本文提出了一种结合粒子群优化(PSO)与门控循环单元和长短时记忆网络(GRU-LSTM)的方法,以优化模型的超参数设置。此方法提高了序列预测任务中的性能表现。
本段落主要讲解使用粒子群优化(PSO)方法来寻找GRU-LSTM模型的最佳超参数设置。这些超参数包括神经元的数量、学习率、dropout比例以及batch_size等。
具体思路如下:
1. 构建一个GRU-LSTM混合模型。
2. 定义PSO算法的参数,如最大迭代次数、惯性权重范围(最小和最大值)、粒子数量及其初始位置与速度。同时确定每个个体的历史最佳适应度及全局历史最优解的位置。
3. 设定超参数搜索空间并随机初始化所有粒子的位置。
4. 计算整个群体中当前的全局最优适应度,并根据这一结果调整各个粒子的速度与位置,以寻找更优的解决方案。
5. 绘制出这些迭代过程中的适应度变化曲线图。
6. 利用PSO算法找到的最佳参数重新训练模型并进行评估。使用MSE(均方误差)、RMSE(根平均平方误差)、MAE(平均绝对误差)、MAPE(平均绝对百分比误差)、SMAPE(对称的平均绝对百分比误差)以及R2分数等指标来衡量其性能。
所使用的数据为一列时间序列数值,如:6.14E+01, 6.26E+01, 6.32E+01...。GRU和LSTM单元在许多应用场景中表现相近,因此选择二者结合可以进一步提高模型的预测能力。
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