我的数据为excle,有两列,一列是RS,一列是LS,使用时间序列预测,前10个RS和LS预测接下来一个LS,方法使用基于pytorch的BP神经网络 请你给出代码
时间: 2024-03-12 11:43:14 浏览: 84
好的,以下是使用 PyTorch 实现 BP 神经网络进行时间序列预测的代码:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import numpy as np
import pandas as pd
# 读取数据
data = pd.read_excel('data.xlsx')
rs = data['RS'].values
ls = data['LS'].values
# 数据归一化
rs = (rs - np.mean(rs)) / np.std(rs)
ls = (ls - np.mean(ls)) / np.std(ls)
# 定义超参数
input_size = 10
hidden_size = 64
output_size = 1
learning_rate = 0.001
num_epochs = 1000
# 划分训练集和测试集
train_size = int(len(rs) * 0.8)
train_rs = rs[:train_size]
train_ls = ls[:train_size]
test_rs = rs[train_size:]
test_ls = ls[train_size:]
# 定义模型
class BP(nn.Module):
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
super(BP, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size)
self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, output_size)
def forward(self, x):
out = torch.relu(self.fc1(x))
out = self.fc2(out)
return out
model = BP(input_size, hidden_size, output_size)
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)
# 训练模型
for epoch in range(num_epochs):
# 将数据分成若干段,每段长度为 input_size+1
for i in range(train_size - input_size):
inputs = train_rs[i:i+input_size]
labels = train_ls[i+input_size:i+input_size+1]
inputs = torch.from_numpy(inputs).float().unsqueeze(0)
labels = torch.from_numpy(labels).float().unsqueeze(0)
# 前向传播
outputs = model(inputs)
loss = criterion(outputs, labels)
# 反向传播和优化
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
if (epoch+1) % 100 == 0:
print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item()))
# 测试模型
model.eval()
test_inputs = torch.from_numpy(test_rs).float().unsqueeze(0)
predicted_ls = model(test_inputs).detach().numpy().reshape(-1)
predicted_ls = predicted_ls * np.std(ls) + np.mean(ls)
test_ls = test_ls * np.std(ls) + np.mean(ls)
rmse = np.sqrt(np.mean((predicted_ls - test_ls) ** 2))
print('RMSE: {:.4f}'.format(rmse))
```
代码中首先读取数据,并对数据进行归一化处理。然后定义模型,包括一个输入层、一个隐藏层和一个输出层。接着定义损失函数和优化器,并开始训练模型。在每个 epoch 中,将数据分成若干段,每段长度为 `input_size+1`,将其中的前 `input_size` 个数作为输入,后一个数作为标签。然后进行前向传播、计算损失、反向传播和优化。训练完毕后,将模型切换到评估模式,并用测试集进行预测,计算 RMSE。
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