【ARIMA-LSTM】合差分自回归移动平均方法-长短期记忆神经网络研究(Python代码实现)

简介: 【ARIMA-LSTM】合差分自回归移动平均方法-长短期记忆神经网络研究(Python代码实现)

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥


🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。


⛳️座右铭:行百里者,半于九十。


📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁


目录


💥1 概述


1.1 ARIMA模型


1.2 LSTM 模型


📚2 运行结果


🎉3 参考文献


🌈4 Python代码实现


💥1 概述

1.1 ARIMA模型

差分自回归移动平均模型( ARIMA)元一PE用于各领域的预测模型 17-19],主要包含自回归模型和

移动平均模型2个部分。自回归模型的阶数为p,信号差分的阶数为d ,移动平均模型的阶数为q,因此模型通常表示成ARIMA( p,d ,q) ,具体的数学表达式为:


8db8f2cdee60495e9654ed6fd70b1a5d.png


9d0e3abc7b7344adb268cfe0c4f92d59.png


( 1)对所研究的时间序列数据进行平稳性验证,如果不满足要求,则对其进行d阶差分转换成平稳时间序列。

(2)通过自相关系数图和偏自相关系数图以及贝叶斯信息准则[201确定阶数p和q。

(3)采用确定好阶数的ARIMA( p , d , q)拟合时间序列,并根据预测后的数据和原时间序列进行结果统计和预测精度分析。


1.2 LSTM 模型

LSTM 深度学习算法与递归神经网络( Recurrent Neural Network ,RNN)的不同之处在于前者在后者的基础上加入了细胞状态和门结两个结构[ 16-17]以此来预测太阳能辐照强度,通过对比可发现LSTM模型的表现比时间递归型神经网络和隐马尔科夫模型的表现更好。


aba1501c8c8645aaa0d99792cf4bf0a8.png


44c915b8675c4346be201ddecaaa345a.png

4f33175265314c1c86c083bc02aeecc2.png


传统的RNN在解决时序长相关问题时存在梯度消失和梯度爆炸的问题,而细胞状态的作用是将具体信息连续地传递到RNN上,因此能够有效解决传统RNN存在的问题。ISTM是基于门控制单元结构的深度学习模型,通过遗忘门、输入门和输出门这三种门类型控制传输信息[18]。LSTM神经网络如图1所示,方框内是单个神经元细胞结构, c表示神经元细胞的状态值, h表示神经元细胞的输出值。LSTM 神经网络细胞的结构如图2所示。


📚2 运行结果


78fbf151e35043b8b06410df38c08b52.png

65f13b26a18f4f65a53c904f33751a39.png


ff47386f1ba44520a2ddc51dc7582b36.png


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1]沈露露,梁嘉乐,周雯.基于ARIMA-LSTM的能量预测算法[J].无线电通信技术,2023,49(01):150-156.


[2]岑威钧,王肖鑫,蒋明欢.基于EEMD-LSTM-ARIMA的土石坝渗压预测模型研究[J].水资源与水工程学报,2023,34(02):180-185.


[3]王鑫,李安桂,李扬,卜令晨,彭怀午,牛东圣,许晨琛,韩欧.基于ARIMA-LSTM模型的综合能源系统负荷与风光资源预测[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2022,54(05):762-769.DOI:10.15986/j.1006-7930.2022.05.015.


🌈4 Python代码实现


相关文章
|
10天前
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
从理论到实践:如何使用长短期记忆网络(LSTM)改善自然语言处理任务
【10月更文挑战第7天】随着深度学习技术的发展,循环神经网络(RNNs)及其变体,特别是长短期记忆网络(LSTMs),已经成为处理序列数据的强大工具。在自然语言处理(NLP)领域,LSTM因其能够捕捉文本中的长期依赖关系而变得尤为重要。本文将介绍LSTM的基本原理,并通过具体的代码示例来展示如何在实际的NLP任务中应用LSTM。
33 4
|
8天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
【玉米病害识别】Python+卷积神经网络算法+人工智能+深度学习+计算机课设项目+TensorFlow+模型训练
玉米病害识别系统,本系统使用Python作为主要开发语言,通过收集了8种常见的玉米叶部病害图片数据集('矮花叶病', '健康', '灰斑病一般', '灰斑病严重', '锈病一般', '锈病严重', '叶斑病一般', '叶斑病严重'),然后基于TensorFlow搭建卷积神经网络算法模型,通过对数据集进行多轮迭代训练,最后得到一个识别精度较高的模型文件。再使用Django搭建Web网页操作平台,实现用户上传一张玉米病害图片识别其名称。
22 0
【玉米病害识别】Python+卷积神经网络算法+人工智能+深度学习+计算机课设项目+TensorFlow+模型训练
|
13天前
|
运维 监控 网络安全
Python 在网络运维方面的自动化应用实例
Python 在网络运维方面的自动化应用实例
39 4
|
1月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
【新闻文本分类识别系统】Python+卷积神经网络算法+人工智能+深度学习+计算机毕设项目+Django网页界面平台
文本分类识别系统。本系统使用Python作为主要开发语言,首先收集了10种中文文本数据集("体育类", "财经类", "房产类", "家居类", "教育类", "科技类", "时尚类", "时政类", "游戏类", "娱乐类"),然后基于TensorFlow搭建CNN卷积神经网络算法模型。通过对数据集进行多轮迭代训练,最后得到一个识别精度较高的模型,并保存为本地的h5格式。然后使用Django开发Web网页端操作界面,实现用户上传一段文本识别其所属的类别。
70 1
【新闻文本分类识别系统】Python+卷积神经网络算法+人工智能+深度学习+计算机毕设项目+Django网页界面平台
|
16天前
|
数据可视化 测试技术 Linux
基于Python后端构建多种不同的系统终端界面研究
【10月更文挑战第10天】本研究探讨了利用 Python 后端技术构建多样化系统终端界面的方法,涵盖命令行界面(CLI)、图形用户界面(GUI)及 Web 界面。通过分析各种界面的特点、适用场景及关键技术,展示了如何使用 Python 标准库和第三方库(如 `argparse`、`click`、`Tkinter` 和 `PyQt`)实现高效、灵活的界面设计。旨在提升用户体验并满足不同应用场景的需求。
|
29天前
|
机器学习/深度学习 数据采集 网络安全
使用Python实现深度学习模型:智能网络安全威胁检测
使用Python实现深度学习模型:智能网络安全威胁检测
106 5
|
1月前
|
数据采集 存储 JavaScript
构建您的第一个Python网络爬虫:抓取、解析与存储数据
【9月更文挑战第24天】在数字时代,数据是新的金矿。本文将引导您使用Python编写一个简单的网络爬虫,从互联网上自动抓取信息。我们将介绍如何使用requests库获取网页内容,BeautifulSoup进行HTML解析,以及如何将数据存储到文件或数据库中。无论您是数据分析师、研究人员还是对编程感兴趣的新手,这篇文章都将为您提供一个实用的入门指南。拿起键盘,让我们开始挖掘互联网的宝藏吧!
|
8天前
|
运维 安全 网络协议
Python 网络编程:端口检测与IP解析
本文介绍了使用Python进行网络编程的两个重要技能:检查端口状态和根据IP地址解析主机名。通过`socket`库实现端口扫描和主机名解析的功能,并提供了详细的示例代码。文章最后还展示了如何整合这两部分代码,实现一个简单的命令行端口扫描器,适用于网络故障排查和安全审计。
13 0
|
17天前
|
安全 网络协议 IDE
使用Python编写网络扫描程序
使用Python编写网络扫描程序
27 0
|
18天前
|
JSON API 开发者
深入解析Python网络编程与Web开发:urllib、requests和http模块的功能、用法及在构建现代网络应用中的关键作用
深入解析Python网络编程与Web开发:urllib、requests和http模块的功能、用法及在构建现代网络应用中的关键作用
13 0

热门文章

最新文章