基于 Prophet - LSTM 模型的柑橘价格预测研究

创业   2024-09-09 23:30   广西  

今天分享一篇文章:

《基于 Prophet - LSTM 模型的柑橘价格预测研究》一文主要探讨了如何准确预测柑橘价格的问题,具有重要的现实意义。

文章开篇指出柑橘作为全球重要的经济作物之一,在中国具有关键的经济作用。然而,柑橘价格受到多种因素的影响,波动较大,因此对柑橘价格进行预测对于柑橘产业的发展、种植户的收益和消费者的利益都至关重要。

在研究理论部分,文章介绍了 Prophet 模型和 LSTM 模型。Prophet 模型是由 Facebook 开发的开源时间序列预测工具,适用于具有季节性和趋势的时间序列数据,能够自动检测季节性模式、节假日效应等。它使用可扩展的加法分解模型来拟合时间序列数据,考虑了趋势、季节性和假日效应。LSTM 网络是一种特殊的循环神经网络,引入了三个门和记忆细胞,能够实现对长时间信息的读取、重置和更新,从而利用历史信息对未来进行预测。

在模型构建与预测部分,文章首先进行了数据来源与处理,以芦柑为代表,从全国农产品商务信息公共服务平台爬取数据,并进行了整理和分析。然后,分别构建和预测了 Prophet 模型、LSTM 模型和 Prophet - LSTM 组合模型。

对于 Prophet 模型,进行了数据预处理,将数据的前 90% 作为训练集,后 10% 作为测试集进行训练和评估。通过对模型的单独分析,发现芦柑价格在 2019 年明显提高可能与干旱天气导致产量降低有关,价格受节假日影响,在周末高于工作日,且在 8 月和 12 月有明显峰值,3 月至 5 月初价格明显较低。模型效果评估显示,Prophet 模型的 MAE、MSE、MAPE 和 RMSE 等指标表现较好,预测相对准确。

对于 LSTM 模型,进行了数据预处理和归一化,构建了包含 LSTM 层和全连接层的模型,并使用均方误差作为损失函数,Adam 算法作为优化器。通过训练和预测,LSTM 模型在训练数据上表现出相对较小的平均误差和误差标准偏差,效果不错。

对于 Prophet - LSTM 组合模型,先由 Prophet 和 LSTM 模型分别对价格进行预测,然后通过加权平均法赋予权值,组合模型由两者加权相加而得。通过计算得出 Prophet 模型和 LSTM 模型的权重,进一步进行预测。模型效果评估表明,Prophet - LSTM 模型的各个指标相较于 Prophet 模型和 LSTM 模型更低,效果更好。

文章最后得出结论,Prophet - LSTM 组合模型的精度最高,预测效果明显优于其他两个单独的模型,未来可以将该模型应用于具有明显季节性和周期性的农产品价格预测。

这篇文章的研究方法科学,数据处理合理,模型构建和预测具有一定的创新性和实用性。通过对柑橘价格的预测研究,为柑橘产业的发展提供了有益的参考,有助于提高柑橘市场的稳定性,优化农业生产和资源分配。

同时,文章也为其他农产品价格预测提供了借鉴和思路。然而,文章在研究中可能还存在一些局限性,例如数据的代表性和模型的适应性等问题,需要在未来的研究中进一步改进和完善。

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