用tensorflow实现lstm预测

时间: 2024-04-18 16:19:09 浏览: 18
1. 导入所需库 ```python import pandas as pd import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense from tensorflow.keras.models import Sequential from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler ``` 2. 加载数据 ```python df = pd.read_csv('data.csv') ``` 3. 数据预处理 ```python # 将数据转换为numpy数组 data = df.values # 将数据缩放到0到1之间 scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 1)) scaled_data = scaler.fit_transform(data) # 将数据拆分为训练集和测试集 train_size = int(len(scaled_data) * 0.8) test_size = len(scaled_data) - train_size train_data = scaled_data[0:train_size, :] test_data = scaled_data[train_size:len(scaled_data), :] # 将数据转换为x_train和y_train def create_dataset(dataset, time_step=1): data_x, data_y = [], [] for i in range(len(dataset) - time_step - 1): a = dataset[i:(i + time_step), 0] data_x.append(a) data_y.append(dataset[i + time_step, 0]) return np.array(data_x), np.array(data_y) time_step = 100 x_train, y_train = create_dataset(train_data, time_step) x_test, y_test = create_dataset(test_data, time_step) # 将数据转换为3D格式 x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], x_train.shape[1], 1) x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], x_test.shape[1], 1) ``` 4. 构建模型 ```python model = Sequential() model.add(LSTM(50, return_sequences=True, input_shape=(x_train.shape[1], 1))) model.add(LSTM(50, return_sequences=True)) model.add(LSTM(50)) model.add(Dense(1)) model.compile(optimizer='adam', loss='mean_squared_error') ``` 5. 模型训练 ```python model.fit(x_train, y_train, validation_data=(x_test, y_test), epochs=100, batch_size=64, verbose=1) ``` 6. 模型预测 ```python train_predict = model.predict(x_train) test_predict = model.predict(x_test) # 将预测值反缩放 train_predict = scaler.inverse_transform(train_predict) y_train = scaler.inverse_transform([y_train]) test_predict = scaler.inverse_transform(test_predict) y_test = scaler.inverse_transform([y_test]) # 计算rmse train_score = np.sqrt(np.mean(np.power(y_train - train_predict, 2))) test_score = np.sqrt(np.mean(np.power(y_test - test_predict, 2))) ``` 7. 可视化结果 ```python import matplotlib.pyplot as plt # 绘制训练集预测结果和实际值 plt.plot(y_train[0]) plt.plot(train_predict) plt.title("Train Predictions") plt.xlabel("Time") plt.ylabel("Value") plt.legend(["Actual", "Predicted"]) plt.show() # 绘制测试集预测结果和实际值 plt.plot(y_test[0]) plt.plot(test_predict) plt.title("Test Predictions") plt.xlabel("Time") plt.ylabel("Value") plt.legend(["Actual", "Predicted"]) plt.show() ```

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