Journals / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 3

Churn Analysis for Telecommunication Sector with Data Mining and Machine Learning

Telekomünikasyon Sektörü için Veri Madenciliği ve Makine Öğrenmesi Teknikleri ile Ayrılan Müşteri Analizi

Pages
172–191
Publication Date
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Also, in this study, results very close to those achieved by similar studies using 172 features using only 58 features were obtained.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:With the increasing competition among companies in recent years, it has become very important to estimate the customers who are churned.
📊
Key Findings & Data:In the study, 2 prediction models are proposed and the proposed prediction models consist of 4 different phases as Data Set, Data Pre-Processing, Data Sampling and Evaluation.
💡
Conclusion & Impact:Also, in this study, results very close to those achieved by similar studies using 172 features using only 58 features were obtained.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Ayrılan Müşteri Analizi · Müşteri Karmaşası Tahmini · Veri Madenciliği

Abstract

With the increasing competition among companies in recent years, it has become very important to estimate the customers who are churned. Churn is one of the most common types of analysis, especially in areas such as data mining, machine learning and deep learning. It is widely used in sectors such as telecommunications, insurance and banking. In this study, it purpose to predict customers who may end their subscription with data mining and machine learning techniques. This study proposed to find the best result from using Logistic Regression, Decision Tree, Artificial Neural Network, Bagging and Boosting classification models. For the data set was unstable, sampling was performed using SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique) and ADASYN (Adaptive Synthetic Sampling Method) technique. In the study, 2 prediction models are proposed and the proposed prediction models consist of 4 different phases as Data Set, Data Pre-Processing, Data Sampling and Evaluation. In the Data Pre-Processing phase, many methods were used, such as removing unused and unimportant features from the data set, normalization, encoding and oversampling. Accuracy Rate, Recall, Precision and Specificity, Balanced Accuracy Rate and Area Under the ROC Curve (ROC-AUC) value were used as performance measures. Considering the performance measures, the best prediction model suggested was the model using ADASYN sampling method. As the classification method, the best success was the LightGBM (Light Gradient Boosting Machine) technique. There are differences in the Data Pre-Processing and Data Sampling stages phases the proposed models. It was determined that the prediction models proposed in this study provide better performance than similar studies. Also, in this study, results very close to those achieved by similar studies using 172 features using only 58 features were obtained.

Özet

Son yıllarda şirketler arası rekabetin artmasıyla beraber aboneliğinden ayrılacak müşterilerin tahmin edilmesi oldukça önemli hale gelmiştir. Müşteri karmaşası analizi, veri madenciliği, makine öğrenmesi ve derin öğrenme gibi alanlarda sıklıkla karşılaşılan analiz çeşitlerinden biridir. Özellikle telekomünikasyon, sigortacılık ve bankacılık gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma da veri madenciliği ve makine öğrenmesi teknikleri ile aboneliğini sonlandırma ihtimali olan müşterileri tahmin etmeyi amaçlamaktadır. Çalışma Lojistik Regresyon (Logistic Regression), Karar Ağacı (Decision Tree), Yapay Sinir Ağları (Artifical Neural Network), Torbalama (Bagging) ve Artırma (Boosting) sınıflandırma modelleri kullanılarak arasından en iyi sonucu bulmayı önermiştir. Veri seti dengesiz olduğu için SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique) ve ADASYN (Adaptive Synthetic Sampling Method) tekniği ile örnekleme yapılmıştır. Çalışmada, 2 adet tahmin modeli önerilmiştir ve önerilen tahmin modelleri Veri Seti, Veri Ön İşleme, Veri Örnekleme, Değerlendirme olarak 4 farklı aşamadan oluşmaktadır. Veri Ön İşleme aşamasında, kullanılmayan ve önemsiz özniteliklerin veri setinden çıkartılması, normalizasyon, şifreleme (encoding) ve aşırı örnekleme gibi birçok yöntem kullanılmıştır. Performans ölçütü olarak Doğruluk Oranı (Accuracy Rate), Geri Çağırma (Recall), Hassasiyet (Precision) ve Özgünlük (Specificity), Dengelenmiş Doğruluk Oranı ve ROC Eğrisi Altındaki Alan (ROC-AUC) değeri kullanılmıştır. Performans ölçütlerine bakıldığında önerilen en iyi tahmin modeli ADASYN örnekleme yöntemi kullanılan model olmuştur. Sınıflandırma yöntemi olarak en iyi sonucu veren LightGBM (Light Gradient Boosting Machine) tekniği olmuştur. Önerilen modeller arasında Veri Ön İşleme ve Veri Örnekleme aşamalarında farklılıklar bulunmaktadır. Bu çalışmada önerilen tahmin modellerinin eğitim süresi, benzer çalışmalara göre daha iyi performans sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca bu çalışmada, sadece 58 öznitelik kullanarak 172 öznitelik kullanan benzer çalışmaların başardığına çok yakın sonuçlar elde edilmiştir.

🔖

Cite This Article

KASAPBAŞI, M. C., UYANIK, F. (2022). Churn Analysis for Telecommunication Sector with Data Mining and Machine Learning. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 3, 172–191. https://ajindex.com/articles/493950

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. C. Gold, “What this book is about” in Fighting Churn With Data, 1. Baskı, O’reilly Media, 2020
  2. Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu. “İletişim Hizmetleri İstatistikleri”. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.btk.gov.tr/uploads/pages/iletisim-hizmetleri-istatistikleri/istatistik-2019-4-5ec51cf389753.pdf. Erişim Tarihi: 01.09.2020
  3. A. M. AL-Shatnwai, M. F. Altibbi, “Predicting Customer Retention using XGBoost and Balancing Methods,” International Journal of Advanced Computer Science and Applications, vol. 11, no. 7, pp. 704- 712, 2020
  4. A. R. Safitri, M. A. Muslim, “Improved Accuracy of Naive Bayes Classifier for Determination of Customer Churn Uses SMOTE and Genetic Algorithms,” JOSCEX Journal of Soft Computing Exploration, vol. 1, no. 1, pp. 70-75, 2020
  5. D. Wadikar, “Customer Churn Prediction,” Yüksek Lisans Tezi, Technological University Dublin, 2020
  6. H. Abbasimehr, M. Setak, M. J. Tarokh, “A Comparative Assessment of the Performance of Ensemble Learning in Customer Churn Prediction,” The International Arab Journal of Information Technology, vol. 11, no. 6, pp. 599-606, 2014
  7. J. Vijaya ve E. Sivasankar, “Computing Efficient Features Using Rough Set Theory Combined with Ensemble Classification Techniques to Improve the Customer Churn Prediction in Telecommunication Sector,” Computing, vol. 100, no. 8, pp. 839–860, 2018
  8. N.N.A. Sjarif, M.R.M. Yusof, D.H. Wong, S. Yaakob, R. Ibrahim ve M.Z. Osman, “A Customer Churn Prediction using Pearson Correlation Function and K Nearest Neighbor Algorithm for Telecommunication Industry,” International Journal of Advances in Soft Computing & Its Applications, c. 11, s. 2, ss. 46-59, 2019
  9. Y. Tan, L.H. Shuan, L.J. Yan ve X. Guo, “Prediction on Customer Churn in the Telecommunications Sector Using Discretization and Naïve Bayes Classifier,” International Journal of Advances in Soft Computing and its Applications, c. 9, s. 3, ss. 23-35, 2017
  10. K.G. Li, B.P. Marikannan, “Hyperparameters Tuning and Model Comparison for Telecommunication Customer Churn Predictive Models,” 3rd Global Conference on Computing & Media Technology, ss. 475-83, 2020
  11. Cell2Cell Dataset: Teradata Center For Customer Relationship Management at Duke University, Dec. 2018. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.kaggle.com/Jpacse/Datasets-for-Churn-Telecom. Erişim Tarihi: 15.10.2020 [12] K. Potdar, T. Pardawala ve C. Pai “A Comparative Study of Categorical Variable Encoding Techniques for Neural Network Cla