def mcp_loss(y_true, y_pred, delta_p, model): """ 计算单调性约束损失函数在所有样本和时刻上的平均值 """ p = y_pred[:, :, 0] # 取出所有样本和时间步的输入 p f = y_true[:, :, 0] # 取出所有样本和时间步的标签 f p_new = tf.expand_dims(p + delta_p, axis=-1) # 计算新的输入 p_new f_new = model(p_new)[:, :, 0] # 预测 f_new delta_f = f - f_new relu = tf.nn.relu(delta_f) return tf.reduce_mean(tf.square(relu)) def combined_loss(y_true, y_pred, delta_p, model, alpha=0.5): """ 组合MSE损失函数和单调性约束损失函数的新损失函数 """ mse_loss = tf.keras.losses.mean_squared_error(y_true, y_pred) mcp_loss1 = mcp_loss(y_true, y_pred, delta_p, model) return alpha * mse_loss + (1-alpha) * mcp_loss1模型的输入是1个水文站流量和15个雨量站雨量,输出是一个水文站流量,给每个雨量站雨量输入一个微小的扰动(0~1之间),输出新的预测流量,p和f分别代表雨量和流量,结合这段描述对代码进行修改
时间: 2024-02-18 13:01:38 浏览: 152
根据描述,可以对代码进行如下修改:
```python
def mcp_loss(y_true, y_pred, delta_p, model):
"""
计算单调性约束损失函数在所有样本和时刻上的平均值
"""
p = y_pred[:, :, 0] # 取出所有样本和时间步的输入 p
f = y_true[:, :, 0] # 取出所有样本和时间步的标签 f
p_new = tf.expand_dims(p + delta_p, axis=-1) # 计算新的输入 p_new
f_new = model([p_new, y_pred[:, :, 1:]])[:, :, 0] # 预测 f_new
delta_f = f - f_new
relu = tf.nn.relu(delta_f)
return tf.reduce_mean(tf.square(relu))
def combined_loss(y_true, y_pred, delta_p, model, alpha=0.5):
"""
组合MSE损失函数和单调性约束损失函数的新损失函数
"""
mse_loss = tf.keras.losses.mean_squared_error(y_true, y_pred)
mcp_loss1 = mcp_loss(y_true, y_pred, delta_p, model)
return alpha * mse_loss + (1-alpha) * mcp_loss1
# 假设输入的雨量站数量为15,修改模型的输入层
input_p = tf.keras.Input(shape=(None, 15), name='input_p')
input_f = tf.keras.Input(shape=(None, 1), name='input_f')
input_layer = tf.keras.layers.Concatenate(axis=-1)([input_p, input_f])
# 假设输出的流量站数量为1,修改模型的输出层
output_layer = tf.keras.layers.Dense(1)(input_layer)
# 修改模型的中间层,使用共享权重的方式处理输入的雨量站数据
shared_layer = tf.keras.layers.Dense(10, activation='relu')
shared_output = shared_layer(input_p)
hidden_layer = tf.keras.layers.Dense(10, activation='relu')(shared_output)
new_input_layer = tf.keras.layers.Concatenate(axis=-1)([hidden_layer, input_f])
new_output_layer = tf.keras.layers.Dense(1)(new_input_layer)
# 损失函数中使用模型的新输出层进行预测
model = tf.keras.Model(inputs=[input_p, input_f], outputs=output_layer)
delta_p = tf.random.uniform(shape=(1, 15), minval=0, maxval=1)
model_loss = lambda y_true, y_pred: combined_loss(y_true, y_pred, delta_p, tf.keras.Model(inputs=input_p, outputs=new_output_layer))
model.compile(optimizer='adam', loss=model_loss)
```
其中,新的输入层包含了雨量站的数据和流量站的数据,共同作为模型的输入,而新的输出层则只预测水文站的流量。中间层包含了共享权重的部分和只针对流量站数据的部分,共享权重的部分处理雨量站数据,只针对流量站数据的部分处理流量站数据。在损失函数中,使用模型的新输出层进行流量预测,同时将输入的雨量站数据微小扰动后再次输入模型进行流量预测,计算损失函数并进行反向传播更新模型参数。
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