基于机器学习算法的糖尿病预测模型研究

本文在总结前人研究的基础上，对导致糖尿病的危险因素进行分析，通过对哈尔滨工业大学 2014 年校医院体检数据集的特征变量进行逐步回归分析，得到与糖尿病显著相关的危险因素，保留其作为 BP 神经网络模型、支持向量机模型和集成学习模型的输入变量。机器学习算法在处理较为复杂的问题上有较好的准确度和泛化能力。将样本集中 2728 条数据根据要求按照 7：2：1 的比例划分成训练集、测试集和独立样本集。基于 BP 人工神经网络、支持向量机和集成学习模型分别建立进行机器学习仿真模拟。输入变量和模型的各种参数、核函数的选择都对预测结果产生有或多或少的影响。本研究中观察了如网络结构、学习率、惩罚因子、核函数及相关参数的改变对预测结果的影响，然后经过对参数进行调试选择，找到各个算法的最优模型。最后使用独立样本进行测试，三个模型的预测结果与原始数据相关性强，证明建模具有统计意义，其中人工神经网络的最优模型的测试集 AUC 更高，运行时间更短。所以，最终选择以网络结构为 7-1-1 的人工神经网络模型为本研究中糖尿病预测的最适模型。 关键词：糖尿病；危险因素；BP 人工神经网络；支持向量机；集成学习