简介这份资源是饿了么“骑士行为预估比赛”第一轮的完整参赛项目源码面向具备机器学习与深度学习基础、希望参与智慧物流赛题实战的数据科学学习者与算法工程师。压缩包共66个文件约102MB以33个txt数据说明、18个ipynb实验笔记、5个py脚本及pickle模型文件为主覆盖数据整理、特征生成、训练增强与预测全流程。已有295人学习下载。资源围绕新冠疫情期间骑手下一步行动预测展开包含数据清洗、特征工程、GBDT与回归任务建模、模型调参与评估等模块读者可据此复现赛题方案理解序列行为预测中LSTM、Transformer等模型的应用思路并借鉴交叉验证、AUC-ROC评估与正则化防过拟合的实践方法适合作为智慧物流方向竞赛入门与进阶的参考项目。1. 智慧物流场景下骑手行为预估到底在预估什么2020 年初那段时间外卖订单的时空分布被彻底打乱商圈闭店、小区封闭、无接触配送上线骑手在午高峰的取送路线和平时完全不是一套逻辑。饿了么办了一场骑士行为预估比赛第一轮的任务很聚焦——给定骑手当前一段轨迹和订单上下文预测他下一步会去哪里、做什么动作。这不是学术玩具它直接对应调度系统里最贵的一个问题运力在哪里、下一分钟往哪走。把这个问题拆开看它属于智慧物流里的时空行为预测分支输入是轨迹点序列、订单状态、时间戳、区域属性输出是骑手下一跳的位置或行为类别。适合谁做做即时配送调度、网约车派单、同城即配路径优化的工程师以及想拿真实业务序列练手的数据挖掘同学。它和普通时序预测的区别在于骑手是带强意图的智能体轨迹里混着等餐、绕路、临时改派噪声结构比传感器数据脏得多。2. 从原始日志到可训练样本骑手轨迹的清洗与特征构造2.1 先搞清楚一条样本长什么样比赛给的数据通常是脱敏后的骑手轨迹日志常见字段包括骑手 ID、时间戳、经纬度、订单 ID、事件类型取餐、送达、到店、等餐、区域编码。第一轮任务一般要求预测「下一步行为」所以样本构造的核心是把连续轨迹切成「历史窗口 预测目标」的监督对。我一般会先做一件事按骑手 ID 和时间戳排序把同一骑手在同一次配送任务内的点串成一条序列。跨任务的轨迹不能混否则模型会学到「上一单终点到下一单起点」这种无意义跳变。判断任务边界靠订单 ID 变化或事件类型里的「送达」标记。import pandas as pd # 假设原始日志字段rider_id, ts, lng, lat, order_id, event_type df pd.read_csv(rider_log.csv, parse_dates[ts]) df df.sort_values([rider_id, ts]).reset_index(dropTrue) # 用订单变化 送达事件切分配送段 df[new_seg] ( (df[order_id] ! df[order_id].shift(1)) | (df[event_type].shift(1) delivered) ).astype(int) df[seg_id] df.groupby(rider_id)[new_seg].cumsum() # 每段至少保留 5 个点太短的段信息不足 seg_len df.groupby([rider_id, seg_id]).size() valid_segs seg_len[seg_len 5].index df df.set_index([rider_id, seg_id]).loc[valid_segs].reset_index()这段代码的逻辑是先排序保证时序正确再用订单切换和送达事件标记新配送段最后过滤掉点数过少的段。参数上5这个阈值不是固定的如果你们业务里短单多可以降到 3但低于 3 个点的段基本只能看出起点和终点预测价值很低。2.2 特征工程把经纬度变成模型能吃的信号原始经纬度直接喂给树模型效果一般因为模型很难从绝对坐标里学到「他在商圈里还是在高架上」。常见做法是构造相对特征和上下文特征位移类相邻点距离、速度、方向角变化时间类小时、是否午晚高峰、距上一事件的时间差区域类网格编码把城市切成 500m×500m 的格子、POI 密度订单类当前订单剩余距离、是否已取餐import numpy as np def haversine(lng1, lat1, lng2, lat2): R 6371.0 phi1, phi2 np.radians(lat1), np.radians(lat2) dphi np.radians(lat2 - lat1) dlambda np.radians(lng2 - lng1) a np.sin(dphi/2)**2 np.cos(phi1)*np.cos(phi2)*np.sin(dlambda/2)**2 return 2 * R * np.arcsin(np.sqrt(a)) df[dist_prev] haversine( df[lng].shift(1), df[lat].shift(1), df[lng], df[lat] ) df[time_gap] df.groupby([rider_id, seg_id])[ts].diff().dt.total_seconds() df[speed] df[dist_prev] / df[time_gap].replace(0, np.nan) df[hour] df[ts].dt.hour df[is_peak] df[hour].isin([11, 12, 17, 18]).astype(int) # 500m 网格编码纬度 1 度约 111km经度按纬度收缩 df[grid_x] (df[lng] * 111 * np.cos(np.radians(df[lat])) / 0.5).astype(int) df[grid_y] (df[lat] * 111 / 0.5).astype(int)haversine算的是球面距离比欧氏距离更准尤其在城市尺度跨纬度时。time_gap为 0 的情况要替换成 NaN否则速度会变成无穷大。网格大小 0.5km 是我在即时配送场景里常用的粒度太细会稀疏太粗会丢失商圈内部差异。2.3 标签怎么定下一跳位置还是下一跳行为第一轮比赛通常两种标签都可能有。如果是位置预测标签是下一个轨迹点的网格 ID如果是行为预测标签是下一个事件类型。我的建议是先做行为分类再做位置回归。原因是行为类别少、噪声相对可控能快速验证特征是否有效位置预测的搜索空间大直接上容易翻车。# 行为标签取当前点之后的下一个事件类型 df[next_event] df.groupby([rider_id, seg_id])[event_type].shift(-1) train df.dropna(subset[next_event]).copy() # 位置标签下一个点的网格 df[next_grid] df.groupby([rider_id, seg_id])[grid_x].shift(-1).astype(Int64)注意shift(-1)之后最后一行会变成 NaN必须 drop 掉否则训练时标签泄漏。这个坑我见过不止一次有人忘了 drop线下 AUC 高得离谱线上直接崩。3. 模型选型为什么我第一轮用 LightGBM 而不是 LSTM3.1 结构化特征 树模型是第一轮的稳妥起点骑手行为预估的输入里大量是结构化特征距离、时间差、网格、订单状态。这类特征树模型处理起来非常自然缺失值不用填、类别特征可以直接编码、训练快、可解释。LSTM 或 Transformer 虽然能建模序列依赖但在第一轮数据量有限、特征工程还没吃透的情况下往往打不过调好的 LightGBM。我的判断标准很简单如果单条样本的特征已经能表达「他在哪、要去哪、还有多远」树模型就够了只有当特征里缺少长程依赖、必须靠历史序列才能推断意图时才上序列模型。第一轮通常属于前者。import lightgbm as lgb from sklearn.model_selection import GroupKFold features [dist_prev, time_gap, speed, hour, is_peak, grid_x, grid_y] cat_features [is_peak] X train[features] y train[next_event].astype(category).cat.codes groups train[rider_id] params { objective: multiclass, num_class: y.nunique(), learning_rate: 0.05, num_leaves: 63, min_data_in_leaf: 50, feature_fraction: 0.8, bagging_fraction: 0.8, bagging_freq: 1, verbose: -1 } gkf GroupKFold(n_splits5) for tr_idx, val_idx in gkf.split(X, y, groups): dtrain lgb.Dataset(X.iloc[tr_idx], y.iloc[tr_idx], categorical_featurecat_features) dval lgb.Dataset(X.iloc[val_idx], y.iloc[val_idx], categorical_featurecat_features) model lgb.train(params, dtrain, num_boost_round500, valid_sets[dval], callbacks[lgb.early_stopping(50)])这里用GroupKFold而不是普通 KFold是因为同一骑手的样本高度相关随机切分会让验证集里出现训练集见过的骑手线下分数虚高。按骑手分组能模拟「新骑手」场景更接近线上真实分布。min_data_in_leaf50是为了防止模型记住个别骑手的特殊路径第一轮数据噪声大叶子太细容易过拟合。3.2 序列模型什么时候值得上如果你发现行为预测的准确率卡在某个瓶颈且错误集中在「等餐后是继续等还是去取下一单」这类需要看更长历史的场景那可以考虑序列模型。常见做法是用 GRU 或 Transformer 编码最近 20 个轨迹点再把编码向量和结构化特征拼接后分类。但要注意序列模型的训练成本高调参空间大第一轮如果时间有限不建议一上来就搞。我一般会先用 LightGBM 跑出一个 baseline看混淆矩阵里哪些类别容易混再决定要不要上序列模型补长程依赖。# 序列模型输入构造示意每个样本取最近 20 个点的特征序列 SEQ_LEN 20 seq_cols [dist_prev, time_gap, speed, grid_x, grid_y] def build_sequences(df, seq_len): seqs, labels [], [] for (rid, sid), g in df.groupby([rider_id, seg_id]): g g.sort_values(ts) arr g[seq_cols].fillna(0).values lab g[next_event].values for i in range(seq_len, len(g)): seqs.append(arr[i-seq_len:i]) labels.append(lab[i]) return np.array(seqs), np.array(labels)SEQ_LEN20是经验值对应骑手大约 5 到 10 分钟的轨迹。太长会引入无关历史太短捕捉不到等餐后的决策模式。这个参数建议用验证集扫一遍别拍脑袋。4. 避坑与排查第一轮最容易翻车的五个地方4.1 现象线下准确率 0.9线上提交掉到 0.6原因样本构造时用了未来信息。最常见的是shift(-1)之后没 drop 最后一行或者特征里混入了「当前订单是否已送达」这种标签泄漏字段。解决构造完训练集后逐列检查特征与标签的时间关系。任何在预测时刻之后才能知道的字段一律删掉。我习惯在代码里加一个断言特征列的时间戳必须全部小于标签时间戳。4.2 现象模型把大部分样本预测成「等餐」原因类别极度不平衡。骑手轨迹里等餐事件占比可能超过 50%模型学到「全猜等餐」就能拿高准确率。解决换评估指标用 macro-F1 或 per-class recall别只看 accuracy。训练时设class_weight或对少数类过采样。LightGBM 里可以用is_unbalanceTrue但更稳的做法是手动调权重。4.3 现象验证集分数波动很大换个随机种子结果差 5 个点原因骑手之间行为差异大某些骑手的轨迹模式特殊如果验证集里恰好分到几个异常骑手分数就会抖。解决用 GroupKFold 按骑手分组并且多跑几个种子取平均。如果波动仍然大说明数据量不够考虑合并行为类别把「到店」和「等餐」合成「在店」一类。4.4 现象网格编码后特征重要性很低原因网格 ID 是类别特征但直接当成数值喂给模型模型会认为 grid_x100 和 grid_x101 有数值关系实际上它们只是相邻格子。解决网格 ID 要么做 target encoding要么用 embedding。树模型里可以把它当类别特征声明但高基数类别几千个格子效果有限。我一般会额外构造「网格内历史订单密度」这类统计特征比裸网格 ID 有用得多。4.5 现象预测出的下一跳位置在河里或楼顶上原因位置预测没有加空间约束模型回归出的坐标可能落在不可达区域。解决把连续坐标预测改成网格分类或者在后处理阶段把预测点 snap 到最近的道路网格。比赛里如果评估指标是距离误差snap 之后通常能降 10% 到 20% 的误差。5. 进阶技巧用目标编码和后处理把第一轮分数再抬一截5.1 目标编码处理高基数区域特征网格 ID、商圈 ID 这类特征基数高One-Hot 会爆炸直接当数值又不对。目标编码target encoding是常见解法用该类别下标签的统计量替换原始值。但必须用交叉验证的方式算否则会泄漏。from sklearn.model_selection import KFold def target_encode(train, val, col, target, smooth10): prior train[target].mean() agg train.groupby(col)[target].agg([mean, count]) agg[encoded] (agg[mean] * agg[count] prior * smooth) / (agg[count] smooth) return val[col].map(agg[encoded]).fillna(prior) # 在 GroupKFold 内部对每个 fold 单独算 for tr_idx, val_idx in gkf.split(X, y, groups): tr, val train.iloc[tr_idx], train.iloc[val_idx] val[grid_enc] target_encode(tr, val, grid_x, next_event)smooth10是平滑参数防止样本量少的格子编码值极端。这个值越大编码越靠近全局均值适合噪声大的场景。我一般会在 5 到 20 之间扫一下。5.2 后处理用转移概率矩阵修正预测骑手行为有很强的物理约束不可能从「等餐」直接跳到「送达」中间必须经过「取餐」。如果模型预测出这种非法转移可以用历史转移概率矩阵做修正。当前状态下一状态候选历史转移概率修正动作等餐取餐0.72保留等餐送达0.01降权取餐送达0.85保留取餐等餐0.03降权具体做法是模型输出各类别概率后乘以转移概率矩阵对应列再重新归一化。这一步在比赛里经常能带来 1 到 2 个点的提升而且实现成本很低。# trans_mat[i][j] 表示从状态 i 转移到状态 j 的历史频率 trans_mat np.array([[...], [...]]) # 按实际类别顺序填 proba model.predict(X_val) # shape: (n, n_class) adjusted proba * trans_mat[current_state] # 按当前状态取对应行 adjusted adjusted / adjusted.sum(axis1, keepdimsTrue)注意current_state要从特征里取不能用标签。这一步的逻辑是模型给的概率是「全局看起来像什么」转移矩阵给的是「物理上可能是什么」两者相乘相当于加了约束。5.3 我自己的习惯第一轮比赛我从来不上复杂模型先把特征和验证框架搭稳用 LightGBM 跑出一个可信的 baseline再逐步加序列特征、目标编码、后处理。每次只改一个变量记录线下和线上的变化。这样即使最后没拿名次也知道哪一步真正有用。希望帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取