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(资料图片)
1 pandas 读 csv
import torchfrom torch import nnimport numpy as npimport pandas as pdfrom copy import deepcopydevice = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"# 读 csvdata_all = pd.read_csv("./CFD_data/record_data0.csv")# 提取某一列colume = np.array(data_all[["colume_name"]], dtype=np.float32).reshape(-1, 1)# 提取某一个值value = data[data["食物种类"]=="主食"]["卡路里"].item()# 数据操作c = np.concatenate([a[1:], b[:-1]], axis=1)c = torch.cat([a, b], axis=1)# 存 csvc.to_csv("./CFD_data/flow_rate.csv", index=False)
2 NN 的搭建、训练与评估
搭建:使用 nn.Sequential
。
# modelNN_model = nn.Sequential( nn.Linear(6, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 1),)# 优化器optimizer = torch.optim.Adam(NN_model.parameters(), lr=0.001)
训练:
def NN_train(train_x, train_y, model, loss_fn, optimizer, epoches, batch_size, save_path): """ 训练网络 输入: train_x, train_y: 训练集 model: 网络模型 loss_fn: 损失函数 optimizer: 优化器 epoches: epoches 个数 batch_size: mini batch 大小 save_path: 模型保存路径 """ # 切换到train模式 model.train() losses = [] for epoch in range(epoches): batch_loss = [] for start in range(0, len(train_x), batch_size): # mini batch end = start + batch_size if start + batch_size < len(train_x) else len(train_x) xx = torch.tensor(train_x[start:end], dtype=torch.float, requires_grad=True) yy = torch.tensor(train_y[start:end], dtype=torch.float, requires_grad=True) xx, yy = xx.to(device), yy.to(device) # 加载到 device pred = model(xx) # 输入数据到模型里得到输出 loss = loss_fn(pred, yy) # 计算输出和标签的 loss optimizer.zero_grad() # 清零 loss.backward() # 反向推导 optimizer.step() # 步进优化器 batch_loss.append(loss.data.numpy()) if epoch % max(1, epoches//8) == 0: print(f"Training Error in epoch {epoch}: {np.mean(batch_loss):>8f}") torch.save(model.state_dict(), save_path) # 保存模型
测试:
def NN_test(test_x, test_y, model, save_path, loss_fn): """ 测试网络 输入: test_x, test_y: 测试集 model: 网络模型 loss_fn: 损失函数 save_path: 模型保存路径 """ model.load_state_dict(torch.load(save_path)) # 加载模型 model.eval() # 切换到测试模型 MSE_loss_fn = nn.MSELoss() # MSE loss function test_loss, MSE = 0, 0 # 记录 loss 和 MSE # 梯度截断 with torch.no_grad(): test_x, test_y = torch.tensor(test_x).to(device), torch.tensor(test_y).to(device) # 加载到 device pred = model(test_x) # 输入数据到模型里得到输出 test_loss = loss_fn(pred, test_y).item() # 计算输出和标签的 loss MSE = MSE_loss_fn(pred, test_y).item() # MSE print(f"Test Error: \n Avg loss: {test_loss:>8f}, MSE: {MSE:>8f}\n") print(f"Test Result: \n Prediction: {pred[:5]}, \n Y: {test_y[:5]}, \n diff: {test_y[:5]-pred[:5]}\n")
测试 ensemble model(平均值):
def NN_test_ensemble(test_x, test_y, loaded_model_list, loss_fn): for model in loaded_model_list: model.eval() # 切换到测试模型 MSE_loss_fn = nn.MSELoss() # MSE loss function test_loss, MSE = 0, 0 # 记录 loss 和 MSE # 梯度截断 with torch.no_grad(): test_x, test_y = torch.tensor(test_x).to(device), torch.tensor(test_y).to(device) # 加载到 device pred = torch.zeros(test_y.shape) for model in loaded_model_list: pred += model(test_x) # 输入数据到模型里得到输出 pred /= len(loaded_model_list) test_loss = loss_fn(pred, test_y).item() # 计算输出和标签的 loss MSE = MSE_loss_fn(pred, test_y).item() # MSE print(f"Test Error: \n Avg loss: {test_loss:>8f}, MSE: {MSE:>8f}\n") print(f"Test Result: \n Prediction: {pred[:5]}, \n Y: {test_y[:5]}, \n diff: {test_y[:5]-pred[:5]}\n")
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