准备数据集,包括固定的房间面积,朝向,日照时长,输入室外最高温,最低温,室内温度,室内人数等数据。,在灰狼优化算法中,我们可以定义一个目标函数,例如均方根误差(RMSE),来度量预测结果与真实值之间的差异。然后使用灰狼优化算法预测模型,python代码
时间: 2023-10-01 08:09:07 浏览: 87
首先,我们需要准备数据集。这里我们可以使用一个包含房间面积、朝向、日照时长、室外最高温、最低温、室内温度、室内人数和能耗的数据集。我们将使用前六个特征来预测能耗。
接下来,我们将使用灰狼优化算法来训练一个多变量线性回归模型,以预测能耗。我们将定义均方根误差(RMSE)作为我们的目标函数。
代码如下:
```python
import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.metrics import mean_squared_error
from sklearn.model_selection import train_test_split
# 读取数据集
data = pd.read_csv('energy_data.csv')
# 提取特征和标签
X = data.iloc[:, :-1].values
y = data.iloc[:, -1].values
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
def wolf_pack_search(X_train, y_train, X_test, y_test, iterations=100, population_size=50):
"""
使用灰狼优化算法训练多变量线性回归模型
"""
# 初始化灰狼群
wolves_positions = np.random.randn(population_size, X_train.shape[1] + 1)
# 定义目标函数(均方根误差)
def rmse(y_true, y_pred):
return np.sqrt(mean_squared_error(y_true, y_pred))
# 训练模型
alpha = 0.1 # 学习率
for i in range(iterations):
# 计算适应度(用 RMSE 衡量)
fitness = []
for wolf in wolves_positions:
y_pred = np.dot(X_train, wolf[:-1]) + wolf[-1]
fitness.append(rmse(y_train, y_pred))
# 找出最优解(最小 RMSE)
alpha = 0.9 - i * ((0.9 - 0.4) / iterations)
best_wolf = wolves_positions[np.argmin(fitness)]
# 更新每个灰狼的位置
for j, wolf in enumerate(wolves_positions):
a = 2 * alpha * np.random.rand(X_train.shape[1] + 1) - alpha
C = 2 * np.random.rand(X_train.shape[1] + 1)
D = np.abs(C * best_wolf - wolf)
new_position = best_wolf - a * D
# 确保新位置在边界内
new_position[:6] = np.clip(new_position[:6], 0, np.inf)
new_position[6] = np.clip(new_position[6], 1, np.inf)
# 更新位置
wolves_positions[j] = new_position
# 进行预测
y_pred = np.dot(X_test, best_wolf[:-1]) + best_wolf[-1]
print("RMSE:", rmse(y_test, y_pred))
return best_wolf
# 运行算法
best_wolf = wolf_pack_search(X_train, y_train, X_test, y_test)
# 输出最佳解
print("Best solution:")
print(best_wolf)
```
在这个例子中,我们使用了 `numpy` 和 `pandas` 库来读取和处理数据,使用了 `sklearn` 库中的 `train_test_split` 函数来划分数据集,并使用了 `mean_squared_error` 函数来计算均方根误差。我们还定义了一个 `wolf_pack_search` 函数来执行灰狼优化算法训练多变量线性回归模型。在训练过程中,我们根据灰狼的适应度(即 RMSE 值)找到最优解,并更新每个灰狼的位置。最后,我们使用最佳解来进行预测,并计算测试集上的 RMSE 值。
需要注意的是,在更新每个灰狼的位置时,我们使用了一些技巧来确保新位置在边界内(例如使用 `np.clip` 函数)。这是因为灰狼优化算法可能会生成超出边界的位置,而我们需要确保模型参数在可行的范围内。
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