[开源] 基于GRU的时间序列预测模型python代码

基于GRU的时间序列预测模型python代码分享给大家,记得点赞哦

python 复制代码
#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

import time
time_start = time.time() 


import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
import math
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Activation, Dropout, GRU
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
from sklearn.metrics import mean_squared_error
from sklearn.metrics import mean_absolute_error 
from sklearn.metrics import r2_score 
from keras import optimizers
from pylab import *
import tensorflow as tf


mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
matplotlib.rcParams['axes.unicode_minus']=False


# 调用GPU加速
gpus = tf.config.experimental.list_physical_devices(device_type='GPU')
for gpu in gpus:
    tf.config.experimental.set_memory_growth(gpu, True)


def creat_dataset(dataset, look_back=10):
    dataX, dataY = [], []
    for i in range(len(dataset)-look_back-1):
        a = dataset[i: (i+look_back)]
        dataX.append(a)
        dataY.append(dataset[i+look_back])
    return np.array(dataX), np.array(dataY)


dataframe = pd.read_csv('天气.csv',header=0, parse_dates=[0],index_col=0, usecols=[0, 1])#header=0第0行为表头,index_col=0第一列为索引,usecols=[0, 1]选取第一列和第二列
dataset = dataframe.values
dataframe.head(10)

plt.figure(figsize=(10, 4),dpi=150)
dataframe.plot()
plt.ylabel('AQI')
plt.xlabel('time/day')
font = {'serif': 'Times New Roman','size': 20}
plt.rc('font', **font)
plt.show()


scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 1))
dataset = scaler.fit_transform(dataset.reshape(-1, 1))


train_size = int(len(dataset)*0.8)
test_size = len(dataset)-train_size
train, test = dataset[0: train_size], dataset[train_size: len(dataset)]



look_back = 10
trainX, trainY = creat_dataset(train, look_back)
testX, testY = creat_dataset(test, look_back)


model = Sequential()
model.add(GRU(input_dim=1, units=50, return_sequences=True))
model.add(GRU(input_dim=50, units=100, return_sequences=True))
model.add(GRU(input_dim=100, units=200, return_sequences=True))
model.add(GRU(300, return_sequences=False))
model.add(Dropout(0.2))

model.add(Dense(100))
model.add(Dense(units=1))

model.add(Activation('relu'))
start = time.time()
model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='Adam')
model.summary()
len(model.layers)


history = model.fit(trainX, trainY, batch_size=64, epochs=100, validation_split=None, verbose=2)
print('compilatiom time:', time.time()-start)

#get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'notebook')
fig1 = plt.figure(figsize=(10, 3),dpi=150)
plt.plot(history.history['loss'])
plt.title('model loss')
plt.ylabel('loss')
plt.xlabel('epoch')
plt.show()


trainPredict = model.predict(trainX)
testPredict = model.predict(testX)


trainPredict = scaler.inverse_transform(trainPredict)
trainY = scaler.inverse_transform(trainY)
testPredict = scaler.inverse_transform(testPredict)
testY = scaler.inverse_transform(testY)

testScore = math.sqrt(mean_squared_error(testY, testPredict[:, 0]))
print('Train Sccore %.4f RMSE' %(testScore))
testScore = mean_absolute_error(testY, testPredict[:, 0])
print('Train Sccore %.4f MAE' %(testScore))
testScore = r2_score(testY, testPredict[:, 0])
print('Train Sccore %.4f R2' %(testScore))


trainPredictPlot = np.empty_like(dataset)
trainPredictPlot[:] = np.nan
trainPredictPlot = np.reshape(trainPredictPlot, (dataset.shape[0], 1))
trainPredictPlot[look_back: len(trainPredict)+look_back, :] = trainPredict


testPredictPlot = np.empty_like(dataset)
testPredictPlot[:] = np.nan
testPredictPlot = np.reshape(testPredictPlot, (dataset.shape[0], 1))
testPredictPlot[len(trainPredict)+(look_back*2)+1: len(dataset)-1, :] = testPredict


dataset = scaler.inverse_transform(dataset)


#get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'notebook')
plt.figure(figsize=(10, 4),dpi=150)
plt.title(' Prediction',size=15)
plt.plot(dataset, color='red', linewidth=1.5, linestyle="-",label='Actual')
plt.plot(testPredictPlot,  color='blue',linewidth=2,linestyle="--", label='Prediction')
plt.legend()
plt.ylabel('AQI',size=15)
plt.xlabel('time/day',size=15)
plt.show()


time_end = time.time()  
time_sum = time_end - time_start  
print(time_sum)

更多时间序列预测代码获取:时间序列预测算法全集合--深度学习

相关推荐
Elastic 中国社区官方博客8 分钟前
使用 A2A 协议和 MCP 在 Elasticsearch 中创建一个 LLM agent 新闻室:第二部分
大数据·数据库·人工智能·elasticsearch·搜索引擎·ai·全文检索
知识浅谈10 分钟前
我用Gemini3pro 造了个手控全息太阳系
人工智能
孤廖12 分钟前
终极薅羊毛指南:CLI工具免费调用MiniMax-M2/GLM-4.6/Kimi-K2-Thinking全流程
人工智能·经验分享·chatgpt·ai作画·云计算·无人机·文心一言
aneasystone本尊13 分钟前
学习 LiteLLM 的日志系统
人工智能
秋邱18 分钟前
价值升维!公益赋能 + 绿色技术 + 终身学习,构建可持续教育 AI 生态
网络·数据库·人工智能·redis·python·学习·docker
Mintopia20 分钟前
🎭 小众语言 AIGC:当 Web 端的低资源语言遇上“穷得只剩文化”的生成挑战
人工智能·aigc·全栈
安达发公司22 分钟前
安达发|告别手工排产!车间排产软件成为中央厨房的“最强大脑”
大数据·人工智能·aps高级排程·aps排程软件·安达发aps·车间排产软件
公众号-架构师汤师爷22 分钟前
n8n工作流实战:从0到1打造公众号热点选题一键采集智能体(万字图文)
人工智能·agent·智能体·n8n
CoovallyAIHub36 分钟前
抛弃LLM!MIT用纯视觉方法破解ARC难题,性能接近人类水平
深度学习·算法·计算机视觉
Baihai_IDP44 分钟前
剖析大模型产生幻觉的三大根源
人工智能·面试·llm