生存回归训练 (AftSurvivalRegTrainBatchOp)

Java 类名：com.alibaba.alink.operator.batch.regression.AftSurvivalRegTrainBatchOp

Python 类名：AftSurvivalRegTrainBatchOp

功能介绍

在生存分析领域，加速失效时间模型(accelerated failure time model,AFT 模型)可以作为比例风险模型的替代模型。生存回归组件支持稀疏、稠密两种数据格式。

算法原理

AFT模型将线性回归模型的建模方法引人到生存分析的领域，将生存时间的对数作为反应变量，研究多协变量与对数生存时间之间的回归关系，在形式上，模型与一般的线性回归模型相似。对回归系数的解释也与一般的线性回归模型相似，较之Cox模型， AFT模型对分析结果的解释更加简单、直观且易于理解，并且可以预测个体的生存时间。

算法使用

生存回归分析是研究特定事件的发生与时间的关系的回归。这里特定事件可以是：病人死亡、病人康复、用户流失、商品下架等。

备注：该组件训练的时候 FeatureCols 和 VectorCol 是两个互斥参数，只能有一个参数来描述算法的输入特征。

文献或出处

[1] Wei, Lee-Jen. “The accelerated failure time model: a useful alternative to the Cox regression model in survival analysis.” Statistics in medicine 11.14‐15 (1992): 1871-1879.

[2] https://spark.apache.org/docs/latest/ml-classification-regression.html#survival-regression

参数说明

名称	中文名称	描述	类型	是否必须？	取值范围	默认值
censorCol	生存列名	生存列名	String	✓	所选列类型为 [BIGDECIMAL, BIGINTEGER, BYTE, DOUBLE, FLOAT, INTEGER, LONG, SHORT]
labelCol	标签列名	输入表中的标签列名	String	✓
epsilon	收敛阈值	迭代方法的终止判断阈值，默认值为 1.0e-6	Double		x >= 0.0	1.0E-6
featureCols	特征列名数组	特征列名数组，默认全选	String[]		所选列类型为 [BIGDECIMAL, BIGINTEGER, BYTE, DOUBLE, FLOAT, INTEGER, LONG, SHORT]	null
l1	L1 正则化系数	L1 正则化系数，默认为0。	Double		x >= 0.0	0.0
l2	L2 正则化系数	L2 正则化系数，默认为0。	Double		x >= 0.0	0.0
maxIter	最大迭代步数	最大迭代步数，默认为 100	Integer		x >= 1	100
vectorCol	向量列名	向量列对应的列名，默认值是null	String		所选列类型为 [DENSE_VECTOR, SPARSE_VECTOR, STRING, VECTOR]	null
withIntercept	是否有常数项	是否有常数项，默认true	Boolean			true

代码示例

Python 代码

from pyalink.alink import *

import pandas as pd

useLocalEnv(1)

df = pd.DataFrame([
    [1.218, 1.0, "1.560,-0.605"],
    [2.949, 0.0, "0.346,2.158"],
    [3.627, 0.0, "1.380,0.231"],
    [0.273, 1.0, "0.520,1.151"],
    [4.199, 0.0, "0.795,-0.226"]
])

data = BatchOperator.fromDataframe(df, schemaStr="label double, censor double, features string")

trainOp = AftSurvivalRegTrainBatchOp()\
            .setVectorCol("features")\
            .setLabelCol("label")\
            .setCensorCol("censor")

model = trainOp.linkFrom(data)

predictOp = AftSurvivalRegPredictBatchOp()\
            .setPredictionCol("pred")

predictOp.linkFrom(model, data).print()

Java 代码

import org.apache.flink.types.Row;

import com.alibaba.alink.operator.batch.BatchOperator;
import com.alibaba.alink.operator.batch.regression.AftSurvivalRegPredictBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.regression.AftSurvivalRegTrainBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.source.MemSourceBatchOp;
import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class AftSurvivalRegTrainBatchOpTest {
	@Test
	public void testAftSurvivalRegTrainBatchOp() throws Exception {
		List <Row> df = Arrays.asList(
			Row.of(1.218, 1.0, "1.560,-0.605"),
			Row.of(2.949, 0.0, "0.346,2.158"),
			Row.of(3.627, 0.0, "1.380,0.231"),
			Row.of(0.273, 1.0, "0.520,1.151"),
			Row.of(4.199, 0.0, "0.795,-0.226")
		);
		BatchOperator <?> data = new MemSourceBatchOp(df, "label double, censor double, features string");
		BatchOperator <?> trainOp = new AftSurvivalRegTrainBatchOp()
			.setVectorCol("features")
			.setLabelCol("label")
			.setCensorCol("censor");
		BatchOperator model = trainOp.linkFrom(data);
		BatchOperator <?> predictOp = new AftSurvivalRegPredictBatchOp()
			.setPredictionCol("pred");
		predictOp.linkFrom(model, data).print();
	}
}

运行结果

模型结果

model_id	model_info	label_value
0	{“hasInterceptItem”:“true”,“vectorCol”:“"features"”,“modelName”:“"AFTSurvivalRegTrainBatchOp"”,“labelCol”:null,“linearModelType”:“"AFT"”,“vectorSize”:“3”}	NULL
1048576	{“featureColNames”:null,“featureColTypes”:null,“coefVector”:{“data”:[2.6373721387804276,-0.49591581739360013,0.19847648151323818,1.5469720551612485]},“coefVectors”:null}	NULL

预测结果

label	censor	features	pred
0.273	1.0	0.520,1.151	13.571097451777327
1.218	1.0	1.560,-0.605	5.718263596902868
3.627	0.0	1.380,0.231	7.380610641992667
4.199	0.0	0.795,-0.226	9.009354073821902
2.949	0.0	0.346,2.158	18.067188679653064