waterConsump.csv为用户的用水量数据,数据中有编 号为1-200的200位用户,DATE表示时间,如2017/1/1表 示2017年1月1日,NUM为用量单位,根据2015-2016年用水量数据,预测编号1-200的用 户,2017年每个月用水量,并对预测值进行评价,帮我写代码
时间: 2024-03-23 09:38:22 浏览: 36
这是一个时间序列预测问题,我们可以使用LSTM神经网络进行预测。
首先,读取数据并进行预处理:
```python
import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
water = pd.read_csv('waterConsump.csv')
water['DATE'] = pd.to_datetime(water['DATE']) # 将日期转换为时间格式
water['MONTH'] = water['DATE'].dt.month # 添加月份列
water.set_index(['ID', 'MONTH'], inplace=True) # 将用户编号和月份设置为索引
# 归一化处理
scaler = MinMaxScaler()
water['NUM'] = scaler.fit_transform(water[['NUM']])
```
然后,定义LSTM模型,并对每一个用户编号进行训练和预测:
```python
import numpy as np
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense, Dropout
# 定义LSTM模型
def create_model():
model = Sequential()
model.add(LSTM(units=50, return_sequences=True, input_shape=(12, 1)))
model.add(Dropout(0.2))
model.add(LSTM(units=50, return_sequences=True))
model.add(Dropout(0.2))
model.add(LSTM(units=50))
model.add(Dropout(0.2))
model.add(Dense(units=1))
model.compile(optimizer='adam', loss='mean_squared_error')
return model
results = []
for i in range(1, 201):
user_data = water.loc[i]['NUM'].values
train_data = user_data[:len(user_data)-12] # 取前24个月数据作为训练集
test_data = user_data[len(user_data)-12:] # 取最后12个月数据作为测试集
# 将训练集和测试集转换为LSTM输入格式
def create_dataset(data):
X, Y = [], []
for i in range(12, len(data)):
X.append(data[i-12:i, 0])
Y.append(data[i, 0])
X, Y = np.array(X), np.array(Y)
X = np.reshape(X, (X.shape[0], X.shape[1], 1))
return X, Y
X_train, Y_train = create_dataset(train_data)
X_test, Y_test = create_dataset(test_data)
# 训练模型
model = create_model()
model.fit(X_train, Y_train, epochs=100, batch_size=32, verbose=0)
# 预测
pred = scaler.inverse_transform(model.predict(X_test))
# 评价预测结果
from sklearn.metrics import mean_absolute_error
score = mean_absolute_error(test_data, pred)
results.append((i, score))
# 按照评价分数排序
results.sort(key=lambda x: x[1])
```
最后,输出评价最好的前10个用户编号以及评价分数:
```python
for i, score in results[:10]:
print('User ID:', i, 'Score:', score)
```