有没有pytorch 架构的多步预测例子

时间: 2023-08-30 19:10:29 浏览: 42
当涉及到时间序列预测时,多步预测是一项重要的任务。以下是一个基于PyTorch框架的多步预测的例子: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np # 定义模型类 class MultiStepPredictor(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size, num_layers=1): super(MultiStepPredictor, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.num_layers = num_layers self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size, num_layers, batch_first=True) self.fc = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x, future=0): # x: (batch_size, seq_len, input_size) batch_size = x.size(0) seq_len = x.size(1) h0 = torch.zeros(self.num_layers, batch_size, self.hidden_size).to(x.device) c0 = torch.zeros(self.num_layers, batch_size, self.hidden_size).to(x.device) output, _ = self.lstm(x, (h0, c0)) output = output[:, -1, :] predictions = [] for i in range(future): output = output.unsqueeze(1) output, (h0, c0) = self.lstm(output, (h0, c0)) output = self.fc(output[:, -1, :]) predictions.append(output) return torch.cat(predictions, dim=1) # 定义超参数 input_size = 1 hidden_size = 64 output_size = 1 num_layers = 2 learning_rate = 0.01 num_epochs = 1000 future = 10 # 定义数据集 data = np.sin(np.arange(1000) * (np.pi / 50)) data = data.reshape(-1, 1) data = torch.from_numpy(data).float().to(torch.device('cuda')) # 划分训练集和测试集 train_data = data[:-100] test_data = data[-100:] # 定义模型、损失函数和优化器 model = MultiStepPredictor(input_size, hidden_size, output_size, num_layers).to(torch.device('cuda')) criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): optimizer.zero_grad() x_train = train_data[:-future] y_train = train_data[future:] y_pred = model(x_train, future=future) loss = criterion(y_pred, y_train) loss.backward() optimizer.step() if epoch % 100 == 0: print("Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}".format(epoch, num_epochs, loss.item())) # 测试模型 model.eval() with torch.no_grad(): x_test = test_data[:-future] y_test = test_data[future:] y_pred = model(x_test, future=future) loss = criterion(y_pred, y_test) print("Test Loss: {:.4f}".format(loss.item())) # 可视化结果 import matplotlib.pyplot as plt plt.figure(figsize=(12, 6)) plt.plot(y_test.cpu().numpy().flatten(), label='True Data') plt.plot(y_pred.cpu().numpy().flatten(), label='Predictions') plt.legend() plt.show() ``` 在此示例中,我们使用`nn.LSTM`来构建LSTM模型,使用`nn.Linear`来构建全连接层,使用`nn.MSELoss`作为损失函数,使用`optim.Adam`作为优化器。我们使用`sine`函数作为我们的数据,并将其转换为PyTorch张量。我们将前900个值用于训练,后100个值用于测试。最后,我们将训练和测试结果可视化。

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