随机森林多输入多输出进行时间序列预测的代码

以下是使用随机森林进行多输入多输出时间序列预测的代码示例：

# 导入必要的库
import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor

# 定义函数，将时间序列转换为监督学习问题
def series_to_supervised(data, n_in=1, n_out=1, dropnan=True):
    n_vars = 1 if type(data) is list else data.shape[1]
    df = pd.DataFrame(data)
    cols, names = [], []
    # 输入序列 (t-n, ... t-1)
    for i in range(n_in, 0, -1):
        cols.append(df.shift(i))
        names += [('var%d(t-%d)' % (j+1, i)) for j in range(n_vars)]
    # 输出序列 (t, t+1, ... t+n)
    for i in range(0, n_out):
        cols.append(df.shift(-i))
        if i == 0:
            names += [('var%d(t)' % (j+1)) for j in range(n_vars)]
        else:
            names += [('var%d(t+%d)' % (j+1, i)) for j in range(n_vars)]
    # 组合所有列
    agg = pd.concat(cols, axis=1)
    agg.columns = names
    # 删除缺失值行
    if dropnan:
        agg.dropna(inplace=True)
    return agg

# 读取数据
dataset = pd.read_csv('data.csv', header=0, index_col=0)

# 将数据转换为监督学习问题
values = dataset.values
reframed = series_to_supervised(values, n_in=3, n_out=2)

# 分割数据集为训练和测试集
n_train_hours = 365*24*3
train = reframed[:n_train_hours, :]
test = reframed[n_train_hours:, :]

# 分割输入和输出变量
train_X, train_y = train.iloc[:, :-2], train.iloc[:, -2:]
test_X, test_y = test.iloc[:, :-2], test.iloc[:, -2:]

# 定义和拟合随机森林模型
model = RandomForestRegressor(n_estimators=1000, random_state=1)
model.fit(train_X, train_y)

# 预测测试集
yhat = model.predict(test_X)

# 反转缩放，还原预测值和真实值
test_X = test_X.values.reshape((test_X.shape[0], 3, 2))
inv_yhat = np.concatenate((yhat, test_X[:, :, 0][:, -2:]), axis=1)
inv_yhat = scaler.inverse_transform(inv_yhat)
inv_yhat = inv_yhat[:, :2]

test_y = test_y.values.reshape((test_y.shape[0], 2))
inv_y = np.concatenate((test_y, test_X[:, :, 0][:, -2:]), axis=1)
inv_y = scaler.inverse_transform(inv_y)
inv_y = inv_y[:, :2]

# 计算 RMSE
rmse = np.sqrt(mean_squared_error(inv_y, inv_yhat))
print('Test RMSE: %.3f' % rmse)

在这个示例中，我们首先使用 `series_to_supervised()` 函数将时间序列数据转换为监督学习问题，并将输入序列长度设置为3，输出序列长度设置为2。我们使用前三年的数据作为训练集，并使用后一年的数据作为测试集。然后，我们将训练集和测试集分成输入和输出变量，并使用随机森林模型进行拟合和预测。最后，我们将预测值和真实值反转缩放，并计算 RMSE 来评估模型的性能。