请写一个使用MLP神经网络进行混凝土强度预测的代码,数据集包括有五个输入变量和一个输出变量,共1030个样本数。要求输出预测图,求得平均绝对误差、平均绝对百分误差、均方根误差、R2等评价指标。拟合精度越精确越好。
时间: 2024-03-17 20:40:34 浏览: 161
基于卷积神经网络(CNN)数据回归预测,多变量输入单变量输出,MATLAB代码 评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE
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好的,以下是使用MLP神经网络进行混凝土强度预测的Python代码,使用Keras库实现,同时计算了平均绝对误差、平均绝对百分误差、均方根误差和R方值等评价指标,并绘制了预测图。
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.metrics import mean_absolute_error, mean_squared_error, r2_score
from sklearn.model_selection import train_test_split
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense
from keras.callbacks import EarlyStopping
import matplotlib.pyplot as plt
# 读取数据集
data = pd.read_excel('concrete_data.xlsx')
# 分离自变量和因变量
X = data.iloc[:, :-1].values
y = data.iloc[:, -1].values
# 数据集归一化处理
for i in range(X.shape[1]):
X[:, i] = (X[:, i] - X[:, i].mean()) / X[:, i].std()
y = (y - y.mean()) / y.std()
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# 构建MLP模型
model = Sequential()
model.add(Dense(32, input_shape=(X_train.shape[1],), activation='relu'))
model.add(Dense(16, activation='relu'))
model.add(Dense(1))
# 模型编译
model.compile(loss='mse', optimizer='adam')
# 设置EarlyStopping
early_stopping = EarlyStopping(monitor='val_loss', patience=20)
# 训练模型
history = model.fit(X_train, y_train, epochs=500, batch_size=32, validation_split=0.2, callbacks=[early_stopping])
# 在测试集上进行预测
y_pred = model.predict(X_test)
# 计算评价指标
mae = mean_absolute_error(y_test, y_pred)
mape = np.mean(np.abs((y_test - y_pred) / y_test)) * 100
rmse = np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_pred))
r2 = r2_score(y_test, y_pred)
# 输出评价指标
print('MAE:', mae)
print('MAPE:', mape)
print('RMSE:', rmse)
print('R2 Score:', r2)
# 绘制预测图
plt.plot(y_test, label='True')
plt.plot(y_pred, label='Predicted')
plt.legend()
plt.show()
```
其中,数据集`concrete_data.xlsx`包含了五个输入变量和一个输出变量,共有1030个样本。代码首先读取数据集,并将自变量和因变量分离出来,然后对自变量和因变量进行归一化处理。接着,使用`train_test_split`函数将数据集划分为训练集和测试集。然后,构建一个包含两个隐藏层的MLP模型,并使用`Adam`优化器和均方误差损失函数进行模型编译。在训练模型时,使用`EarlyStopping`回调函数进行早期停止,以避免过拟合。训练完模型后,使用模型在测试集上进行预测,并计算平均绝对误差、平均绝对百分误差、均方根误差和R方值等评价指标。最后,绘制预测图。
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