SCINetForecaster#
- class SCINetForecaster(seq_len, *, num_epochs=16, batch_size=8, criterion=None, criterion_kwargs=None, optimizer=None, optimizer_kwargs=None, lr=0.001, custom_dataset_train=None, custom_dataset_pred=None, hid_size=1, num_stacks=1, num_levels=3, num_decoder_layer=1, concat_len=0, groups=1, kernel=5, dropout=0.5, single_step_output_One=0, positionalE=False, modified=True, RIN=False)[source]#
SCINet 预测器。
SCINet 预测器的实现,由 Minhao Liu* 撰写 [1]。
核心逻辑直接复制自 curelab SCINet 实现 [2],不幸的是该实现无法作为包使用。
- 参数:
- seq_lenint
输入序列的长度。确保 seq_len 可以被 2^num_levels 整除。
- num_epochsint, 默认值=16
训练模型的 epoch 数量。
- batch_sizeint, 默认值=8
每个批次中的训练样本数量。
- criteriontorch.nn Loss Function, 默认值=None
用于训练的损失函数。如果未提供,通常使用默认值,例如 torch.nn.MSELoss。
- criterion_kwargsdict, 默认值=None
传递给 criterion (损失函数) 的关键字参数。
- optimizertorch.optim.Optimizer, 默认值=None
用于训练的优化器。如果未提供,通常使用默认值,例如 torch.optim.Adam。
- optimizer_kwargsdict, 默认值=None
传递给优化器的关键字参数。
- lrfloat, 默认值=0.001
优化器的学习率。
- custom_dataset_trainDataset, 默认值=None
用于训练的自定义数据集。如果未提供,则使用默认数据集结构。
- custom_dataset_predDataset, 默认值=None
用于预测的自定义数据集。
- hid_sizeint, 默认值=1
模型中隐藏层的大小。
- num_stacksint, 默认值=1
模型中使用的 SCINet 栈数量。
- num_levelsint, 默认值=3
每个栈的层数(深度)。
- num_decoder_layerint, 默认值=1
模型中解码器部分的层数。
- concat_lenint, 默认值=0
跳跃连接中要拼接的输入长度。
- groupsint, 默认值=1
分组卷积中卷积层的分组数量。
- kernelint, 默认值=5
卷积层的核大小。
- dropoutfloat, 默认值=0.5
应用于网络中的 dropout 比率。
- single_step_output_Oneint, 默认值=0
确定是输出单步 (1) 还是多步 (0)。
- positionalEbool, 默认值=False
启用或禁用位置编码的使用。
- modifiedbool, 默认值=True
指示是否使用修改版本的 SCINet 模型。
- RINbool, 默认值=False
启用或禁用 RevIN (可逆实例归一化) 的标志。
- 属性:
- 抛出:
- AssertionError
如果 seq_len 不能被 2^num_levels 整除。
参考文献
[1]Minhao Liu*, Ailing Zeng, Muxi Chen, Zhijian Xu, Qiuxia Lai,
Lingna Ma, Qiang Xu* SCINet: 时间序列建模和预测与样本卷积和交互
示例
>>> from sktime.forecasting.scinet import SCINetForecaster >>> from sktime.datasets import load_airline >>> model = SCINetForecaster(seq_len=8) >>> y = load_airline() >>> model.fit(y, fh=[1, 2, 3]) SCINetForecaster(seq_len=8) >>> y_pred = model.predict() >>> y_pred 1961-01 759.448425 1961-02 291.098541 1961-03 566.977295 Freq: M, Name: Number of airline passengers, dtype: float32
方法
构建用于预测的 PyTorch DataLoader。
构建用于训练的 PyTorch DataLoader。
check_is_fitted([method_name])检查估计器是否已拟合。
clone()获取具有相同超参数和配置的对象的克隆。
clone_tags(estimator[, tag_names])将另一个对象的标签克隆为动态覆盖。
create_test_instance([parameter_set])使用第一个测试参数集构建类的一个实例。
create_test_instances_and_names([parameter_set])创建所有测试实例列表及其名称列表。
fit(y[, X, fh])将预测器拟合到训练数据。
fit_predict(y[, X, fh, X_pred])在未来预测范围内拟合和预测时间序列。
get_class_tag(tag_name[, tag_value_default])从类中获取类标签值,并继承父类的标签级别。
从类中获取类标签,并继承父类的标签级别。
获取对象的配置标志。
get_fitted_params([deep])获取已拟合的参数。
获取对象的参数默认值。
get_param_names([sort])获取对象的参数名称。
get_params([deep])获取此对象的参数值字典。
get_tag(tag_name[, tag_value_default, ...])从实例获取标签值,并具有标签级别的继承和覆盖。
get_tags()从实例获取标签,并具有标签级别的继承和覆盖。
get_test_params([parameter_set])返回估计器的测试参数设置。
get_y_true(y)获取用于验证的 y_true 值。
检查对象是否由其他 BaseObjects 组成。
load_from_path(serial)从文件位置加载对象。
load_from_serial(serial)从序列化的内存容器加载对象。
predict([fh, X])在未来预测范围内预测时间序列。
predict_interval([fh, X, coverage])计算/返回预测区间预测。
predict_proba([fh, X, marginal])计算/返回完全概率预测。
predict_quantiles([fh, X, alpha])计算/返回分位数预测。
predict_residuals([y, X])返回时间序列预测的残差。
predict_var([fh, X, cov])计算/返回方差预测。
reset()将对象重置为干净的初始化后状态。
save([path, serialization_format])将序列化对象保存到字节对象或 (.zip) 文件。
score(y[, X, fh])使用 MAPE(非对称)评估预测与真实值之间的分数。
set_config(**config_dict)将配置标志设置为给定值。
set_params(**params)设置此对象的参数。
set_random_state([random_state, deep, ...])为此对象设置 random_state 伪随机种子参数。
set_tags(**tag_dict)将实例级别标签覆盖设置为给定值。
update(y[, X, update_params])更新截止点值,并可选地更新拟合参数。
update_predict(y[, cv, X, update_params, ...])在测试集上迭代地进行预测和更新模型。
update_predict_single([y, fh, X, update_params])使用新数据更新模型并进行预测。
- classmethod get_test_params(parameter_set='default')[source]#
返回估计器的测试参数设置。
- 参数:
- parameter_setstr, 默认值=”default”
要返回的测试参数集的名称,用于测试中。如果未为某个值定义特殊参数,则返回
"default"集。
- 返回:
- paramsdict or list of dict
- check_is_fitted(method_name=None)[source]#
检查估计器是否已拟合。
检查是否存在
_is_fitted属性且为True。在对象的fit方法调用中,应将is_fitted属性设置为True。如果不是,则抛出
NotFittedError。- 参数:
- method_namestr, optional
调用此函数的方法的名称。如果提供,错误消息将包含此信息。
- 抛出:
- NotFittedError
如果估计器尚未拟合。
- clone()[source]#
获取具有相同超参数和配置的对象的克隆。
克隆是不同的对象,不共享引用,处于初始化后状态。此函数等同于返回
sklearn.clone的self。等同于构造
type(self)的新实例,参数与self相同,即type(self)(**self.get_params(deep=False))。如果在
self上设置了配置,则克隆也将具有与原始对象相同的配置,等同于调用cloned_self.set_config(**self.get_config())。在值上也等同于调用
self.reset,区别在于clone返回一个新对象,而不是像reset那样修改self。- 抛出:
- 如果克隆不符合规范,则抛出 RuntimeError,原因是
__init__有误。
- 如果克隆不符合规范,则抛出 RuntimeError,原因是
- clone_tags(estimator, tag_names=None)[source]#
将另一个对象的标签克隆为动态覆盖。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典。标签可用于存储有关对象的元数据,或控制对象的行为。标签是特定于实例
self的键值对,它们是对象构造后不更改的静态标志。clone_tags从另一个对象estimator设置动态标签覆盖。clone_tags方法应仅在对象的__init__方法中,在构造期间,或在构造后直接通过__init__调用。动态标签被设置为
estimator中标签的值,其名称在tag_names中指定。tag_names的默认值将estimator中的所有标签写入self。可以通过
get_tags或get_tag查看当前标签值。- 参数:
- estimator:class:BaseObject 或派生类的实例
- tag_namesstr or list of str, 默认值 = None
要克隆的标签名称。默认值 (
None) 克隆estimator中的所有标签。
- 返回:
- self
对
self的引用。
- classmethod create_test_instance(parameter_set='default')[source]#
使用第一个测试参数集构建类的一个实例。
- 参数:
- parameter_setstr, 默认值=”default”
要返回的测试参数集的名称,用于测试中。如果未为某个值定义特殊参数,则返回 “default” 集。
- 返回:
- instance具有默认参数的类实例
- classmethod create_test_instances_and_names(parameter_set='default')[source]#
创建所有测试实例列表及其名称列表。
- 参数:
- parameter_setstr, 默认值=”default”
要返回的测试参数集的名称,用于测试中。如果未为某个值定义特殊参数,则返回 “default” 集。
- 返回:
- objscls 实例列表
第 i 个实例是
cls(**cls.get_test_params()[i])- namesstr 列表,长度与 objs 相同
第 i 个元素是测试中第 i 个 obj 实例的名称。如果实例多于一个,命名约定为
{cls.__name__}-{i},否则为{cls.__name__}
- property cutoff[source]#
截止点 = 预测器的“当前时间”状态。
- 返回:
- cutoffpandas 兼容索引元素,或 None
如果设置了截止点,则为 pandas 兼容索引元素;否则为 None。
- fit(y, X=None, fh=None)[source]#
将预测器拟合到训练数据。
- 状态更改
将状态更改为“fitted”。
写入 self
设置以“_”结尾的拟合模型属性,拟合属性可通过
get_fitted_params查看。将
self.is_fitted标志设置为True。将
self.cutoff设置为y中看到的最后一个索引。如果传入了
fh,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- y
sktime兼容数据容器格式的时间序列。 要拟合预测器的时间序列。
sktime中的单个数据格式称为 mtype 规范,每个 mtype 实现一个抽象 scitype。Seriesscitype = 单个时间序列,普通预测。pd.DataFrame,pd.Series, 或np.ndarray(1D 或 2D)Panelscitype = 时间序列集合,全局/面板预测。pd.DataFrame具有 2 级行MultiIndex(instance, time),3D np.ndarray(instance, variable, time),listofSeriestypedpd.DataFrameHierarchicalscitype = 分层集合,用于分层预测。pd.DataFrame具有 3 级或更多级行MultiIndex(hierarchy_1, ..., hierarchy_n, time)
有关数据格式的更多详细信息,请参阅 mtype 术语表。有关用法,请参阅预测教程
examples/01_forecasting.ipynb- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 编码预测时间戳的预测范围。如果
self.get_tag("requires-fh-in-fit")为True,则必须在fit中传入,不可选- X
sktime兼容格式的时间序列,可选 (默认值=None)。 用于拟合模型的外部时间序列。应与
y具有相同的 scitype (Series,Panel, orHierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),X.index必须包含y.index。
- y
- 返回:
- self对 self 的引用。
- fit_predict(y, X=None, fh=None, X_pred=None)[source]#
在未来预测范围内拟合和预测时间序列。
与
fit(y, X, fh).predict(X_pred)相同。如果未传入X_pred,则与fit(y, fh, X).predict(X)相同。- 状态更改
将状态更改为“fitted”。
写入 self
设置以“_”结尾的拟合模型属性,拟合属性可通过
get_fitted_params查看。将
self.is_fitted标志设置为True。将
self.cutoff设置为y中看到的最后一个索引。将
fh存储到self.fh。
- 参数:
- ysktime 兼容数据容器格式的时间序列
要拟合预测器的时间序列。
sktime中的单个数据格式称为 mtype 规范,每个 mtype 实现一个抽象 scitype。Seriesscitype = 单个时间序列,普通预测。pd.DataFrame,pd.Series, 或np.ndarray(1D 或 2D)Panelscitype = 时间序列集合,全局/面板预测。pd.DataFrame具有 2 级行MultiIndex(instance, time),3D np.ndarray(instance, variable, time),listofSeriestypedpd.DataFrameHierarchicalscitype = 分层集合,用于分层预测。pd.DataFrame具有 3 级或更多级行MultiIndex(hierarchy_1, ..., hierarchy_n, time)
有关数据格式的更多详细信息,请参阅 mtype 术语表。有关用法,请参阅预测教程
examples/01_forecasting.ipynb- fhint, list, pd.Index coercible, or
ForecastingHorizon(not optional) 编码预测时间戳的预测范围。
如果 fh 不是 None 且不是 ForecastingHorizon 类型,则通过调用 _check_fh 将其强制转换为 ForecastingHorizon。特别是,如果 fh 类型为 pd.Index,则通过 ForecastingHorizon(fh, is_relative=False) 进行强制转换
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选 (默认值=None)。 用于拟合模型的外部时间序列。应与
y具有相同的 scitype (Series,Panel, orHierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),X.index必须包含y.index。- X_predsktime 兼容格式的时间序列,可选 (默认值=None)
用于预测的外部时间序列。如果传入,将在预测中代替 X 使用。应与
fit中y具有相同的 scitype (Series,Panel, 或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),X.index必须包含fh索引引用。
- 返回:
- y_predsktime 兼容数据容器格式的时间序列
fh处的点预测,与fh具有相同的索引。y_pred与最近传入的y具有相同的类型:Series,Panel,Hierarchicalscitype,格式相同(见上文)
- classmethod get_class_tag(tag_name, tag_value_default=None)[source]#
从类中获取类标签值,并继承父类的标签级别。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典,用于存储有关对象的元数据。get_class_tag方法是一个类方法,仅考虑类级别标签值和覆盖来检索标签的值。它返回具有名称
tag_name的标签值,考虑标签覆盖,优先级从高到低如下:在类的
_tags属性中设置的标签。在父类的
_tags属性中设置的标签,
按继承顺序。
不考虑在实例上设置的动态标签覆盖,这些覆盖通过
set_tags或clone_tags设置并在实例上定义。要检索可能包含实例覆盖的标签值,请改用
get_tag方法。- 参数:
- tag_namestr
标签值的名称。
- tag_value_defaultany type
如果未找到标签,则使用的默认/回退值。
- 返回:
- tag_value
self中tag_name标签的值。如果未找到,则返回tag_value_default。
- classmethod get_class_tags()[source]#
从类中获取类标签,并继承父类的标签级别。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典。标签可用于存储有关对象的元数据,或控制对象的行为。标签是特定于实例
self的键值对,它们是对象构造后不更改的静态标志。get_class_tags方法是一个类方法,仅考虑类级别标签值和覆盖来检索标签的值。它返回一个字典,键是类或其任何父类中设置的
_tags任何属性的键。值是相应的标签值,覆盖优先级从高到低如下:
在类的
_tags属性中设置的标签。在父类的
_tags属性中设置的标签,
按继承顺序。
实例可以根据超参数覆盖这些标签。
要检索可能包含实例覆盖的标签,请改用
get_tags方法。不考虑在实例上设置的动态标签覆盖,这些覆盖通过
set_tags或clone_tags设置并在实例上定义。要包含动态标签的覆盖,请使用
get_tags。- collected_tagsdict
标签名称 : 标签值 对的字典。通过嵌套继承从
_tags类属性收集。不被set_tags或clone_tags设置的动态标签覆盖。
- get_config()[source]#
获取对象的配置标志。
配置是
self的键值对,通常用作控制行为的瞬时标志。get_config返回动态配置,这些配置覆盖默认配置。默认配置在类或其父类的类属性
_config中设置,并被通过set_config设置的动态配置覆盖。配置在
clone或reset调用后保留。- 返回:
- config_dictdict
配置名称 : 配置值 对的字典。通过嵌套继承从 _config 类属性收集,然后应用 _onfig_dynamic 对象属性中的任何覆盖和新标签。
- get_fitted_params(deep=True)[source]#
获取已拟合的参数。
- 所需状态
需要状态为“fitted”。
- 参数:
- deepbool, 默认值=True
是否返回组件的拟合参数。
如果为 True,则返回此对象的参数名称 : 值字典,包括可拟合组件 (= BaseEstimator 类型参数) 的拟合参数。
如果为 False,则返回此对象的参数名称 : 值字典,但不包括组件的拟合参数。
- 返回:
- fitted_paramskey 为 str 的 dict
拟合参数字典,key-value 对 paramname : paramvalue 包括
始终:此对象的所有拟合参数,如通过
get_param_names获取的值为此对象该 key 的拟合参数值如果
deep=True,还包含组件参数的 key/value 对参数按[componentname]__[paramname]索引componentname的所有参数都显示为paramname及其值如果
deep=True,还包含任意级别的组件递归,例如[componentname]__[componentcomponentname]__[paramname]等
- classmethod get_param_defaults()[source]#
获取对象的参数默认值。
- 返回:
- default_dict: dict[str, Any]
键是
cls中在__init__中定义了默认值的所有参数。值是在__init__中定义的默认值。
- classmethod get_param_names(sort=True)[source]#
获取对象的参数名称。
- 参数:
- sortbool, 默认值=True
是否按字母顺序 (True) 或在类
__init__中出现的顺序 (False) 返回参数名称。
- 返回:
- param_names: list[str]
cls的参数名称列表。如果sort=False,则按它们在类__init__中出现的相同顺序。如果sort=True,则按字母顺序排序。
- get_params(deep=True)[source]#
获取此对象的参数值字典。
- 参数:
- deepbool, 默认值=True
是否返回组件的参数。
如果为
True,则返回此对象的参数名称 : 值dict,包括组件 (=BaseObject类型参数) 的参数。如果为
False,则返回此对象的参数名称 : 值dict,但不包括组件的参数。
- 返回:
- paramskey 为 str 的 dict
参数字典,paramname : paramvalue key-value 对包括
always: 此对象的所有参数,通过
get_param_names获取,其值均为该键对应的参数值;此对象的值总是与构造时传入的值相同如果
deep=True,还包含组件参数的 key/value 对参数按[componentname]__[paramname]索引componentname的所有参数都显示为paramname及其值如果
deep=True,还包含任意级别的组件递归,例如[componentname]__[componentcomponentname]__[paramname]等
- get_tag(tag_name, tag_value_default=None, raise_error=True)[source]#
从实例获取标签值,并具有标签级别的继承和覆盖。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典。标签可用于存储有关对象的元数据,或控制对象的行为。标签是特定于实例
self的键值对,它们是对象构造后不更改的静态标志。get_tag方法从实例中检索名称为tag_name的单个标签的值,并考虑标签覆盖,优先级按降序排列如下:通过实例上的
set_tags或clone_tags设置的标签,
在实例构建时设置的标签。
在类的
_tags属性中设置的标签。在父类的
_tags属性中设置的标签,
按继承顺序。
- 参数:
- tag_namestr
要检索的标签名称
- tag_value_default任何类型,可选;默认=None
如果未找到标签,则为默认/备用值
- raise_error布尔值
未找到标签时是否引发
ValueError
- 返回:
- tag_value任何
self中tag_name标签的值。如果未找到,且raise_error为 True,则会引发错误,否则返回tag_value_default。
- 抛出:
- ValueError,如果
raise_error为True。 如果
tag_name不在self.get_tags().keys()中,则会引发ValueError。
- ValueError,如果
- get_tags()[source]#
从实例获取标签,并具有标签级别的继承和覆盖。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典。标签可用于存储有关对象的元数据,或控制对象的行为。标签是特定于实例
self的键值对,它们是对象构造后不更改的静态标志。get_tags方法返回一个标签字典,其键是类或其任何父类中设置的任何_tags属性的键,或通过set_tags或clone_tags设置的标签。值是相应的标签值,覆盖优先级从高到低如下:
通过实例上的
set_tags或clone_tags设置的标签,
在实例构建时设置的标签。
在类的
_tags属性中设置的标签。在父类的
_tags属性中设置的标签,
按继承顺序。
- 返回:
- collected_tags字典
标签名称:标签值对的字典。从通过嵌套继承的
_tags类属性以及通过_tags_dynamic对象属性的任何覆盖和新标签收集。
- is_composite()[source]#
检查对象是否由其他 BaseObjects 组成。
复合对象是指包含其他对象作为参数的对象。在实例上调用,因为这可能因实例而异。
- 返回:
- composite: 布尔值
对象是否包含值是
BaseObject后代实例的参数。
- property is_fitted[source]#
是否已调用
fit。检查对象的
_is_fitted属性,该属性在对象构建期间应初始化为False,并在调用对象的 fit 方法时设置为 True。- 返回:
- 布尔值
评估器是否已 fit。
- classmethod load_from_path(serial)[source]#
从文件位置加载对象。
- 参数:
- serialZipFile(path).open("object") 的结果
- 返回:
- 反序列化的 self,其结果是
cls.save(path)在path处产生的输出
- 反序列化的 self,其结果是
- classmethod load_from_serial(serial)[source]#
从序列化的内存容器加载对象。
- 参数:
- serial
cls.save(None)输出的第一个元素
- serial
- 返回:
- 反序列化的 self,其结果是
cls.save(None)产生的输出serial
- 反序列化的 self,其结果是
- predict(fh=None, X=None)[source]#
在未来预测范围内预测时间序列。
- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self
如果传递了
fh且之前未传递,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。如果 fh 不是 None 且不是 ForecastingHorizon 类型,则通过调用 _check_fh 将其强制转换为 ForecastingHorizon。特别是,如果 fh 类型为 pd.Index,则通过 ForecastingHorizon(fh, is_relative=False) 进行强制转换
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 预测中使用的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
- 返回:
- y_predsktime 兼容数据容器格式的时间序列
fh处的点预测,与fh具有相同的索引。y_pred与最近传入的y具有相同的类型:Series,Panel,Hierarchicalscitype,格式相同(见上文)
- predict_interval(fh=None, X=None, coverage=0.9)[source]#
计算/返回预测区间预测。
如果
coverage是可迭代的,则将计算多个区间。- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self
如果传递了
fh且之前未传递,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。如果
fh不为 None 且不是ForecastingHorizon类型,则在内部会被强制转换为ForecastingHorizon(通过_check_fh)。如果
fh是int或类数组的int,则会被解释为相对预测范围,并强制转换为相对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=True)。如果
fh是pd.Index类型,则会被解释为绝对预测范围,并强制转换为绝对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=False)。
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 预测中使用的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- coverage浮点数或浮点数列表(唯一值),可选(默认=0.90)
预测区间(s) 的名义覆盖度
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
- 返回:
- pred_intpd.DataFrame
- 列具有多重索引:第一层是 fit 中 y 的变量名,
- 第二层是计算区间所对应的覆盖分数,
顺序与输入
coverage中的顺序相同。
第三层是字符串 "lower" 或 "upper",表示区间的下限/上限。
- 行索引是 fh,如果 fit 中看到的 y 是 Panel 或 Hierarchical,则具有额外的(上层)级别等于实例级别。
来自 fit 中看到的 y。
- 条目是区间下限/上限的预测值,
对应于列索引中的变量,第二列索引中的名义覆盖度,取决于第三列索引是 lower/upper,对应于行索引。上限/下限区间预测值等同于对于覆盖度 c,alpha = 0.5 - c/2, 0.5 + c/2 处的分位数预测值。
- predict_proba(fh=None, X=None, marginal=True)[source]#
计算/返回完全概率预测。
注意
目前仅针对 Series(非 Panel,非 Hierarchical)y 实现。
返回的分布对象需要安装
skpro。
- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self
如果传递了
fh且之前未传递,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。如果
fh不为 None 且不是ForecastingHorizon类型,则在内部会被强制转换为ForecastingHorizon(通过_check_fh)。如果
fh是int或类数组的int,则会被解释为相对预测范围,并强制转换为相对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=True)。如果
fh是pd.Index类型,则会被解释为绝对预测范围,并强制转换为绝对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=False)。
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 预测中使用的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- marginal布尔值,可选(默认=True)
返回的分布是否按时间索引进行边缘化
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
- 返回:
- pred_distskpro BaseDistribution
如果 marginal=True,则为预测分布;如果 marginal=False 且方法已实现,则为按时间点的边缘分布;如果 marginal=False 且方法已实现,则为联合分布
- predict_quantiles(fh=None, X=None, alpha=None)[source]#
计算/返回分位数预测。
如果
alpha是可迭代的,则将计算多个分位数。- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self
如果传递了
fh且之前未传递,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。如果
fh不为 None 且不是ForecastingHorizon类型,则在内部会被强制转换为ForecastingHorizon(通过_check_fh)。如果
fh是int或类数组的int,则会被解释为相对预测范围,并强制转换为相对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=True)。如果
fh是pd.Index类型,则会被解释为绝对预测范围,并强制转换为绝对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=False)。
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 预测中使用的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- alpha浮点数或浮点数列表(唯一值),可选(默认=[0.05, 0.95])
计算分位数预测的概率或概率列表。
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
- 返回:
- quantilespd.DataFrame
- 列具有多重索引:第一层是 fit 中 y 的变量名,
第二层是传递给函数的 alpha 值。
- 行索引是 fh,如果 fit 中看到的 y 是 Panel 或 Hierarchical,则具有额外的(上层)级别等于实例级别。
来自 fit 中看到的 y。
- 条目是分位数预测值,对应于列索引中的变量,
第二列索引中的分位数概率,对应于行索引。
- predict_residuals(y=None, X=None)[source]#
返回时间序列预测的残差。
残差将根据 y.index 处的预测值计算。
如果在 fit 中必须传递 fh,则必须与 y.index 一致。如果 y 是一个 np.ndarray,并且在 fit 中没有传递 fh,则残差将计算在 range(len(y.shape[0])) 的 fh 上。
- 所需状态
需要状态为“已拟合”。如果已设置 fh,则必须与 y(pandas 或整数)的索引对应。
- 访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。self.cutoff, self._is_fitted
- 写入 self
无。
- 参数:
- ysktime 兼容数据容器格式的时间序列
用于计算残差的具有地面真实观测值的时间序列。必须与 predict 的预期返回值的类型、维度和索引相同。
如果为 None,则使用迄今为止看到的 y (self._y),特别是
如果前面只有一个 fit 调用,则生成样本内残差
如果 fit 需要
fh,则它必须指向 fit 中 y 的索引
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 用于更新和预测的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考和y.index。
- 返回:
- y_res
sktime兼容数据容器格式的时间序列 fh处的预测残差,与fh具有相同的索引。y_res的类型与最近传入的y类型相同:Series、Panel、Hierarchicalscitype,格式相同(参见上文)。
- y_res
- predict_var(fh=None, X=None, cov=False)[source]#
计算/返回方差预测。
- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self
如果传递了
fh且之前未传递,则将fh存储到self.fh。
- 参数:
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。如果
fh不为 None 且不是ForecastingHorizon类型,则在内部会被强制转换为ForecastingHorizon(通过_check_fh)。如果
fh是int或类数组的int,则会被解释为相对预测范围,并强制转换为相对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=True)。如果
fh是pd.Index类型,则会被解释为绝对预测范围,并强制转换为绝对的ForecastingHorizon(fh, is_relative=False)。
- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 预测中使用的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- cov布尔值,可选(默认=False)
如果为 True,计算协方差矩阵预测。如果为 False,计算边缘方差预测。
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
- 返回:
- pred_varpd.DataFrame,格式取决于
cov变量 - 如果 cov=False
- 列名与在
fit/update中传入的y的列名完全相同。 对于无名格式,列索引将是 RangeIndex。
- 行索引是 fh,并带有等于实例级别的额外级别,
来自 fit 中看到的 y。
来自在 fit 中看到的 y 的级别。条目是方差预测值,对应于列索引中的变量。
给定变量和 fh 索引的方差预测值是该变量和索引在给定观测数据下的预测方差。
- 列名与在
- 如果 cov=True
- 列索引是多重索引:第一级是变量名(如上)
第二级是 fh。
- 行索引是 fh,并带有等于实例级别的额外级别,
来自 fit 中看到的 y。
- 条目是(协)方差预测值,对应于列索引中的变量,并且
行索引和列索引中的时间索引之间的协方差。
注意:不同变量之间不返回协方差预测值。
- pred_varpd.DataFrame,格式取决于
- reset()[source]#
将对象重置为干净的初始化后状态。
将
self设置为构造函数调用后立即所处的状态,并保留相同的超参数。通过set_config设置的配置值也会保留。reset调用会删除所有对象属性,除了超参数 =
__init__的参数,写入到self,例如,self.paramname,其中paramname是__init__的参数。包含双下划线的对象属性,即包含字符串 "__"。例如,名为 "__myattr" 的属性会被保留。
配置属性,配置将保持不变。也就是说,在
reset之前和之后get_config的结果是相等的。
类和对象方法以及类属性也不会受到影响。
等同于
clone,不同之处在于reset会改变self而不是返回一个新对象。调用
self.reset()后,self在值和状态上等于调用构造函数type(self)(**self.get_params(deep=False))后获得的对象。- 返回:
- self
将类实例重置为干净的初始化后状态,但保留当前的超参数值。
- save(path=None, serialization_format='pickle')[source]#
将序列化对象保存到字节对象或 (.zip) 文件。
行为:如果
path为 None,则返回序列化的 in-memory self;如果path是文件位置,则将 self 存储在该位置作为 zip 文件。保存的文件是 zip 文件,包含以下内容:_metadata - 包含 self 的类,即 type(self);_obj - 序列化的 self。该类使用默认的序列化(pickle)。
- 参数:
- pathNone 或文件位置(str 或 Path)
如果为 None,则将 self 保存到内存对象;如果为文件位置,则将 self 保存到该文件位置。如果
path="estimator",则将在当前工作目录创建 zip 文件
estimator.zip。path="/home/stored/estimator",则 zip 文件
estimator.zip将存储在
/home/stored/中。- serialization_format: str,默认 = "pickle"
用于序列化的模块。可选选项包括 "pickle" 和 "cloudpickle"。请注意,非默认格式可能需要安装其他软依赖项。
- 返回:
- 如果
path为 None - 内存中的序列化 self - 如果
path为文件位置 - 引用该文件的 ZipFile
- 如果
- score(y, X=None, fh=None)[source]#
使用 MAPE(非对称)评估预测与真实值之间的分数。
- 参数:
- ypd.Series, pd.DataFrame, 或 np.ndarray (1D 或 2D)
要评分的时间序列
- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 编码预测时间戳的预测范围。
- Xpd.DataFrame,或 2D np.array,可选(默认=None)
用于评分的外生时间序列,如果 self.get_tag("X-y-must-have-same-index") 为 True,则 X.index 必须包含 y.index
- 返回:
- score浮点数
self.predict(fh, X)相对于 y_test 的 MAPE 损失。
- set_config(**config_dict)[source]#
将配置标志设置为给定值。
- 参数:
- config_dictdict
配置名称:配置值对的字典。有效的配置、值及其含义如下所示:
- display字符串,"diagram"(默认)或 "text"
Jupyter 内核如何显示 self 的实例
"diagram" = HTML 框图表示
"text" = 字符串打印输出
- print_changed_only布尔值,默认=True
打印 self 时是仅列出与默认值不同的 self 参数(False),还是列出所有参数名称和值(False)。不进行嵌套,即仅影响 self,不影响组件评估器。
- warnings字符串,"on"(默认)或 "off"
是否发出警告,仅影响来自 sktime 的警告
"on" = 将发出来自 sktime 的警告
"off" = 将不会发出来自 sktime 的警告
- backend:parallel字符串,可选,默认="None"
广播/向量化时用于并行处理的后端,可选值包括
"None":顺序执行循环,简单的列表推导
"loky"、"multiprocessing" 和 "threading":使用
joblib.Parallel"joblib":自定义和第三方
joblib后端,例如spark"dask":使用
dask,需要在环境中安装dask包"ray":使用
ray,需要在环境中安装ray包
- backend:parallel:params字典,可选,默认={}(不传递参数)
作为配置传递给并行处理后端的附加参数。有效的键取决于
backend:parallel的值"None":没有附加参数,
backend_params被忽略"loky"、"multiprocessing" 和 "threading":默认的
joblib后端,这里可以传递joblib.Parallel的任何有效键,例如n_jobs,但backend除外,它由backend直接控制。如果未传递n_jobs,则默认为-1,其他参数默认为joblib的默认值。"joblib":自定义和第三方
joblib后端,例如spark。这里可以传递joblib.Parallel的任何有效键,例如n_jobs。在这种情况下,backend必须作为backend_params的键传递。如果未传递n_jobs,则默认为-1,其他参数默认为joblib的默认值。"dask":可以传递
dask.compute的任何有效键,例如scheduler"ray":可以传递以下键
"ray_remote_args":
ray.init的有效键字典- "shutdown_ray":布尔值,默认=True;False 会阻止
ray在并行处理后关闭。 在并行处理后关闭。
- "shutdown_ray":布尔值,默认=True;False 会阻止
"logger_name":字符串,默认="ray";要使用的日志记录器名称。
"mute_warnings":布尔值,默认=False;如果为 True,则抑制警告。
- remember_data布尔值,默认=True
在 fit 中是否存储 self._X 和 self._y,并在 update 中更新。如果为 True,则存储并更新 self._X 和 self._y。如果为 False,则不存储和更新 self._X 和 self._y。这在使用 save 时可以减小序列化大小,但 update 会默认为“不执行任何操作”,而不是“重新拟合所有已见数据”。
- 返回:
- selfself 的引用。
注意
更改对象状态,将 config_dict 中的配置复制到 self._config_dynamic。
- set_params(**params)[source]#
设置此对象的参数。
此方法既适用于简单的 skbase 对象,也适用于复合对象。参数键字符串
<component>__<parameter>可用于复合对象(即包含其他对象的对象)以访问组件<component>中的<parameter>。如果引用明确,也可以使用不带<component>__的字符串<parameter>,例如,组件中没有两个参数同名<parameter>。- 参数:
- **params字典
BaseObject 参数,键必须是
<component>__<parameter>字符串。__后缀可以作为完整字符串的别名,如果它们在 get_params 键中是唯一的。
- 返回:
- selfself 的引用(设置参数后)
- set_random_state(random_state=None, deep=True, self_policy='copy')[source]#
为此对象设置 random_state 伪随机种子参数。
通过
self.get_params查找名为random_state的参数,并通过set_params将它们设置为从random_state派生出的整数。这些整数通过sample_dependent_seed通过链式哈希采样得到,保证了种子随机生成器的伪随机独立性。根据
self_policy,应用于self中的random_state参数,以及仅当deep=True时,应用于其余组件对象。注意:即使
self没有random_state参数,或者没有任何组件有random_state参数,也会调用set_params。因此,set_random_state会重置任何scikit-base对象,即使是没有random_state参数的对象。- 参数:
- random_stateint, RandomState 实例或 None,默认=None
伪随机数生成器,控制随机整数的生成。传入 int 可在多次函数调用中获得可重复输出。
- deepbool, 默认值=True
是否设置 skbase 对象值参数(即组件评估器)中的随机状态。
如果为 False,则仅设置
self的random_state参数(如果存在)。如果为 True,则也会设置组件对象中的
random_state参数。
- self_policy字符串,{"copy", "keep", "new"} 之一,默认="copy"
"copy" :
self.random_state被设置为输入的random_state"keep" :
self.random_state保持不变"new" :
self.random_state被设置为新的随机状态,
从输入的
random_state派生,并且通常与它不同。
- 返回:
- selfself 的引用
- set_tags(**tag_dict)[source]#
将实例级别标签覆盖设置为给定值。
每个
scikit-base兼容对象都有一个标签字典,用于存储有关对象的元数据。标签是特定于实例
self的键值对,它们是对象构造后不更改的静态标志。它们可用于元数据检查或控制对象的行为。set_tags将动态标签覆盖设置为tag_dict中指定的值,键为标签名称,字典值为要设置的标签值。set_tags方法应仅在对象的__init__方法中、构造期间或构造后(通过__init__)直接调用。可以通过
get_tags或get_tag查看当前标签值。- 参数:
- **tag_dict字典
标签名称:标签值对的字典。
- 返回:
- Self
对 self 的引用。
- update(y, X=None, update_params=True)[source]#
更新截止点值,并可选地更新拟合参数。
如果尚未实现评估器特定的 update 方法,默认的回退行为如下:
update_params=True:拟合迄今为止所有观测到的数据update_params=False:仅更新 cutoff 并记住数据
- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
写入 self
将
self.cutoff更新为y中看到的最新索引。如果
update_params=True,则更新以“_”结尾的拟合模型属性。
- 参数:
- y
sktime兼容数据容器格式的时间序列。 用于更新预测器的时间序列。
sktime中的单个数据格式称为 mtype 规范,每个 mtype 实现一个抽象 scitype。Seriesscitype = 单个时间序列,普通预测。pd.DataFrame,pd.Series, 或np.ndarray(1D 或 2D)Panelscitype = 时间序列集合,全局/面板预测。pd.DataFrame具有 2 级行MultiIndex(instance, time),3D np.ndarray(instance, variable, time),listofSeriestypedpd.DataFrameHierarchicalscitype = 分层集合,用于分层预测。pd.DataFrame具有 3 级或更多级行MultiIndex(hierarchy_1, ..., hierarchy_n, time)
有关数据格式的更多详细信息,请参阅 mtype 术语表。有关用法,请参阅预测教程
examples/01_forecasting.ipynb- X
sktime兼容格式的时间序列,可选 (默认值=None)。 用于更新模型拟合的外生时间序列。应与
y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含y.index。- update_params布尔值,可选(默认=True)
是否应更新模型参数。如果为
False,则仅更新截止点,模型参数(例如系数)不更新。
- y
- 返回:
- selfself 的引用
- update_predict(y, cv=None, X=None, update_params=True, reset_forecaster=True)[source]#
在测试集上迭代地进行预测和更新模型。
使用基于时间分割器
cv的数据回放,一步执行多个update/predict执行链的简写。与以下操作相同(如果仅
y、cv为非默认值)self.update(y=cv.split_series(y)[0][0])记住
self.predict()(稍后以单个批次返回)self.update(y=cv.split_series(y)[1][0])记住
self.predict()(稍后以单个批次返回)等等
返回所有记住的预测结果
如果尚未实现评估器特定的 update 方法,默认的回退行为如下:
update_params=True:拟合迄今为止所有观测到的数据update_params=False:仅更新 cutoff 并记住数据
- 所需状态
需要状态为“已拟合”,即
self.is_fitted=True。
访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。
self.cutoff,self.is_fitted
- 写入 self (除非
reset_forecaster=True) 将
self.cutoff更新为y中看到的最新索引。如果
update_params=True,则更新以“_”结尾的拟合模型属性。
如果
reset_forecaster=True,则不更新状态。- 参数:
- y
sktime兼容数据容器格式的时间序列。 用于更新预测器的时间序列。
sktime中的单个数据格式称为 mtype 规范,每个 mtype 实现一个抽象 scitype。Seriesscitype = 单个时间序列,普通预测。pd.DataFrame,pd.Series, 或np.ndarray(1D 或 2D)Panelscitype = 时间序列集合,全局/面板预测。pd.DataFrame具有 2 级行MultiIndex(instance, time),3D np.ndarray(instance, variable, time),listofSeriestypedpd.DataFrameHierarchicalscitype = 分层集合,用于分层预测。pd.DataFrame具有 3 级或更多级行MultiIndex(hierarchy_1, ..., hierarchy_n, time)
有关数据格式的更多详细信息,请参阅 mtype 术语表。有关用法,请参阅预测教程
examples/01_forecasting.ipynb- cv继承自 BaseSplitter 的时间交叉验证生成器,可选
例如,
SlidingWindowSplitter或ExpandingWindowSplitter;默认值 = ExpandingWindowSplitter,initial_window=1且默认值 = y/X 中的单个数据点逐个添加和预测,initial_window = 1,step_length = 1且fh = 1。- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 用于更新和预测的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- update_params布尔值,可选(默认=True)
是否应更新模型参数。如果为
False,则仅更新截止点,模型参数(例如系数)不更新。- reset_forecaster布尔值,可选(默认=True)
如果为 True,则不会更改预测器的状态,即 update/predict 序列在副本上运行,并且 self 的 cutoff、模型参数、数据内存不会改变。
如果为 False,则 update/predict 序列运行时会更新 self,就像直接调用 update/predict 一样。
- y
- 返回:
- y_pred从多个分割批次中汇总点预测结果的对象
格式取决于预测的(截止点,绝对预测范围)对
如果绝对预测范围点的集合是唯一的:类型是 sktime 兼容数据容器格式的时间序列,输出中抑制了截止点,类型与最近传入的 y 类型相同:Series、Panel、Hierarchical scitype,格式相同(参见上文)。
如果绝对预测范围点的集合不唯一:类型是一个 pandas DataFrame,行索引和列索引都是时间戳,行索引对应于预测时的截止点,列索引对应于预测的绝对预测范围,条目是列索引时间点从行索引截止点预测的点预测值,如果在该(截止点,预测范围)对处没有预测,则条目为 nan。
- update_predict_single(y=None, fh=None, X=None, update_params=True)[source]#
使用新数据更新模型并进行预测。
此方法对于一步更新和进行预测非常有用。
如果尚未实现评估器特定的 update 方法,默认的回退行为是先 update,然后 predict。
- 所需状态
需要状态为“fitted”。
- 访问 self 中的
拟合模型属性,以“_”结尾。已见数据的指针,self._y 和 self.X。self.cutoff, self._is_fitted。如果 update_params=True,则还有以“_”结尾的模型属性。
- 写入 self
通过附加行更新 self._y 和 self._X 以及
y和X。将 self.cutoff 和 self._cutoff 更新为y中看到的最后一个索引。如果 update_params=True,更新以“_”结尾的拟合模型属性。
- 参数:
- y
sktime兼容数据容器格式的时间序列。 用于更新预测器的时间序列。
sktime中的单个数据格式称为 mtype 规范,每个 mtype 实现一个抽象 scitype。Seriesscitype = 单个时间序列,普通预测。pd.DataFrame,pd.Series, 或np.ndarray(1D 或 2D)Panelscitype = 时间序列集合,全局/面板预测。pd.DataFrame具有 2 级行MultiIndex(instance, time),3D np.ndarray(instance, variable, time),listofSeriestypedpd.DataFrameHierarchicalscitype = 分层集合,用于分层预测。pd.DataFrame具有 3 级或更多级行MultiIndex(hierarchy_1, ..., hierarchy_n, time)
有关数据格式的更多详细信息,请参阅 mtype 术语表。有关用法,请参阅预测教程
examples/01_forecasting.ipynb- fhint, list, pd.Index coercible, 或
ForecastingHorizon, 默认值=None 预测时间戳的预测范围。如果已在
fit中传递,则不应再次传递。如果未在 fit 中传递,则必须传递,不可选。- X
sktime兼容格式的时间序列,可选(默认=None) 用于更新和预测的外生时间序列。应与
fit中的y具有相同的 scitype(Series、Panel或Hierarchical)。如果self.get_tag("X-y-must-have-same-index"),则X.index必须包含fh索引参考。- update_params布尔值,可选(默认=True)
是否应更新模型参数。如果为
False,则仅更新截止点,模型参数(例如系数)不更新。
- y
- 返回:
- y_predsktime 兼容数据容器格式的时间序列
fh处的点预测,与fh具有相同的索引。y_pred与最近传入的y具有相同的类型:Series,Panel,Hierarchicalscitype,格式相同(见上文)