学习目标

学习本课后,你将能够:

1. 对象与观测单位

对象是我们希望研究或推断的事物,例如建筑、客户、产品、行程或事件。观测单位是用于分析的一条具体记录。一个对象可以产生多条观测,例如一栋建筑每小时被测量一次。

建立表格前,请先完成这句话:“一行描述……”。如果答案不明确,数据结构和评估设计就尚未确定。

2. 特征与矩阵 X

特征(feature)是描述对象、并且在模型预测时可获得的输入变量。特征矩阵记为 X:行代表观测,列代表特征。例如室外温度、建筑面积、星期几和计划人数。

对象标识符通常用于关联记录和分组划分,但不一定是有用的预测变量。唯一建筑编号可能让模型记住某个建筑,而不是学习能迁移到新建筑的规律。

3. 目标变量 y

目标变量(target)是模型需要预测的数值或类别。在带标签的训练集中,已知目标值提供参考答案。常用记号中,X 表示输入,y 表示结果。

目标必须定义准确:测量什么、单位是什么、预测时间范围多长、对应哪个对象。仅说“预测能耗”还不够,还需要说明时间段和测量边界。

4. 回归与分类

目标是定量数值时,任务通常属于回归,例如预测 kWh、配送时间或温度。目标是类别时,任务属于分类,例如故障/正常、请求类型或风险类别。

用数字编码的类别并不会自动变成回归问题。0、1、2 可能只是三个类别代码,它们之间并没有有意义的数值距离。

5. 特征必须在预测时可用

对每个特征都要问:“系统需要给出预测时,是否已经知道这个值?”预测明日负荷时,今天的温度和已知日历可能可用,但明天的实际能耗不可用。

包含答案或只能在事件发生后获得的信息会造成目标泄漏。即使某个字段显著提高指标,也不代表它是合法的输入。

6. 实践:标注一张表

任务:预测建筑每日能耗。候选字段包括日期、建筑编号、室外温度、建筑面积、计划人数、实际人数和实测能耗。

确定对象与每行含义,选择 X 和 y,标出标识符,再把特征分为“当天开始前可获得”和“事后记录”两类。解释为什么实际能耗不能作为同一时段预测的输入。