You can not select more than 25 topics
Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
695 lines
16 KiB
695 lines
16 KiB
{
|
|
"cells": [
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "fv9OoQsMFk5A"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {},
|
|
"source": [
|
|
"Trong sổ tay này, chúng tôi sẽ hướng dẫn cách:\n",
|
|
"\n",
|
|
"- chuẩn bị dữ liệu chuỗi thời gian 2D để huấn luyện mô hình hồi quy SVM \n",
|
|
"- triển khai SVR sử dụng kernel RBF \n",
|
|
"- đánh giá mô hình bằng biểu đồ và MAPE \n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {},
|
|
"source": [
|
|
"## Nhập các mô-đun\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": 1,
|
|
"metadata": {},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"import sys\n",
|
|
"sys.path.append('../../')"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": 2,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "M687KNlQFp0-"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"import os\n",
|
|
"import warnings\n",
|
|
"import matplotlib.pyplot as plt\n",
|
|
"import numpy as np\n",
|
|
"import pandas as pd\n",
|
|
"import datetime as dt\n",
|
|
"import math\n",
|
|
"\n",
|
|
"from sklearn.svm import SVR\n",
|
|
"from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler\n",
|
|
"from common.utils import load_data, mape"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "Cj-kfVdMGjWP"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "8fywSjC6GsRz"
|
|
},
|
|
"source": [
|
|
"### Tải dữ liệu\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": 3,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 363
|
|
},
|
|
"id": "aBDkEB11Fumg",
|
|
"outputId": "99cf7987-0509-4b73-8cc2-75d7da0d2740"
|
|
},
|
|
"outputs": [
|
|
{
|
|
"data": {
|
|
"text/html": [
|
|
"<div>\n",
|
|
"<style scoped>\n",
|
|
" .dataframe tbody tr th:only-of-type {\n",
|
|
" vertical-align: middle;\n",
|
|
" }\n",
|
|
"\n",
|
|
" .dataframe tbody tr th {\n",
|
|
" vertical-align: top;\n",
|
|
" }\n",
|
|
"\n",
|
|
" .dataframe thead th {\n",
|
|
" text-align: right;\n",
|
|
" }\n",
|
|
"</style>\n",
|
|
"<table border=\"1\" class=\"dataframe\">\n",
|
|
" <thead>\n",
|
|
" <tr style=\"text-align: right;\">\n",
|
|
" <th></th>\n",
|
|
" <th>load</th>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" </thead>\n",
|
|
" <tbody>\n",
|
|
" <tr>\n",
|
|
" <th>2012-01-01 00:00:00</th>\n",
|
|
" <td>2698.0</td>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" <tr>\n",
|
|
" <th>2012-01-01 01:00:00</th>\n",
|
|
" <td>2558.0</td>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" <tr>\n",
|
|
" <th>2012-01-01 02:00:00</th>\n",
|
|
" <td>2444.0</td>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" <tr>\n",
|
|
" <th>2012-01-01 03:00:00</th>\n",
|
|
" <td>2402.0</td>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" <tr>\n",
|
|
" <th>2012-01-01 04:00:00</th>\n",
|
|
" <td>2403.0</td>\n",
|
|
" </tr>\n",
|
|
" </tbody>\n",
|
|
"</table>\n",
|
|
"</div>"
|
|
],
|
|
"text/plain": [
|
|
" load\n",
|
|
"2012-01-01 00:00:00 2698.0\n",
|
|
"2012-01-01 01:00:00 2558.0\n",
|
|
"2012-01-01 02:00:00 2444.0\n",
|
|
"2012-01-01 03:00:00 2402.0\n",
|
|
"2012-01-01 04:00:00 2403.0"
|
|
]
|
|
},
|
|
"execution_count": 3,
|
|
"metadata": {},
|
|
"output_type": "execute_result"
|
|
}
|
|
],
|
|
"source": [
|
|
"energy = load_data('../../data')[['load']]\n",
|
|
"energy.head(5)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "O0BWP13rGnh4"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 486
|
|
},
|
|
"id": "hGaNPKu_Gidk",
|
|
"outputId": "7f89b326-9057-4f49-efbe-cb100ebdf76d"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"energy.plot(y='load', subplots=True, figsize=(15, 8), fontsize=12)\n",
|
|
"plt.xlabel('timestamp', fontsize=12)\n",
|
|
"plt.ylabel('load', fontsize=12)\n",
|
|
"plt.show()"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "IPuNor4eGwYY"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "ysvsNyONGt0Q"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"train_start_dt = '2014-11-01 00:00:00'\n",
|
|
"test_start_dt = '2014-12-30 00:00:00'"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 548
|
|
},
|
|
"id": "SsfdLoPyGy9w",
|
|
"outputId": "d6d6c25b-b1f4-47e5-91d1-707e043237d7"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"energy[(energy.index < test_start_dt) & (energy.index >= train_start_dt)][['load']].rename(columns={'load':'train'}) \\\n",
|
|
" .join(energy[test_start_dt:][['load']].rename(columns={'load':'test'}), how='outer') \\\n",
|
|
" .plot(y=['train', 'test'], figsize=(15, 8), fontsize=12)\n",
|
|
"plt.xlabel('timestamp', fontsize=12)\n",
|
|
"plt.ylabel('load', fontsize=12)\n",
|
|
"plt.show()"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "XbFTqBw6G1Ch"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {},
|
|
"source": [
|
|
"Bây giờ, bạn cần chuẩn bị dữ liệu để huấn luyện bằng cách thực hiện lọc và chuẩn hóa dữ liệu của mình.\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "cYivRdQpHDj3",
|
|
"outputId": "a138f746-461c-4fd6-bfa6-0cee094c4aa1"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"train = energy.copy()[(energy.index >= train_start_dt) & (energy.index < test_start_dt)][['load']]\n",
|
|
"test = energy.copy()[energy.index >= test_start_dt][['load']]\n",
|
|
"\n",
|
|
"print('Training data shape: ', train.shape)\n",
|
|
"print('Test data shape: ', test.shape)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {},
|
|
"source": [
|
|
"Chuyển đổi dữ liệu để nằm trong khoảng (0, 1).\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 363
|
|
},
|
|
"id": "3DNntGQnZX8G",
|
|
"outputId": "210046bc-7a66-4ccd-d70d-aa4a7309949c"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"scaler = MinMaxScaler()\n",
|
|
"train['load'] = scaler.fit_transform(train)\n",
|
|
"train.head(5)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 206
|
|
},
|
|
"id": "26Yht-rzZexe",
|
|
"outputId": "20326077-a38a-4e78-cc5b-6fd7af95d301"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"test['load'] = scaler.transform(test)\n",
|
|
"test.head(5)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "x0n6jqxOQ41Z"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "fdmxTZtOQ8xs"
|
|
},
|
|
"source": [
|
|
"Đối với SVR của chúng tôi, chúng tôi chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành dạng `[batch, timesteps]`. Vì vậy, chúng tôi định hình lại `train_data` và `test_data` hiện có sao cho có một chiều mới đại diện cho các bước thời gian. Trong ví dụ của chúng tôi, chúng tôi chọn `timesteps = 5`. Vì vậy, đầu vào cho mô hình là dữ liệu của 4 bước thời gian đầu tiên, và đầu ra sẽ là dữ liệu của bước thời gian thứ 5.\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "Rpju-Sc2HFm0"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Converting to numpy arrays\n",
|
|
"\n",
|
|
"train_data = train.values\n",
|
|
"test_data = test.values"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Selecting the timesteps\n",
|
|
"\n",
|
|
"timesteps=None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "O-JrsrsVJhUQ",
|
|
"outputId": "c90dbe71-bacc-4ec4-b452-f82fe5aefaef"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Converting data to 2D tensor\n",
|
|
"\n",
|
|
"train_data_timesteps=None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "exJD8AI7KE4g",
|
|
"outputId": "ce90260c-f327-427d-80f2-77307b5a6318"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Converting test data to 2D tensor\n",
|
|
"\n",
|
|
"test_data_timesteps=None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "2u0R2sIsLuq5"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"x_train, y_train = None\n",
|
|
"x_test, y_test = None\n",
|
|
"\n",
|
|
"print(x_train.shape, y_train.shape)\n",
|
|
"print(x_test.shape, y_test.shape)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "8wIPOtAGLZlh"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "EhA403BEPEiD"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Create model using RBF kernel\n",
|
|
"\n",
|
|
"model = None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "GS0UA3csMbqp",
|
|
"outputId": "d86b6f05-5742-4c1d-c2db-c40510bd4f0d"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Fit model on training data"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "Rz_x8S3UrlcF"
|
|
},
|
|
"source": [
|
|
"### Dự đoán mô hình\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "XR0gnt3MnuYS",
|
|
"outputId": "157e40ab-9a23-4b66-a885-0d52a24b2364"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Making predictions\n",
|
|
"\n",
|
|
"y_train_pred = None\n",
|
|
"y_test_pred = None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "_2epncg-SGzr"
|
|
},
|
|
"source": []
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Scaling the predictions\n",
|
|
"\n",
|
|
"y_train_pred = scaler.inverse_transform(y_train_pred)\n",
|
|
"y_test_pred = scaler.inverse_transform(y_test_pred)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "xmm_YLXhq7gV",
|
|
"outputId": "18392f64-4029-49ac-c71a-a4e2411152a1"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Scaling the original values\n",
|
|
"\n",
|
|
"y_train = scaler.inverse_transform(y_train)\n",
|
|
"y_test = scaler.inverse_transform(y_test)"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "u3LBj93coHEi",
|
|
"outputId": "d4fd49e8-8c6e-4bb0-8ef9-ca0b26d725b4"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Extract the timesteps for x-axis\n",
|
|
"\n",
|
|
"train_timestamps = None\n",
|
|
"test_timestamps = None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"plt.figure(figsize=(25,6))\n",
|
|
"# plot original output\n",
|
|
"# plot predicted output\n",
|
|
"plt.legend(['Actual','Predicted'])\n",
|
|
"plt.xlabel('Timestamp')\n",
|
|
"plt.title(\"Training data prediction\")\n",
|
|
"plt.show()"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "LnhzcnYtXHCm",
|
|
"outputId": "f5f0d711-f18b-4788-ad21-d4470ea2c02b"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"print('MAPE for training data: ', mape(y_train_pred, y_train)*100, '%')"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 225
|
|
},
|
|
"id": "53Q02FoqQH4V",
|
|
"outputId": "53e2d59b-5075-4765-ad9e-aed56c966583"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"plt.figure(figsize=(10,3))\n",
|
|
"# plot original output\n",
|
|
"# plot predicted output\n",
|
|
"plt.legend(['Actual','Predicted'])\n",
|
|
"plt.xlabel('Timestamp')\n",
|
|
"plt.show()"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "clOAUH-SXCJG",
|
|
"outputId": "a3aa85ff-126a-4a4a-cd9e-90b9cc465ef5"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"print('MAPE for testing data: ', mape(y_test_pred, y_test)*100, '%')"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "DHlKvVCId5ue"
|
|
},
|
|
"source": [
|
|
"## Dự đoán toàn bộ tập dữ liệu\n"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "cOFJ45vreO0N",
|
|
"outputId": "35628e33-ecf9-4966-8036-f7ea86db6f16"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Extracting load values as numpy array\n",
|
|
"data = None\n",
|
|
"\n",
|
|
"# Scaling\n",
|
|
"data = None\n",
|
|
"\n",
|
|
"# Transforming to 2D tensor as per model input requirement\n",
|
|
"data_timesteps=None\n",
|
|
"\n",
|
|
"# Selecting inputs and outputs from data\n",
|
|
"X, Y = None, None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"id": "ESSAdQgwexIi"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"# Make model predictions\n",
|
|
"\n",
|
|
"# Inverse scale and reshape\n",
|
|
"Y_pred = None\n",
|
|
"Y = None"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/",
|
|
"height": 328
|
|
},
|
|
"id": "M_qhihN0RVVX",
|
|
"outputId": "a89cb23e-1d35-437f-9d63-8b8907e12f80"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"plt.figure(figsize=(30,8))\n",
|
|
"# plot original output\n",
|
|
"# plot predicted output\n",
|
|
"plt.legend(['Actual','Predicted'])\n",
|
|
"plt.xlabel('Timestamp')\n",
|
|
"plt.show()"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "code",
|
|
"execution_count": null,
|
|
"metadata": {
|
|
"colab": {
|
|
"base_uri": "https://localhost:8080/"
|
|
},
|
|
"id": "AcN7pMYXVGTK",
|
|
"outputId": "7e1c2161-47ce-496c-9d86-7ad9ae0df770"
|
|
},
|
|
"outputs": [],
|
|
"source": [
|
|
"print('MAPE: ', mape(Y_pred, Y)*100, '%')"
|
|
]
|
|
},
|
|
{
|
|
"cell_type": "markdown",
|
|
"metadata": {},
|
|
"source": [
|
|
"\n---\n\n**Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm**: \nTài liệu này đã được dịch bằng dịch vụ dịch thuật AI [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator). Mặc dù chúng tôi cố gắng đảm bảo độ chính xác, xin lưu ý rằng các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc không chính xác. Tài liệu gốc bằng ngôn ngữ bản địa nên được coi là nguồn thông tin chính thức. Đối với các thông tin quan trọng, khuyến nghị sử dụng dịch vụ dịch thuật chuyên nghiệp bởi con người. Chúng tôi không chịu trách nhiệm cho bất kỳ sự hiểu lầm hoặc diễn giải sai nào phát sinh từ việc sử dụng bản dịch này.\n"
|
|
]
|
|
}
|
|
],
|
|
"metadata": {
|
|
"accelerator": "GPU",
|
|
"colab": {
|
|
"collapsed_sections": [],
|
|
"name": "Recurrent_Neural_Networks.ipynb",
|
|
"provenance": []
|
|
},
|
|
"kernelspec": {
|
|
"display_name": "Python 3",
|
|
"language": "python",
|
|
"name": "python3"
|
|
},
|
|
"language_info": {
|
|
"codemirror_mode": {
|
|
"name": "ipython",
|
|
"version": 3
|
|
},
|
|
"file_extension": ".py",
|
|
"mimetype": "text/x-python",
|
|
"name": "python",
|
|
"nbconvert_exporter": "python",
|
|
"pygments_lexer": "ipython3",
|
|
"version": "3.7.1"
|
|
},
|
|
"coopTranslator": {
|
|
"original_hash": "e86ce102239a14c44585623b9b924a74",
|
|
"translation_date": "2025-09-06T14:07:50+00:00",
|
|
"source_file": "7-TimeSeries/3-SVR/working/notebook.ipynb",
|
|
"language_code": "vi"
|
|
}
|
|
},
|
|
"nbformat": 4,
|
|
"nbformat_minor": 1
|
|
} |