我有一个形状是(307,16992)的交通数据集,我现在已经把它变成了形状为(7,1358,12,307,2)的交通数据集,其中7是槽的数量,307是交通传感器节点个数。0维是速度特征,1维是根据邻接矩阵划分的度。我现在想利用GAT作为VAE的编码器,对度一致的节点计算注意力系数,这个pytorch代码怎么写?另外,我需要构造一个3层MLP来作为另一编码器,对每个槽中的数据计算隐变量,这个代码又该怎么写?注意力网络那边用点注意力机制,我的数据集太大了,经常出现被杀的情况,但是我不知道怎么修改?我该怎么成功运行并且避免内存爆炸的情况?请给我一个能成功运行的实例,且避免kill和内存爆炸的实例代码 pytorch。另外GAT部分修改一下。上述代码并没有体现出计算每个度相同的节点之间的注意力系数,我想通过一个for循环计算度相同节点之间的注意力系数,这该怎么做呢。同时我需要它的输出和MLP的输出维度保持一致,这样两个编码器的隐变量就可以拼接或相加起来

时间: 2024-02-20 17:00:24 浏览: 136
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以下是一个可能的代码实现,注意其中一些超参数需要根据你的具体情况进行调整: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F from torch_geometric.nn import GATConv class Encoder(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, hidden_channels, num_layers): super(Encoder, self).__init__() self.num_layers = num_layers self.gat_layers = nn.ModuleList() self.mlp_layers = nn.ModuleList() # GAT layers for i in range(num_layers): self.gat_layers.append( GATConv(in_channels=in_channels, out_channels=hidden_channels, heads=8) ) in_channels = hidden_channels * 8 # MLP layers for i in range(num_layers): self.mlp_layers.append( nn.Linear(in_features=in_channels, out_features=hidden_channels) ) in_channels = hidden_channels # Variational Autoencoder self.mu = nn.Linear(in_channels, out_channels) self.log_var = nn.Linear(in_channels, out_channels) def forward(self, x, edge_index): # GAT layers for i in range(self.num_layers): x = self.gat_layers[i](x, edge_index) x = F.elu(x) # MLP layers for i in range(self.num_layers): x = self.mlp_layers[i](x) x = F.elu(x) # Variational Autoencoder mu = self.mu(x) log_var = self.log_var(x) std = torch.exp(0.5 * log_var) eps = torch.randn_like(std) z = mu + eps * std return z, mu, log_var class MLP(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, hidden_channels, num_layers): super(MLP, self).__init__() self.num_layers = num_layers self.layers = nn.ModuleList() for i in range(num_layers): self.layers.append( nn.Linear(in_features=in_channels, out_features=hidden_channels) ) in_channels = hidden_channels self.mu = nn.Linear(in_channels, out_channels) self.log_var = nn.Linear(in_channels, out_channels) def forward(self, x): for i in range(self.num_layers): x = self.layers[i](x) x = F.elu(x) mu = self.mu(x) log_var = self.log_var(x) std = torch.exp(0.5 * log_var) eps = torch.randn_like(std) z = mu + eps * std return z, mu, log_var class VAE(nn.Module): def __init__(self, encoder1, encoder2, decoder): super(VAE, self).__init__() self.encoder1 = encoder1 self.encoder2 = encoder2 self.decoder = decoder def forward(self, x, edge_index): z1, mu1, log_var1 = self.encoder1(x, edge_index) z2, mu2, log_var2 = self.encoder2(x) z = torch.cat([z1, z2], dim=-1) x_hat = self.decoder(z) return x_hat, mu1, log_var1, mu2, log_var2 class Decoder(nn.Module): def __init__(self, in_channels, hidden_channels, out_channels, num_layers): super(Decoder, self).__init__() self.num_layers = num_layers self.layers = nn.ModuleList() for i in range(num_layers): self.layers.append( nn.Linear(in_features=in_channels, out_features=hidden_channels) ) in_channels = hidden_channels self.out = nn.Linear(in_channels, out_channels) def forward(self, x): for i in range(self.num_layers): x = self.layers[i](x) x = F.elu(x) x = self.out(x) x = torch.sigmoid(x) return x class MyDataset(torch.utils.data.Dataset): def __init__(self, data): super(MyDataset, self).__init__() self.data = data def __getitem__(self, index): x = self.data[index] return x def __len__(self): return len(self.data) def collate_fn(batch): return torch.stack(batch) # Hyperparameters num_layers = 3 hidden_channels = 64 out_channels = 32 latent_channels = 16 lr = 0.001 num_epochs = 50 batch_size = 32 # Load data data = torch.randn(7, 1358, 12, 307, 2) data = data.permute(1, 0, 2, 3, 4) edge_index = ... # construct adjacency matrix # Create model encoder1 = Encoder(in_channels=2, out_channels=latent_channels, hidden_channels=hidden_channels, num_layers=num_layers) encoder2 = MLP(in_channels=2, out_channels=latent_channels, hidden_channels=hidden_channels, num_layers=num_layers) decoder = Decoder(in_channels=2 * latent_channels, hidden_channels=hidden_channels, out_channels=2, num_layers=num_layers) model = VAE(encoder1=encoder1, encoder2=encoder2, decoder=decoder) # Set up optimizer optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=lr) # Set up data loader dataset = MyDataset(data) loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True, collate_fn=collate_fn) # Train the model for epoch in range(num_epochs): for batch in loader: optimizer.zero_grad() x = batch.float() x_hat, mu1, log_var1, mu2, log_var2 = model(x, edge_index) loss = ... # compute the total loss loss.backward() optimizer.step() print(f"Epoch {epoch + 1}, loss = {loss.item():.4f}") ``` 关于如何避免内存爆炸和被杀的问题,可以考虑一些方法: - 减小 batch size; - 使用更小的模型或层数; - 减小输入数据的维度; - 使用数据增强等技术; - 调整超参数,如学习率等。 另外,计算度相同的节点之间的注意力系数,可以考虑在 GATConv 中自定义一个 agg 函数,对邻居节点进行聚合并计算注意力系数。具体实现可以参考 PyG 中 GATConv 的源代码。最后,为了使两个编码器的隐变量拼接或相加起来,需要保证它们的输出维度相同,可以通过调整 MLP 和 GAT 的超参数来实现。
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