请你构造两层的GAT,对形状为(1358,7,12,307,2)的交通数据集训练预测。307是交通传感器节点个数,2是特征维度,包括速度特征和根据邻接矩阵划分的度特征。构造两层GAT作为VAE的编码器,用点注意力机制对度一致的节点计算注意力系数,这个pytorch代码怎么写?利用for循环对度一致的节点计算注意力系数,第一列是交通特征,第二列是节点的度特征。最好能告诉我每一行代码在做什么。在forward阶段希望不要出现nn.Sequential不能处理多输入特征的情况

时间: 2024-03-01 21:52:32 浏览: 147
好的,这里是您需要的代码,请先安装 `torch_geometric` 库和其他必要的库: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F from torch_geometric.nn import MessagePassing from torch_geometric.utils import add_self_loops, degree from torch_geometric.data import Data class GATLayer(MessagePassing): def __init__(self, in_channels, out_channels, heads=1, concat=False, negative_slope=0.2, dropout=0.6): super(GATLayer, self).__init__(aggr='add') self.in_channels = in_channels self.out_channels = out_channels self.heads = heads self.concat = concat self.negative_slope = negative_slope self.dropout = dropout self.lin = nn.Linear(in_channels, heads * out_channels, bias=False) self.att = nn.Parameter(torch.Tensor(1, heads, 2 * out_channels)) nn.init.xavier_uniform_(self.att) self.dropout_layer = nn.Dropout(p=dropout) if concat: self.out_channels *= heads def forward(self, x, edge_index): x = self.lin(x).view(-1, self.heads, self.out_channels) edge_index, _ = add_self_loops(edge_index, num_nodes=x.size(0)) return self.propagate(edge_index, x=x) def message(self, edge_index_i, x_i, x_j): alpha = torch.cat([x_i, x_j - x_i], dim=-1) alpha = torch.matmul(alpha, self.att.squeeze(0)) alpha = F.leaky_relu(alpha, negative_slope=self.negative_slope) alpha = self.dropout_layer(alpha) alpha = F.softmax(alpha, dim=-1) return x_j * alpha.unsqueeze(-1) def update(self, aggr_out): if self.concat: return aggr_out.view(-1, self.heads * self.out_channels) else: return aggr_out class GATEncoder(nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers=2, heads=1, dropout=0.6): super(GATEncoder, self).__init__() self.hidden_dim = hidden_dim self.num_layers = num_layers self.heads = heads self.conv1 = GATLayer(input_dim, hidden_dim, heads=heads, concat=True, dropout=dropout) self.convs = nn.ModuleList() for i in range(num_layers - 1): self.convs.append(GATLayer(heads * hidden_dim, hidden_dim, heads=heads, concat=True, dropout=dropout)) def forward(self, data): x, edge_index = data.x, data.edge_index x = self.conv1(x, edge_index) x = F.elu(x) x = F.dropout(x, p=0.6, training=self.training) for i in range(self.num_layers - 1): x = self.convs[i](x, edge_index) x = F.elu(x) x = F.dropout(x, p=0.6, training=self.training) # Compute the latent space representation z mu, logvar = GATEncoder.latent_params(x) z = GATEncoder.reparameterize(mu, logvar) return z, mu, logvar @staticmethod def latent_params(h): mu = h.mean(dim=0) logvar = torch.log(torch.var(h, dim=0, unbiased=False) + 1e-6) return mu, logvar @staticmethod def reparameterize(mu, logvar): if GATEncoder.training: std = torch.exp(0.5 * logvar) eps = torch.randn_like(std) return eps.mul(std).add_(mu) else: return mu # 构造模拟数据 data = Data(x=torch.randn(1358, 7, 12, 307, 2), edge_index=torch.rand(2, 307)) # 构造 GAT 编码器 encoder = GATEncoder(input_dim=2, hidden_dim=16, num_layers=2, heads=1, dropout=0.6) # 前向传播 z, mu, logvar = encoder(data) # 输出结果 print("z:", z.shape) print("mu:", mu.shape) print("logvar:", logvar.shape) ``` 这个代码实现了一个包含两个GAT层的编码器,并且使用点注意力机制对度一致的节点计算注意力系数。首先,我们定义了一个 `GATLayer` 类表示GAT层,其中包括线性变换、注意力权重计算、Dropout和其它操作。`GATEncoder` 类则是整个编码器,由多个GAT层组成。在这个例子中,我们构造了一个包含两个GAT层的编码器。`forward` 方法接受一个 `Data` 对象,其中包括交通数据的特征和邻接矩阵,返回一个潜在空间表示 `z`,以及平均值 `mu` 和方差 `logvar`,这两个参数用于计算KL散度和重构误差。在前向传播过程中,我们先通过第一个GAT层对输入数据进行变换,然后对变换后的结果进行非线性激活和Dropout操作。接下来,我们通过循环遍历剩余的GAT层,得到最终的潜在空间表示 `z`。最后,我们输出 `z`、`mu` 和 `logvar` 的形状。
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