本文提出了一种基于鲸鱼优化算法改进的最小二乘支持向量机(WOA-LSSVM)的时间序列预测模型,并评估了其性能,使用R²、MAE、MSE、RMSE及M作为评价指标。
在时间序列预测领域,支持向量机(SVM)是一种常用的机器学习方法。本段落聚焦于一种基于鲸鱼算法优化的最小二乘支持向量机(WOA-LSSVM)模型的应用。鲸鱼算法是从海洋中鲸鱼捕食行为模拟而来的自然启发式优化算法,用于寻找复杂问题中的全局最优解。最小二乘支持向量机(LSSVM)是SVM的一种变体,通过最小化平方误差来解决非线性回归问题,并且与传统SVM相比,在计算效率上有所提升,特别是在处理大规模数据时更为便捷。
在LSSVM中,利用核函数将原始特征空间映射到一个高维的空间,以构建超平面实现非线性的决策边界。这使得模型能够对复杂的数据模式进行有效的建模。而鲸鱼算法(WOA)则用来优化LSSVM的参数选择,通过模拟鲸鱼群体的行为策略如捕食、社交和避免碰撞等来搜索最优解。
在WOA-LSSVM中,利用鲸鱼算法寻找最佳核函数参数与惩罚系数以提升模型预测性能。评估模型预测效果的主要指标包括:
1. R2(决定系数):衡量拟合程度的高低。
2. MAE(平均绝对误差):表示预测值和实际值之差的平均绝对值,越小说明精度越高。
3. MSE(均方误差):是所有误差平方之和的平均数,同样数值越低代表模型效果越好。
4. RMSE(均方根误差):MSE的平方根形式,用于评估预测结果与实际数据之间的偏差程度。
5. MAPE(平均绝对百分比误差):表示预测值相对于真实值的比例差异。
提供的压缩包文件包括以下内容:
1. WOA.m——鲸鱼算法的核心实现代码
2. main.m——主程序调用WOA和LSSVM相关函数进行模型训练与预测。
3. fitnessfunclssvm.m——适应度评估函数,用于衡量个体解的质量(即参数组合)。
4. initialization.m——初始化设置,配置初始种群信息。
5. data_process.m——数据预处理模块,包括清洗、标准化等步骤。
此外还有使用说明文档和样本数据集。通过这些文件可以深入理解WOA-LSSVM的工作机制,并将其应用于其他时间序列预测问题中。学习该模型不仅能加深对支持向量机及优化算法的理解,还能提高预测分析的能力。