灰度预测+LinearSVR和AERIMA预测财政收入

一、灰度预测+LinearSVR

import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.linear_model import Lasso
 
inputfile = './data/data.csv'  # 输入的数据文件
data = pd.read_csv(inputfile)  # 读取数据
 
lasso = Lasso(1000)  # 调用Lasso()函数，设置λ的值为1000
lasso.fit(data.iloc[:,0:13],data['y'])
 
data = data.iloc[:, 0:13]
 
mask = lasso.coef_ != 0  # 返回一个相关系数是否为零的布尔数组
outputfile ='./tmp/new_reg_data.csv'  # 输出的数据文件
new_reg_data = data.iloc[:, mask]  # 返回相关系数非零的数据
new_reg_data.to_csv(outputfile)  # 存储数据
print('输出数据的维度为：',new_reg_data.shape)  # 查看输出数据的维度

LinearSVR

import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.svm import LinearSVR
 
inputfile = './tmp/new_reg_data_GM11.xls'  # 灰色预测后保存的路径
data = pd.read_excel(inputfile)  # 读取数据
feature = ['x1', 'x3', 'x4', 'x5', 'x6', 'x7', 'x8', 'x13']  # 属性所在列
data_train = data.iloc[0:20].copy()  # 取2014年前的数据建模
data_mean = data_train.mean()
data_std = data_train.std()
data_train = (data_train - data_mean)/data_std  # 数据标准化
x_train = data_train[feature].values  # 属性数据
y_train = data_train['y'].values  # 标签数据
 
linearsvr = LinearSVR()  # 调用LinearSVR()函数
linearsvr.fit(x_train,y_train)
x = ((data[feature] - data_mean[feature])/data_std[feature]).values  # 预测，并还原结果。
data['y_pred'] = linearsvr.predict(x) * data_std['y'] + data_mean['y']
outputfile = './tmp/new_reg_data_GM11_revenue.xls'  # SVR预测后保存的结果
data.to_excel(outputfile)
 
print('真实值与预测值分别为：\n',data[['y','y_pred']])
 
fig = data[['y','y_pred']].plot(subplots = True, style=['b-o','r-*'])  # 画出预测结果图
plt.show()

 二、AERIMA

import pandas as pd
# 参数初始化
discfile = 'C:/Users/86136/Documents/python大数据分析/课本源代码以及数据/chapter6/demo/data/data.csv'
# 读取数据
data = pd.read_csv(discfile)
 
# 时序图
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 用来正常显示负号
data.plot()
plt.show()
 
# 自相关图
from statsmodels.graphics.tsaplots import plot_acf
plot_acf(data['y']).show()
对y（财政收入）进行平稳性检验
 
# 平稳性检测
from statsmodels.tsa.stattools import adfuller as ADF
print('原始序列的ADF检验结果为：', ADF(data['y']))
# 返回值依次为adf、pvalue、usedlag、nobs、critical values、icbest、regresults、resstore
 
# 差分后的结果
D_data = data.diff().dropna()
feature = ['x1', 'x2', 'x3', 'x4', 'x5', 'x6', 'x7', 'x8', 'x9', 'x10', 'x11', 'x12', 'x13', 'y']  # 属性所在列
D_data.columns = feature
D_data.plot()  # 时序图
plt.show()
plot_acf(D_data['y']).show()  # 自相关图
from statsmodels.graphics.tsaplots import plot_pacf
plot_pacf(D_data['y']).show()  # 偏自相关图
print('差分序列的ADF检验结果为：', ADF(D_data['y']))  # 平稳性检测
 
# 白噪声检验
from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox
print('差分序列的白噪声检验结果为：', acorr_ljungbox(D_data['y'], lags=1))  # 返回统计量和p值
 
 
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
# 定阶
data['y'] = data['y'].astype(float)
pmax = int(len(D_data)/10)  # 一般阶数不超过length/10
qmax = int(len(D_data)/10)  # 一般阶数不超过length/10
bic_matrix = []  # BIC矩阵
for p in range(pmax+1):
  tmp = []
  for q in range(qmax+1):
    try:  # 存在部分报错，所以用try来跳过报错。
      tmp.append(ARIMA(data['y'], (p,1,q)).fit().bic)
    except:
      tmp.append(None)
  bic_matrix.append(tmp)
 
bic_matrix = pd.DataFrame(bic_matrix)  # 从中可以找出最小值
 
p,q = bic_matrix.stack().idxmin()  # 先用stack展平，然后用idxmin找出最小值位置。
print('BIC最小的p值和q值为：%s、%s' %(p,q))
model = ARIMA(data['y'], (p,1,q)).fit()  # 建立ARIMA(0, 1, 1)模型
print('模型报告为：\n', model.summary2())
print('预测未来2年，其预测结果、标准误差、置信区间如下：\n', model.forecast(2))

 

 三、结论

灰色预测算法+SVR算法预测的模型效果更好