强势改进!TCN-Transformer时间序列预测

文摘   教育   2024-11-01 22:23   广东  

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摘要:强势改进!TCN-Transformer时间序列预测

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基本介绍

1.Matlab实现TCN-Transformer时间序列预测;
2.运行环境为Matlab2023b;
3.单个变量时间序列预测
4.data为数据集,excel数据,单列数据集,主程序运行即可,所有文件放在一个文件夹;
5.命令窗口输出R2、MSE、MAE、MAPE和MBE多指标评价;
TCN(时间卷积网络)
TCN是一种专门用于处理时间序列数据的深度神经网络。它通过因果卷积和膨胀卷积的组合,有效捕获数据中的长期依赖关系。TCN的核心优势在于其能够并行处理多个时间步的输入,提高模型的训练和推理速度。
Transformer
Transformer是一种基于自注意力机制的序列建模方法,最初在自然语言处理领域取得巨大成功。它通过自注意力机制建模序列中不同位置之间的依赖关系,捕捉全局上下文信息。Transformer的并行处理能力使其在处理长序列时具有显著优势。
  1. 输入层:接收多特征变量时间序列数据。

  2. TCN层:利用因果卷积和膨胀卷积提取数据的全局空间特征。

  3. Transformer层:通过自注意力机制捕捉数据的长期依赖关系,提取时序特征。

  4. 注意力融合层:将TCN和Transformer提取的特征作为输入,通过注意力机制融合时空特征。

  5. 全连接层:将融合后的特征映射到输出层,进行高精度预测。

参考文献

2

   

2.1

数据集

    

   

2.2

运行效果

   

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3


   

部分源码


%% 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




   

其他代码

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