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Python
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# In[1]:
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import matplotlib.pyplot as plt
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# 导入matplotlib的pyplot模块，用于数据可视化。
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import tensorflow as tf
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# 导入tensorflow库，用于深度学习模型的构建和训练
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from vmdpy import VMD
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# 从vmdpy库导入VMD，用于变分模态分解
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import pandas as pd
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# 导入pandas库，用于数据处理和分析
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import warnings
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# 导入warnings库，用于控制警告消息
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warnings.filterwarnings("ignore")
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# 设置忽略警告消息，通常用于减少输出中的不必要警告
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# In[2]:
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# 调用GPU加速
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gpus = tf.config.experimental.list_physical_devices(device_type='GPU')
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for gpu in gpus:
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tf.config.experimental.set_memory_growth(gpu, True)
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# In[3]:
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# 用来正常显示中文标签
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plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Times New Roman']
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# 用来正常显示负号
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plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
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# In[4]:
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df_raw_data = pd.read_csv('电力负荷预测数据2.csv', encoding='gbk')
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# 使用pandas的read_csv函数读取CSV文件。
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# '股票预测.csv'是文件名。
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# usecols=[0,-1]指定只读取CSV文件的第一列和最后一列。
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# encoding='gbk'指定文件编码格式为GBK，GBK常用于中文字符编码。
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series_close = pd.Series(df_raw_data['power'].values, index=df_raw_data['time'])
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# 创建一个pandas的Series对象。
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# df_raw_data['power'].values提取'power'列的值作为Series的数据。
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# index=df_raw_data['time']设置Series的索引为'time'列的值。
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# In[5]:
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print(series_close)
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# In[6]:
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def vmd_decompose(series, num_modes, alpha, tau, DC, init, tol):
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# 定义变分模态分解（VMD）函数，具有多个参数。
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# series：待分解的时间序列。
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# num_modes：分解的模态数量。
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# alpha, tau, K, DC, init, tol：VMD算法的参数。
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decom = VMD(series.values,K =num_modes, alpha=alpha, tau=tau, DC=DC, init=init, tol=tol)
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# 使用VMD方法对输入的时间序列进行分解。
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vmd_result, *_ = decom
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# 从VMD返回的结果中获取分解后的模态。
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df_vmd = pd.DataFrame(vmd_result.T)
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# 将分解后的模态转换为DataFrame。
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df_vmd.columns = ['imf' + str(i+1) for i in range(len(df_vmd.columns))]
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# 为DataFrame的每一列命名，表示每个模态。
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return df_vmd
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# 返回分解结果。
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# 调用函数并传入参数
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df_vmd_result = vmd_decompose(series=series_close, num_modes=8, alpha=2000, tau=0, DC=1, init=1, tol=1e-7)
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# 使用vmd_decompose函数对series_close进行VMD分解。
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# 可视化VMD分解结果
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fig, axs = plt.subplots(nrows=len(df_vmd_result.columns), figsize=(10, 6), sharex=True)
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# 创建一个绘图对象和多个子图对象。
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for i, col in enumerate(df_vmd_result.columns):
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axs[i].plot(df_vmd_result[col])
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axs[i].set_title(col)
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# 遍历每个模态并绘制在子图上。
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plt.suptitle('VMD Decomposition')
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# 设置图表的总标题。
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plt.xlabel('Time')
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# 设置x轴的标签。
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plt.show()
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# 显示图表。
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# In[7]:
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print(df_vmd_result)
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# In[8]:
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df_vmd_result.to_excel("VMD.xlsx",index=False)#保存数据为VMD.xlsx
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# In[ ]:
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