请提供pytorch架构程序,要求用RBF神经网络进行多步预测的示例,输入有6个特征变量,输出1个特征,预测30个时间步
时间: 2024-03-11 15:46:26 浏览: 131
好的,以下是一个使用PyTorch框架进行多步预测的RBF神经网络Python程序示例:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
from scipy.spatial.distance import cdist
# 读取数据
data = pd.read_csv('data.csv')
# 数据预处理
scaler = MinMaxScaler()
data_scaled = scaler.fit_transform(data)
# 准备数据
X = []
Y = []
for i in range(30, len(data)):
X.append(data_scaled[i-30:i, 0:6])
Y.append(data_scaled[i, 6])
X = np.array(X)
Y = np.array(Y)
# 转换为张量
X = torch.tensor(X, dtype=torch.float32)
Y = torch.tensor(Y, dtype=torch.float32)
# 定义RBF神经网络模型
class RBF(nn.Module):
def __init__(self, num_features, num_hidden, num_outputs):
super(RBF, self).__init__()
self.centers = nn.Parameter(torch.Tensor(num_hidden, num_features))
self.sigmas = nn.Parameter(torch.Tensor(num_hidden))
self.linear = nn.Linear(num_hidden, num_outputs)
nn.init.normal_(self.centers, 0, 1)
nn.init.constant_(self.sigmas, 1)
def forward(self, x):
dist = torch.cdist(x, self.centers, p=2)
phi = torch.exp(-0.5 * ((dist / self.sigmas) ** 2))
return self.linear(phi)
# 初始化RBF神经网络模型
model = RBF(num_features=6, num_hidden=64, num_outputs=1)
# 定义优化器和损失函数
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
criterion = nn.MSELoss()
# 训练模型
for epoch in range(100):
optimizer.zero_grad()
output = model(X)
loss = criterion(output, Y)
loss.backward()
optimizer.step()
# 预测未来30个时间步
test = data_scaled[-30:, 0:6]
for i in range(30):
test_tensor = torch.tensor(test, dtype=torch.float32)
prediction = model(test_tensor).item()
test = np.append(test, prediction)
test = np.delete(test, 0)
# 反归一化
prediction = scaler.inverse_transform(prediction.reshape(-1, 1))
print(prediction)
```
这个示例使用了PyTorch框架来构建RBF神经网络模型,并且使用了Min-Max归一化来对数据进行预处理。在准备数据时,每个样本都包含了过去30个时间步的6个特征变量。模型的输出是未来1个时间步的1个特征值。在训练模型时,我们使用了均方误差(MSE)作为损失函数。RBF神经网络的中心点和标准差被定义为模型的参数,并且在模型初始化时被随机初始化。最后,我们使用训练好的模型来预测未来30个时间步的特征值,并且使用反归一化来还原真实的特征值。
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