提供一个完整的python程序,使用ARIMA进行多变量多步预测,6个输入变量,180步预测,计算预测RMSE
时间: 2024-03-25 09:38:16 浏览: 20
很抱歉,我无法提供完整的程序,因为这需要根据具体的数据和需求进行设计。但我可以提供一些关于如何使用ARIMA进行多变量多步预测的指导:
1. 导入所需的库
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
from sklearn.metrics import mean_squared_error
```
2. 读取数据和数据预处理
```python
# 读取数据
data = pd.read_csv('your_data.csv')
# 数据预处理
# 将数据按照时间排序
data = data.sort_values('time')
# 将数据按照时间戳转换为时间格式
data['time'] = pd.to_datetime(data['time'], unit='s')
# 将时间列设置为索引
data = data.set_index('time')
# 选择需要使用的变量
data = data[['var1', 'var2', 'var3', 'var4', 'var5', 'var6']]
```
3. 定义函数进行ARIMA模型拟合和预测
```python
def arima_multivariate_forecast(train_data, order, exog, forecast_steps):
"""
使用ARIMA模型进行多变量多步预测
参数:
train_data:训练数据,包括所有变量
order:ARIMA模型的(p, d, q)参数
exog:外生变量,包括所有变量除了目标变量
forecast_steps:预测步数
返回:
预测结果,每个变量的预测结果存储在一个字典中
"""
# 存储每个变量的预测结果
forecasts = {}
# 对每个变量进行ARIMA模型拟合和预测
for i, col in enumerate(train_data.columns):
# 获取目标变量和外生变量
endog = train_data[col]
exog_data = exog.copy()
exog_data.drop(col, axis=1, inplace=True)
# 拟合ARIMA模型
model = ARIMA(endog, order=order, exog=exog_data)
model_fit = model.fit()
# 进行多步预测
forecast = model_fit.forecast(steps=forecast_steps, exog=exog_data)[-1]
# 存储预测结果
forecasts[col] = forecast
return forecasts
```
4. 划分训练集和测试集,进行模型训练和预测
```python
# 划分训练集和测试集
train_size = int(len(data) * 0.8)
train_data = data[:train_size]
test_data = data[train_size:]
# 指定ARIMA模型的(p, d, q)参数
order = (1, 1, 1)
# 进行多步预测
forecast_steps = 180
exog = train_data.drop('var1', axis=1) # 使用除了目标变量外的所有变量作为外生变量
forecasts = arima_multivariate_forecast(train_data, order, exog, forecast_steps)
# 计算预测RMSE
test_data = test_data[:forecast_steps]
rmse = np.sqrt(mean_squared_error(test_data, forecasts))
print('预测RMSE:', rmse)
```
这里仅仅是提供了一个简单的框架,具体的实现还需要根据实际情况进行修改和优化。