基于边界自适应SMOTE和Focal Loss函数改进LightGBM的信用风险预测模型

作者：陈海龙^*; 杨畅; 杜梅; 张颖宇

来源：计算机应用, 2022, 42(07): 2256-2264.

• 信用风险
• 不平衡数据
• 过采样
• LightGBM
• Focal Loss

针对信用风险评估中数据集不平衡影响模型预测效果的问题，提出一种基于边界自适应合成少数类过采样方法（BA-SMOTE）和利用Focal Loss函数改进LightGBM损失函数的算法（FLLightGBM）相结合的信用风险预测模型。首先，在边界合成少数类过采样（Borderline-SMOTE）的基础上，引入自适应思想和新的插值方式，使每个处于边界的少数类样本生成不同数量的新样本，并且新样本的位置更靠近原少数类样本，以此来平衡数据集；其次，利用Focal Loss函数来改进LightGBM算法的损失函数，并以改进的算法训练新的数据集以得到最终结合BA-SMOTE方法和FLLightGBM算法建立的BA-SMOTE-FLLightGBM模型；最后，在Lending Club数据集上进行信用风险预测。实验结果表明，与其他不平衡分类算法RUSBoost、CUSBoost、KSMOTE-AdaBoost和AK-SMOTE-Catboost相比，所建立的模型在G-mean和AUC两个指标上都有明显的提升，提升了9.0%～31.3%和5.0%～14.1%。以上结果验证了所提出的模型在信用风险评估中具有更好的违约预测效果。

• 单位
  哈尔滨理工大学