Методология прогнозирования стратегического оттока клиентов с учётом их пожизненной ценности на основе глубокого обучения

Автор: Ума Махешвари Г., Минакши А., Рам Прасат С., Санджита В.

Журнал: Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu

Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление

Статья в выпуске: 1 т.26, 2026 года.

Бесплатный доступ

Введение. Прогнозирование оттока клиентов приобретает особую актуальность в эпоху цифровой трансформации и обострения конкуренции. В таких секторах, как телекоммуникации и банковское дело, даже минимальное сокращение этого показателя способно заметно укрепить финансовые позиции. Многие компании применяют унифицированные подходы к удержанию клиентов, что приводит к нерациональному использованию ресурсов и утрате лояльных пользователей. Современные исследования фокусируются на двух ключевых направлениях. Первое из них посвящено совершенствованию точности прогнозирования посредством алгоритмов машинного обучения. Второе подчеркивает экономическую составляющую, включая пожизненную ценность клиента (CLV). Существующие подходы либо достигают максимальной точности за счет значительных вычислительных затрат, либо предлагают концепции, основанные на факторе ценности, но не имеющие практической технической реализации. Для преодоления этого разрыва в настоящей работе предлагается создать, испытать и представить комплексную систему контроля оттока клиентов с интеграцией жизненной ценности клиента (CVLV). Цель исследования заключается в разработке и верификации методологии контроля оттока с учетом жизненной ценности клиента (CVLV). Для ее достижения решаются следующие задачи: сегментация аудитории по динамическим метрикам CLV и вероятности ухода; оценка эффективности разнообразных конфигураций нейронных сетей; построение модели, которая выявляет наилучшие архитектуры глубокого обучения для целенаправленного удержания клиентов, гармонично сочетая аналитику данных с корпоративной стратегией. Материалы и методы. Исследование проводилось на двух наборах данных: IBM Telco Customer Churn (7 043 клиента, 21 признак, бинарный отток) и Santander Customer Transaction Prediction (200 000 записей, 200 числовых признаков, бинарный целевой признак). Данные обрабатывались с учётом дисбаланса классов и делились в пропорции 70–15–15 с 5‑кратной кросс‑проверкой. Сравнивались ANN (3–6 слоёв) и RNN/LSTM в CVLV‑фреймворке. При обучении использовались Adam, L2-регуляризация, dropout, ранняя остановка, обрезка градиентов, единые настройки батча и эпох. Эффективность оценивалась по точности, функции потерь и Парето‑фронту. Затем клиенты сегментировались по уровню пожизненной ценности (CLV) и риску оттока. Затем моделям назначались стратегии. Результаты исследования. Всесторонняя оценка искусственных (ANN) и рекуррентных (RNN) нейронных сетей показала, что двухслойная RNN обеспечивает незначительно более высокую точность (0,90), в то время как трёхслойная ANN демонстрирует наилучшую устойчивость с минимальными потерями (0,25) при сопоставимой прогностической эффективности. В рамках CVLV-фреймворка это определяет назначение моделей: RNN 2L используется для высокоценных клиентов с высоким риском оттока, где критически важна максимальная точность прогноза; ANN 3L — для стабильных высокоценных отношений; а базовая RNN — для клиентов с низкой ценностью. Обсуждение. Проведённое исследование продемонстрировало, что CVLV-фреймворк стратегически оптимизирует прогнозирование оттока клиентов за счёт согласования моделей глубокого обучения с ценностно-рисковыми профилями клиентов. Полученные данные подтверждают, что модель ANN 3L обеспечивает оптимальную устойчивость, а RNN 2L достигает максимальной точности при работе с временными закономерностями. Совместное их применение позволяет реализовывать более эффективные и целенаправленные мероприятия по удержанию клиентов в различных отраслях. Данный подход может быть внедрён в телекоммуникационном, банковском секторах, в сфере розничных продаж. Он устанавливает содержательную связь между техническими характеристиками модели и стратегическим принятием решений, позволяя организациям эффективно распределять усилия по удержанию, соотнеся возможности модели с ценностью клиентов и вероятностью их оттока. Результаты указывают на то, что стратегическое назначение моделей на основе CLV-рисковых профилей приводит к повышению эффективности мероприятий по удержанию без ущерба для надёжности прогнозов. Заключение. Основные результаты заключаются в том, что модель ANN 3L обеспечивает оптимальный баланс между точностью (0,875) и устойчивостью (потери: 0,25) в прогнозировании оттока, в то время как модель RNN 2L достигает максимальной точности (0,90) для сегментов с высоким риском. Практическая значимость исследования состоит в предложенном CVLV-фреймворке, который позволяет бизнесу стратегически соотносить выбор модели глубокого обучения с пожизненной ценностью клиента, повышая эффективность мероприятий по удержанию. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на интеграции механизмов обновления CLV в реальном времени и валидации фреймворка в других отраслях.

Еще

Учёт пожизненной ценности клиента, прогнозирование оттока клиентов, ANN, RNN, точность, функция потерь, оптимальная модель

Короткий адрес: https://sciup.org/142247502

IDR: 142247502   |   УДК: 004.89   |   DOI: 10.23947/2687-1653-2026-26-1-2211

A Customer Lifetime Value-aware Framework for Strategic Churn Prediction Using Deep Learning

Introduction. Customer churn prediction represents a challenge in the current era of rapid digital transformation, hyper-competition, and data-driven marketing. In sectors such as telecommunications and banking, even marginal reductions in churn translate to significant revenue protection. Numerous companies employ uniform approaches, leading to the inefficient allocation of marketing resources and loss of loyal customers. Recent research has advanced along two largely separate domains. The first focuses on improving predictive accuracy through machine learning and deep learning techniques. Another stream, rooted in marketing science, emphasizes the economic dimension of churn, introducing Customer Lifetime Value (CLV) as a key metric. Existing solutions either maximize accuracy at high computational cost or discuss value-based strategy without providing a technical, implementable system. To bridge this gap, this paper aims to create, test, and present a comprehensive churn control system integrating customer lifetime value framework (CVLV). To achieve this, the following tasks are addressed: segmenting customers based on dynamic CLV and churn risk scores; evaluating the efficiency of various neural network configurations; and building a decision model that assigns optimal deep learning architectures for targeted retention, seamlessly integrating data analytics with corporate strategy. Materials and Methods.The study was performed on two datasets: IBM Telco Customer Churn (7,043 customers, 21 features, binary churn) and Santander Customer Transaction Prediction (200,000 records, 200 numerical features, binary target variable). The data were preprocessed to address class imbalance and split 70-15-15 (train-validation-test) using 5-fold cross-validation. ANN (3–6 layers) and RNN/LSTM models were compared within the CVLV framework. The training utilized Adam optimizer, L2 regularization, dropout, early stopping, gradient clipping, and uniform batch size and epoch settings. The performance was evaluated based on accuracy, loss, and the Pareto frontier. Subsequently, customers were segmented by CLV/risk level, and retention strategies were assigned to the respective optimal models. Results. The comprehensive assessment of artificial neural networks (ANN) and recurrent neural networks (RNN) shows that RNN with 2 layers achieved marginally higher accuracy of 0.90, while the 3-layer ANN produced the best robustness with a loss of 0.25 with relatively similar predictive performance. With the CVLV framework, RNN 2L is assigned for high value, high risk relationships that need the most precision, ANN 3L is assigned for stable, high value relationships, and general RNN for low value customers. Discussion. This work has shown that the CVLV framework strategically optimizes churn prediction by aligning deep learning models with customer value-risk profiles. The data obtained confirm that ANN 3L provides optimal robustness while RNN 2L achieves superior accuracy for temporal patterns, together enabling more efficient and targeted retention interventions across industries. This approach can be deployed across the telecommunications, banking and retail sectors and facilitate a meaningful connection between technical model performance and strategic decision-making, enabling organizations to deploy retention efforts effectively by aligning model capability with the customer's value and probability of churn. The findings indicates that strategic model assignments based on CLV-risk profiles led to improved efficiencies associated with retention without compromising predictive reliability. Conclusion. The main results are that the ANN 3L model provides the optimal balance of accuracy (0.875) and robustness (loss: 0.25) for churn prediction, while the RNN 2L achieves peak accuracy (0.90) for high-risk segments. The practical significance lies in the proposed CVLV framework, which enables businesses to strategically align deep learning model selection with customer lifetime value, improving retention efficiency. Further research will focus on integrating real-time CLV updates and validating the framework across additional industry domains.

Еще