Python实现HBA混合蝙蝠智能算法优化BP神经网络回归模型(BP神经网络回归算法)项目实战

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说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档+视频讲解),如需数据+代码+文档+视频讲解可以直接到文章最后获取。


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 1.项目背景

蝙蝠算法是2010年杨教授基于群体智能提出的启发式搜索算法,是一种搜索全局最优解的有效方法。该算法基于迭代优化,初始化为一组随机解,然后迭代搜寻最优解,且在最优解周围通过随机飞行产生局部新解,加强局部搜索速度。该算法具有实现简单、参数少等特点。

混合蝙蝠算法针对基本蝙蝠算法存在收敛速度慢,易陷入局部最优,求解精度低等缺陷,提出一种融合局部搜索的混合蝙蝠算法用于求解无约束优化问题。该算法利用混沌序列对蝙蝠的位置和速度进行初始化,为全局搜索的多样性奠定基础;融合Powell搜索以增强算法的局部搜索能力,加快收敛速度;使用变异策略在一定程度上避免算法陷入局部最优。

本项目通过HBA混合蝙蝠智能算法优化BP神经网络回归模型。

2.数据获取

本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:

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数据详情如下(部分展示):

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3.数据预处理

3.1 用Pandas工具查看数据

使用Pandas工具的head()方法查看前五行数据:

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关键代码:

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3.2 数据缺失查看

使用Pandas工具的info()方法查看数据信息:

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从上图可以看到,总共有11个变量,数据中无缺失值,共2000条数据。

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3.3 数据描述性统计

通过Pandas工具的describe()方法来查看数据的平均值、标准差、最小值、分位数、最大值。

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4.探索性数据分析

4.1 y变量直方图

用Matplotlib工具的hist()方法绘制直方图:

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从上图可以看到,y变量主要集中在-400~400之间。

4.2 相关性分析

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从上图中可以看到,数值越大相关性越强,正值是正相关、负值是负相关。

5.特征工程

5.1 建立特征数据和标签数据

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5.2 数据集拆分

通过train_test_split()方法按照80%训练集、20%测试集进行划分,关键代码如下:

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6.构建HBA混合蝙蝠优化算法优化BP神经网络回归模型

主要使用HBA混合蝙蝠优化算法优化BP神经网络回归算法,用于目标回归。

6.1 HBA混合蝙蝠优化算法寻找的最优参数   

最优参数:

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6.2 最优参数值构建模型

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6.3 最优参数模型摘要信息

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6.4 最优参数模型网络结构

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6.5 最优参数模型训练集测试集损失曲线图

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7.模型评估

7.1 评估指标及结果

评估指标主要包括可解释方差值、平均绝对误差、均方误差、R方值等等。

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从上表可以看出,R方0.9948,为模型效果良好。

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7.2 真实值与预测值对比图

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从上图可以看出真实值和预测值波动基本一致,模型拟合效果良好。  

8.结论与展望

综上所述,本文采用了HBA混合蝙蝠智能优化算法寻找BP神经网络算法的最优参数值来构建回归模型,最终证明了我们提出的模型效果良好。此模型可用于日常产品的预测。

# 本次机器学习项目实战所需的资料,项目资源如下:
 
# 项目说明:

# 链接:https://pan.baidu.com/s/1ueY1Yfr1Tse6E2Qtk-k9tw 
# 提取码:nu8l

更多项目实战,详见机器学习项目实战合集列表:

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