提供pytorch 的 多变量多步预测LSTM程序,从EXCEL文件加载数据,6个输入变量,1个输出变量(温度),要求预测未来12个时间步的温度,直接输出

时间: 2023-06-18 10:04:41 浏览: 141
好的,以下是一个基于PyTorch的多变量多步预测LSTM程序的示例代码,可以从Excel文件中加载数据,使用6个输入变量和1个输出变量(温度),并预测未来12个时间步的温度。请先确保已经安装了PyTorch和pandas库。 ```python import torch import torch.nn as nn import pandas as pd import numpy as np from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler # 从Excel文件中加载数据 dataframe = pd.read_excel('data.xlsx') dataset = dataframe.values dataset = dataset.astype('float32') # 归一化数据 scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 1)) dataset = scaler.fit_transform(dataset) # 划分数据集 train_size = int(len(dataset) * 0.67) test_size = len(dataset) - train_size train_data, test_data = dataset[0:train_size,:], dataset[train_size:len(dataset),:] # 准备训练数据 def create_dataset(dataset, look_back, look_forward): dataX, dataY = [], [] for i in range(len(dataset)-look_back-look_forward+1): a = dataset[i:(i+look_back), :] dataX.append(a) dataY.append(dataset[i+look_back:i+look_back+look_forward, 0]) return np.array(dataX), np.array(dataY) look_back = 12 look_forward = 12 trainX, trainY = create_dataset(train_data, look_back, look_forward) testX, testY = create_dataset(test_data, look_back, look_forward) # 将数据转换为PyTorch张量 trainX = torch.from_numpy(trainX) trainY = torch.from_numpy(trainY) testX = torch.from_numpy(testX) testY = torch.from_numpy(testY) # 定义LSTM模型 class LSTM(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size, num_layers): super(LSTM, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.num_layers = num_layers self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size, num_layers) self.fc = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size).requires_grad_() c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size).requires_grad_() out, (hn, cn) = self.lstm(x, (h0.detach(), c0.detach())) out = self.fc(out[:, -1, :]) return out # 初始化模型和优化器 input_size = 6 hidden_size = 64 output_size = 1 num_layers = 2 lstm = LSTM(input_size, hidden_size, output_size, num_layers) criterion = nn.MSELoss() optimizer = torch.optim.Adam(lstm.parameters(), lr=0.001) # 训练模型 num_epochs = 100 for epoch in range(num_epochs): outputs = lstm(trainX) loss = criterion(outputs, trainY) optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() if epoch % 10 == 0: print("Epoch: %d, Loss: %f" % (epoch, loss.item())) # 测试模型 lstm.eval() train_predict = lstm(trainX) test_predict = lstm(testX) # 将预测结果转换为NumPy数组 train_predict = train_predict.data.numpy() test_predict = test_predict.data.numpy() # 反归一化预测结果 train_predict = scaler.inverse_transform(train_predict) trainY = scaler.inverse_transform(trainY) test_predict = scaler.inverse_transform(test_predict) testY = scaler.inverse_transform(testY) # 输出预测结果 print("训练集预测结果:") print(train_predict[:,-look_forward:]) print("测试集预测结果:") print(test_predict[:,-look_forward:]) ``` 在这个示例代码中,我们首先从Excel文件中加载数据,并使用MinMaxScaler将数据归一化到0到1之间。然后我们将数据集分为训练集和测试集,并使用create_dataset函数将数据转换为可以用于LSTM模型训练的格式。接下来我们定义了一个LSTM模型,并使用均方误差(MSE)作为损失函数,使用Adam优化器进行模型训练。最后我们使用训练好的模型对训练集和测试集进行预测,并将预测结果反归一化到原始数据范围内,输出预测结果。

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