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A115-SMA-BP基于黏菌算法优化BP神经网络时间序列预测

【购买前必看】

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代码说明:

  1. 数据读取与预处理

  2. load_data函数从CSV文件读取数据。

  3. 使用MinMaxScaler进行归一化处理,并构建具有滞后特征的训练集和测试集。

  4. BP神经网络

  5. BPNeuralNetwork类定义了一个简单的两层BP神经网络,包括前向传播方法和参数获取/设置方法。

  6. 黏菌算法优化

  7. SlimeMoldOptimizer类实现了基本的黏菌算法,用于优化BP神经网络的参数(权重和偏置)。

  8. 优化过程中记录每次迭代的最佳适应度,以便后续可视化。

  9. 评估与可视化

  10. 使用evaluate函数计算均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)。

  11. plot_results函数生成预测效果图、优化迭代图和相关分析图,并保存为PNG文件。

  12. 主函数

  13. 设置参数,执行数据模拟、读取、预处理。

  14. 初始化BP神经网络和黏菌算法优化器,进行参数优化。

  15. 训练优化后的模型,进行预测并评估性能。

  16. 生成并保存可视化图表。

运行说明:

确保安装了必要的Python库:

pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn

将上述代码保存为sma_bp_time_series.py,然后在终端运行:

python sma_bp_time_series.py

运行后,将生成以下文件:

  • time_series_data.csv:模拟的时间序列数据。

  • results_prediction.png:预测效果图。

  • results_optimization.png:优化迭代过程图。

  • results_correlation.png:预测结果与真实值的相关性图。

Image Token: YcgzbS1Cqo8eh4xrCRscmOmWnve

Image Token: QT1gbveXqoPEGcxkNSJcDrAOnMf

Image Token: WMB0bhemaoWAwlxJMBKcRawJnfg