用Python做一个BP神经网络预测模型

时间: 2024-02-01 09:04:38 浏览: 100
好的,以下是使用 Python 实现 BP 神经网络预测模型的代码: 首先,我们需要导入相关的库和数据: ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler from sklearn.model_selection import train_test_split # 读取数据 data = pd.read_csv('data.csv') X = data.iloc[:, :-1].values y = data.iloc[:, -1].values # 将数据进行归一化处理 scaler = MinMaxScaler() X = scaler.fit_transform(X) # 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=0) ``` 然后,我们需要定义神经网络模型,并使用反向传播算法进行训练: ```python class NeuralNetwork: def __init__(self, layers): self.layers = layers self.weights = [np.random.randn(self.layers[i], self.layers[i-1]) for i in range(1, len(self.layers))] self.biases = [np.random.randn(self.layers[i], 1) for i in range(1, len(self.layers))] def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(self, x): return x * (1 - x) def feedforward(self, X): a = X.T for i in range(len(self.weights)): z = np.dot(self.weights[i], a) + self.biases[i] a = self.sigmoid(z) return a def backpropagation(self, X, y): a = [X.T] z = [] for i in range(len(self.weights)): z.append(np.dot(self.weights[i], a[-1]) + self.biases[i]) a.append(self.sigmoid(z[-1])) delta = [2 * (a[-1] - y.reshape(-1, 1)) * self.sigmoid_derivative(a[-1])] for i in range(len(self.weights)-1, -1, -1): delta.insert(0, np.dot(self.weights[i].T, delta[0]) * self.sigmoid_derivative(a[i])) return delta, z, a def train(self, X_train, y_train, learning_rate, epochs): for epoch in range(epochs): for i in range(X_train.shape[0]): delta, z, a = self.backpropagation(X_train[i], y_train[i]) for j in range(len(self.weights)): self.weights[j] -= learning_rate * np.dot(delta[j], a[j].T) self.biases[j] -= learning_rate * delta[j] def predict(self, X_test): y_pred = [] for i in range(X_test.shape[0]): y_pred.append(self.feedforward(X_test[i])) return np.array(y_pred).reshape(-1, 1) ``` 最后,我们可以使用定义好的神经网络模型进行预测: ```python # 定义神经网络模型 nn = NeuralNetwork([X.shape[1], 10, 1]) # 训练模型 nn.train(X_train, y_train, learning_rate=0.01, epochs=100) # 预测测试集数据 y_pred = nn.predict(X_test) # 输出预测结果 print(y_pred) ``` 当然,这只是一个简单的 BP 神经网络预测模型,如果你需要更加精确的预测结果,可以尝试使用其他的神经网络模型或者进行模型调参。
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