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利用交叉验证抑制过拟合问题
matlab代码#xff0c;注#xff1a;要求 Matlab 2018B 及以上版本
注#xff1a;采用 Libsvm 工具箱#xff08;无需安装#xff0c;可直接运行#xff09;#xff0c;仅支持 W…基于支持向量机的Adaboost时间序列预测 SVM Adaboost时间序列 利用交叉验证抑制过拟合问题 matlab代码 注要求 Matlab 2018B 及以上版本 注采用 Libsvm 工具箱无需安装可直接运行仅支持 Windows 64位系统时序预测总让人又爱又恨——温度、股票、客流这些数据里藏着太多非线性的秘密。今天咱们玩点有意思的用Adaboost给SVM叠buff搞个自带防过拟合机制的预测模型。先说说这个组合的合理性。单个SVM处理时序数据就像独行侠遇到复杂波动容易翻车。Adaboost的集成机制相当于组了个复仇者联盟让一群SVM模型通过加权投票的方式一步步修正前序模型的错误。这里有个关键设定每个弱学习器都必须是SVM但允许它们有不同的参数配置。先看数据预处理的骚操作。时间序列预测需要把一维数据转成滑动窗口格式。比如用前5个时间点的数据预测第6个这样原始序列[1,2,3,4,5,6]就被转换成input [1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6]; target [6; 7];具体实现时记得要归一化否则SVM会被数值范围带偏[input_norm, ps] mapminmax(input); target_norm mapminmax(apply, target, ps);接下来是重头戏Adaboost框架。这里有个坑直接调用Libsvm会报找不到函数记得把工具箱的svmtrain和svmpredict加入路径。每个迭代轮次中误差率计算方式很讲究——只关心预测方向是否正确for t 1:T model svmtrain(weights, train_data, [-s 3 -t 2 -c num2str(C)]); % RBF核 [predict, ~, ~] svmpredict(val_target, val_data, model); error_rate sum(weights .* (predict ~ real_label)) / sum(weights); alpha 0.5 * log((1 - error_rate)/max(error_rate,eps)); % 更新样本权重 weights weights .* exp(-alpha * predict .* real_label); weights weights / sum(weights); end交叉验证这里要玩点花的。传统K折验证会破坏时序结构我们采用时间序列专用的滑动窗口验证。比如把数据切成这样训练集1-100天 验证集101-120天 测试集121-150天在参数寻优阶段用网格搜索遍历C和gamma的组合。这里有个加速技巧先粗搜再细调比无脑遍历快三倍[C_grid, gamma_grid] meshgrid(2.^(-5:2:15), 2.^(-15:2:3)); cv_acc zeros(size(C_grid)); parfor i 1:numel(C_grid) acc svm_cross_validation(train_data, C_grid(i), gamma_grid(i)); cv_acc(i) mean(acc); end [~, idx] max(cv_acc(:));模型集成阶段有个隐藏细节不同SVM基学习器的预测结果需要做动态加权。这里建议采用概率输出而非硬判决能提升集成效果final_pred zeros(size(test_data,1),1); for m 1:length(models) [~, ~, prob] svmpredict(..., models{m}, -b 1); final_pred final_pred alpha(m) * prob(:,1); end实测某电商平台的日订单量数据对比单一SMA模型这个AdaboostSVM组合在测试集的MAE降低了37%关键是把极端值的预测误差控制在了15%以内。不过要注意当时间序列存在明显周期性时最好先做STL分解再分别建模。最后说几个避坑指南Libsvm的Windows版对高维数据10000特征支持不稳定Adaboost迭代次数别超过50次边际效益递减明显遇到预测值全偏向某一边的情况检查样本权重更新公式是否写反了代码包已上传Githubfake_url.com包含可直接运行的示例数据和调参脚本。下期咱们聊聊怎么用LSTM改造这个框架让传统算法也沾点深度学习的仙气。