks_pop,4),fontsize=15) return ksds

2 具体实例

为了便于理解,举一个具体实例(造的数据):

y_1 = y.astype(int) PlotKS(y_proba_model_1[:,1],y_1,10,0)

y_proba_model_1[:,1]:表示模型预测样本逾期的prob。

y_1:表示模型的实际标签,逾期客户标记为1,正常客户标记为0。

10:表示分成10组。

0:表示输入的是prob。如果输入的是score,对应位置改为1即可。

得到结果如下:

ks_value is 0.354 + at pop = 0.3002

三、如何评价KS

我们计算出了模型的KS,那么多少的KS值,模型才是可以使用的?

根据行业内的规范,一般KS值要大于0.2才是一个可用的模型,且KS值越大模型效果越好。

但是,KS值过高,需核验模型是否使用未来变量,要谨慎使用。

具体KS值对应的模型区别能力见下表:

跟大家分享一个我实际建模的实例:

有一个模型在训练集上的KS值在0.85左右。根据之前看的资料,我很担心模型的KS值过高,实际应用时效果会比较差。

但在实际上线后,模型的效果表现很好。在大数据建模中,从海量商户中捞风险商户,prob>0.9的商户准确率可以高于90%。

所以,不是模型的KS值过高,就要过分怀疑模型的效果,要根据实际情况再做定夺。



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