SCI一区级 | Matlab实现SSA-TCN-LSTM-Attention多变量时间序列预测

机器学习之心2024-10-29 8:18

效果一览

基本介绍

1.基于SSA-TCN-LSTM-Attention麻雀搜索算法优化时间卷积长短期记忆神经网络融合注意力机制多变量时间序列预测，要求Matlab2023版以上，自注意力机制，一键单头注意力机制替换成多头注意力机制；

2.输入多个特征，输出单个变量，考虑历史特征的影响，多变量时间序列预测；

3.data为数据集，main.m为主程序，运行即可,所有文件放在一个文件夹；

4.命令窗口输出R2、MSE、MAE、MAPE和RMSE多指标评价；

5.优化学习率，神经元个数，注意力机制的键值, 正则化参数。

程序设计

完整程序私信博主回复Matlab实现SSA-TCN-LSTM-Attention多变量时间序列预测。

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%%  清空环境变量
warning off             % 关闭报警信息
close all               % 关闭开启的图窗
clear                   % 清空变量
clc                     % 清空命令行

%%  划分训练集和测试集
P_train = res(1: num_train_s, 1: f_)';
T_train = res(1: num_train_s, f_ + 1: end)';
M = size(P_train, 2);

P_test = res(num_train_s + 1: end, 1: f_)';
T_test = res(num_train_s + 1: end, f_ + 1: end)';
N = size(P_test, 2);

%%  数据归一化
[P_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
P_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);

[t_train, ps_output] = mapminmax(T_train, 0, 1);
t_test = mapminmax('apply', T_test, ps_output);

%%  数据平铺
P_train =  double(reshape(P_train, f_, 1, 1, M));
P_test  =  double(reshape(P_test , f_, 1, 1, N));

t_train = t_train';
t_test  = t_test' ;

%%  数据格式转换
for i = 1 : M
    p_train{i, 1} = P_train(:, :, 1, i);
end

for i = 1 : N
    p_test{i, 1}  = P_test( :, :, 1, i);
end

 
%%  参数设置
options = trainingOptions('adam', ...      % Adam 梯度下降算法
    'MaxEpochs', 100, ...                  % 最大训练次数 
    'InitialLearnRate', 0.01, ...          % 初始学习率为0.01
    'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...  % 学习率下降
    'LearnRateDropFactor', 0.1, ...        % 学习率下降因子 0.1
    'LearnRateDropPeriod', 70, ...         % 经过训练后 学习率为 0.01*0.1
    'Shuffle', 'every-epoch', ...          % 每次训练打乱数据集
    'Verbose', 1);

参考资料

$1$ https://hmlhml.blog.csdn.net/article/details/135536086?spm=1001.2014.3001.5502

$2$ https://hmlhml.blog.csdn.net/article/details/137166860?spm=1001.2014.3001.5502

$3$ https://hmlhml.blog.csdn.net/article/details/132372151

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