李美會(huì)

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421005）

0 引言

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)數(shù)據(jù)屬于低頻金融數(shù)據(jù)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)數(shù)據(jù)冗雜且多元化，在企業(yè)金融量化管理中需要對(duì)創(chuàng)業(yè)金融數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和特征分析，并結(jié)合相關(guān)算法對(duì)其數(shù)據(jù)采集庫(kù)進(jìn)行建設(shè)，有利于區(qū)分其數(shù)據(jù)信息、分門別類、優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)板塊，通過(guò)關(guān)鍵詞搜索等能夠快速進(jìn)行查找，尤其是在提升創(chuàng)業(yè)基金融信息調(diào)度和管理方面具有重要意義。

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集庫(kù)分析

1.1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例大數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢(shì)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例數(shù)據(jù)處理主要采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，并結(jié)合數(shù)據(jù)抓取、采集與分析，從相關(guān)數(shù)據(jù)網(wǎng)（青年創(chuàng)業(yè)網(wǎng)等）獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)該信息可進(jìn)行相關(guān)判斷，為創(chuàng)業(yè)者提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)和信息。

傳統(tǒng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)在數(shù)據(jù)挖掘時(shí)往往采用的是隨機(jī)采樣法，調(diào)查結(jié)果雖然具有普遍性，但是與真實(shí)市場(chǎng)出入較大。采用大數(shù)據(jù)處理時(shí)，對(duì)其建立起的數(shù)據(jù)庫(kù)和采集的全方位的數(shù)據(jù)，更加注重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)之間的相關(guān)性分析，從海量數(shù)據(jù)當(dāng)中利用關(guān)聯(lián)規(guī)則和特征提取算法等對(duì)創(chuàng)業(yè)信息進(jìn)行分類，有助于提高創(chuàng)業(yè)者對(duì)創(chuàng)業(yè)板塊的分析能力。

1.2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集庫(kù)的處理框架

系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)如圖1 所示。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集庫(kù)的處理框架主要分為數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，結(jié)合圖1 內(nèi)容，在數(shù)據(jù)采集和儲(chǔ)存當(dāng)中，需要對(duì)平臺(tái)采集數(shù)據(jù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)集合，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)源，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立有效數(shù)據(jù)庫(kù)，即通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)篩選等內(nèi)容達(dá)到數(shù)據(jù)可視化。

圖1 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集庫(kù)的處理框架

1.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集庫(kù)相關(guān)算法論述

1.3.1 Apriori 算法

關(guān)聯(lián)規(guī)則定義如下：假設(shè)I={i1，i2，i3，…，im}，其中I是項(xiàng)的集合，給定一個(gè)交易數(shù)據(jù)庫(kù)；im為第m 項(xiàng)數(shù)據(jù)。D={t1，t2，t3，…，tm}，其中每個(gè)事務(wù)t是I的非空子集，即t∈I，每個(gè)交易都與一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符TID 對(duì)應(yīng)。

概率P（X∩Y）：關(guān)聯(lián)規(guī)則在D中的支持度（support）是D中事務(wù)包括X∩Y的百分比；置信度（confidence）是包括X∩Y的百分比。

P（Y|X）為條件概率，表示在X條件下Y的概率，置信度即可靠度，可判斷其關(guān)聯(lián)特征。

關(guān)聯(lián)規(guī)則可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘：1）頻繁項(xiàng)集查詢。2）由頻繁項(xiàng)集產(chǎn)生強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則。

Apriori 為逐層搜索的迭代方法，k項(xiàng)集用于探索（k+1）項(xiàng)集。結(jié)合數(shù)據(jù)處理，通過(guò)項(xiàng)集查詢，達(dá)到集合，計(jì)為L(zhǎng)1、L2，可概括為2 項(xiàng)集的集合，L2用于尋找L3，直至達(dá)到k項(xiàng)集。

Apriori 算法可提高頻繁項(xiàng)集的效率，根據(jù)頻繁出現(xiàn)情況進(jìn)行分析，其所有非空子集必須是頻繁的，判斷閾值min_sup與項(xiàng)集I是否滿足。如果I滿足閾值，則I為頻繁，即P（I）＜min_sup。項(xiàng)集（即I'A）不可能比I頻繁。兩者皆不頻繁，即P（I'A）＜min_sup。

1.3.2 決策樹算法

決策樹（Decision Tree）[1]為分析預(yù)測(cè)模型。結(jié)合決策樹需求，能夠根據(jù)算法采用自上而下的遞歸方式，并結(jié)合屬性進(jìn)行判斷，通過(guò)決策了解其特征屬性，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，形成數(shù)據(jù)分支，這樣能夠解決分類問(wèn)題，達(dá)成預(yù)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)分類[2]。

一個(gè)簡(jiǎn)單的決策樹實(shí)例如圖2 所示。該決策樹將整個(gè)樣本空間分為2 類，是或否。如果一個(gè)樣本的奧特盧克屬性取值為晴朗且濕度屬性為正常，則該樣本為是；如果一個(gè)樣本的奧特盧克地區(qū)屬性取值為下雨且有風(fēng)屬性為強(qiáng)，則該樣本為否。

圖2 決策樹算法

1.3.3 特征選擇算法

特征選擇（Feature Selection）是結(jié)合事物本身共有或相關(guān)特征對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)描述。特征選擇可從N個(gè)原始特征中選擇一個(gè)最小子集，包括M（M≤N），使包括M個(gè)特征的子集中不同類別的概率分布值接近于N個(gè)原始特征。如果FN是原始特征集而FM為選出的特征子集，則可能的類別C條件概率P接近，其中fM和fN為相應(yīng)的特征矢量FM和FN的值矢量。

總的來(lái)說(shuō)，特征選擇算法可對(duì)數(shù)據(jù)描述進(jìn)行簡(jiǎn)化，使數(shù)據(jù)收集任務(wù)化繁為簡(jiǎn)，進(jìn)而可解決問(wèn)題，提高數(shù)據(jù)集的質(zhì)量。當(dāng)數(shù)據(jù)集特征數(shù)很大，需要對(duì)其進(jìn)行降溫。CFS（Correlationbased Feature Subset）算法[3]，即基于相關(guān)性的特征選擇算法。對(duì)連續(xù)變量，CFS 方法用特征子集的得分（Merits）來(lái)衡量其關(guān)聯(lián)度，如公式（1）所示。

式中：k為子集的變量數(shù)[4]為特征子集中所有自變量和目標(biāo)變量之間相關(guān)性的均值為特征子集中自變量?jī)蓛芍g相關(guān)性的均值。

而對(duì)連續(xù)-離散型變量，則需要把連續(xù)變量進(jìn)行離散化處理。如果離散化以后的變量分別為X和Y，則計(jì)算公式如公式（2）、公式（3）所示。

式中：p（y）為y的概率；p（y|x）為在X條件下Y的概率；H（Y）為Y信息熵；H（Y|X）為在X條件下Y的信息熵。

再計(jì)算信息增益（gain），即先驗(yàn)信息熵和后驗(yàn)信息熵的差值，如公式（4）所示。

然后計(jì)算變量之間的均勻不確定度，如公式（5）所示。

如果不確定度越大，則相關(guān)性越小。評(píng)估每個(gè)特征子集中各個(gè)變量之間的相關(guān)性，能夠根據(jù)特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，更有利于數(shù)據(jù)的處理。

2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集庫(kù)的建設(shè)與分析

2.1 外部庫(kù)調(diào)用

結(jié)合外部庫(kù)調(diào)用，利用pandas itertools 和自帶的time 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合青年創(chuàng)業(yè)網(wǎng)等數(shù)據(jù)，輸入“import pandas as pd”進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，import itertools as it #子集生成，并進(jìn)行處理，完成數(shù)據(jù)集。

2.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

全函數(shù)編寫，由“if __name__ == '__main__'：#”導(dǎo)入數(shù)據(jù)，data = data.applymap（lambda x： str（x）.strip（）） # 刪除導(dǎo)入時(shí)可能存在的空格值，例如“教育”成了“ 教育”。最終的數(shù)據(jù)導(dǎo)入在代碼最后，根據(jù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入設(shè)定支持度和置信度。

2.3 數(shù)據(jù)處理

輸出所有Goodlist，事實(shí)上也就是備選頻繁1項(xiàng)集，這個(gè)函數(shù)不太重要，后續(xù)調(diào)用也完全可以替代為別的方式，編寫的目的是便利邏輯過(guò)程的一種方式而已。

2.3.1 項(xiàng)集重組

因?yàn)锳priori 是通過(guò)滿足支持度閾值的頻繁k項(xiàng)集得到備選頻繁k+1 項(xiàng)集合，所以這一個(gè)函數(shù)的目的便是進(jìn)行項(xiàng)集重組和升階化的過(guò)程。這個(gè)不是放在最前面的邏輯，而是預(yù)先編寫，是為了后面直接調(diào)用的準(zhǔn)備工作。可以發(fā)現(xiàn)也都是for 循環(huán)，連while 等都不帶。由于導(dǎo)入數(shù)據(jù)選擇的是列表格式，因此后續(xù)工作也都利用list 來(lái)完成，那么list 就需要一直for 循環(huán)調(diào)用，不像dict中直接for item in dict 等方便清晰。

#在關(guān)聯(lián)分析中，頻繁k項(xiàng)集得到備選頻繁k+1 項(xiàng)集合，能夠保證數(shù)據(jù)信息分類準(zhǔn)確。

2.3.2 支持度掃描與輸出

這里就回歸了邏輯線條，該文提供2 種方法，一種是輸出counts，一種是輸出rates，即支持頻數(shù)和支持度的2種衡量辦法，僅供挑選，2 個(gè)函數(shù)沒(méi)什么區(qū)別。本find_rule 函數(shù)用的是counts 函數(shù)，如果要換，記得調(diào)整為rates。

#輸出每個(gè)k-項(xiàng)頻繁集的候選集的比率。#輸出每個(gè)k-項(xiàng)頻繁集的候選集的個(gè)數(shù)，上有比率寫法，兩者無(wú)本質(zhì)區(qū)別，都可以使用。

def sup_counts（df，data）：#輸出每個(gè)1-項(xiàng)頻繁集的候選集的次數(shù)。

2.3.3 根據(jù)最小支持度閾值進(jìn)行減枝葉

Apriori 算法的核心就是通過(guò)剪枝來(lái)減少掃描難度的。因?yàn)榉穷l繁項(xiàng)集的超級(jí)也一定不頻繁。

#得到滿足最小支持度閾值的關(guān)聯(lián)規(guī)則（find——rule of min-sup-rate item）。

if dt[j][-1] ＞= min_suprate*n： ##減枝過(guò)程。

2.3.4 對(duì)每個(gè)頻繁項(xiàng)集進(jìn)行子集拆分計(jì)算confi 和rule挖掘

這個(gè)函數(shù)也是一個(gè)中間函數(shù)和預(yù)備工作。前提是頻繁項(xiàng)集，如果不是的話，數(shù)量可能會(huì)非常多，很難挖掘和通過(guò)Good_list 清單來(lái)生成所有的1/2/3/.../k項(xiàng)備選頻繁集，即Apriori 算法的核心。

def Ksubset_get（df）： #獲得非空子集。

2.4 數(shù)據(jù)采集庫(kù)建設(shè)結(jié)果分析

結(jié)合Find_rule，選擇list 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合事物總數(shù)獲得關(guān)聯(lián)規(guī)則的重組，得到置信度，了解數(shù)據(jù)處理情況。決策樹算法能夠讀取數(shù)據(jù)集合，構(gòu)建類似于如圖3 所示的決策樹。決策樹可厘清數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的知識(shí)信息，本數(shù)據(jù)采集庫(kù)建設(shè)時(shí)，該文對(duì)其創(chuàng)業(yè)種類進(jìn)行了劃分，因此決策樹可以對(duì)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行劃分和機(jī)器學(xué)習(xí)。例如對(duì)食品生產(chǎn)行業(yè)屬性進(jìn)行劃分時(shí)，根據(jù)形態(tài)，可劃分為休閑零食屬性和飲料行業(yè)，在進(jìn)行更細(xì)的劃分，確定創(chuàng)業(yè)類型。

圖3 決策樹

輸出結(jié)果，結(jié)果統(tǒng)計(jì)表見表1。根據(jù)表1，結(jié)合決策樹分析，并通過(guò)編程可以看到，輸入支持度和置信度0.3，0.3，整個(gè)程序confi 值可以輸出，其結(jié)果大于0.7，說(shuō)明相關(guān)度高，數(shù)量建設(shè)具有可靠性。例如食品生產(chǎn)行業(yè)和飲品飲料相關(guān)度高，說(shuō)明可以根據(jù)相關(guān)度進(jìn)行種類分析，進(jìn)而對(duì)創(chuàng)業(yè)種類進(jìn)行劃分，了解目前創(chuàng)業(yè)情況，為創(chuàng)業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備。另外整個(gè)程序的運(yùn)行速度還是比較快的，加入更多的good 和tid 之后，可以保持較快的輸出速度。數(shù)值為0.00099945068359375，能夠有效進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

表1 結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)數(shù)據(jù)可反映創(chuàng)業(yè)開展的狀況，該文結(jié)合Apriori 算法、決策樹算法以及特征選擇算法，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)創(chuàng)業(yè)期金融數(shù)據(jù)的采集。并對(duì)其支持度和置信度進(jìn)行設(shè)置，數(shù)值為0.3 和0.3，其置信度數(shù)值均超過(guò)0.7，置信度強(qiáng)，說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)具有可靠性。創(chuàng)業(yè)者可對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，并對(duì)這些量化數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，進(jìn)而提高創(chuàng)業(yè)成功率。