KAN
Kolmogorov-Arnold Networks (KAN) 是 Multi-Layer Perceptrons (MLP) 的替代品。该模型使用 KAN 的方式类似于我们的 MLP 模型。
来源
KANLinear
KANLinear
来源
KAN
*KAN
简单的 Kolmogorov-Arnold Network (KAN)。该网络使用 Kolmogorov-Arnold 近似定理,其中学习样条函数来逼近更复杂的函数。与 MLP 不同,非线性函数是在边缘学习的,而节点仅对不同的学习函数进行求和。
参数
h
: int,预测范围(forecast horizon)。
input_size
: int,考虑的自回归输入(滞后),y=[1,2,3,4] input_size=2 -> lags=[1,2]。
grid_size
: int,样条函数用于逼近函数的区间数量。
spline_order
: int,B样条的阶数。
scale_noise
: float,样条函数的正则化系数。
scale_base
: float,基函数的缩放系数。
scale_spline
: float,样条函数的缩放系数。
enable_standalone_scale_spline
: bool,是否对每个样条函数进行单独缩放。
grid_eps
: float,用于数值稳定性。
grid_range
: list,用于样条逼近的网格范围。
n_hidden_layers
: int,KAN 的隐藏层数量。
hidden_size
: int 或 list,KAN 每个隐藏层的单元数量。如果为整数,则所有隐藏层大小相同。使用列表指定每个隐藏层的大小。
stat_exog_list
: str list,静态外部特征列。
hist_exog_list
: str list,历史外部特征列。
futr_exog_list
: str list,未来外部特征列。
exclude_insample_y
: bool=False,如果为 True,模型将跳过自回归特征 y[t-input_size:t]。
loss
: PyTorch 模块,从损失函数集合中实例化的训练损失类。
valid_loss
: PyTorch 模块=loss
,从损失函数集合中实例化的验证损失类。
max_steps
: int=1000,最大训练步数。
learning_rate
: float=1e-3,学习率,范围在 (0, 1) 之间。
num_lr_decays
: int=-1,学习率衰减次数,均匀分布在 max_steps 中。
early_stop_patience_steps
: int=-1,早停前等待的验证迭代次数。
val_check_steps
: int=100,每次验证损失检查之间的训练步数。
batch_size
: int=32,每个批次中不同时间序列的数量。
valid_batch_size
: int=None,每个验证和测试批次中不同时间序列的数量,如果为 None 则使用 batch_size。
windows_batch_size
: int=1024,每个训练批次中采样的窗口数量,默认为全部使用。
inference_windows_batch_size
: int=-1,每个推理批次中采样的窗口数量,-1 为全部使用。
start_padding_enabled
: bool=False,如果为 True,模型将按 input_size 在时间序列开头填充零。
step_size
: int=1,每个时间数据窗口之间的步长。
scaler_type
: str=‘identity’,用于时间输入归一化的缩放器类型,见temporal scalers。
random_seed
: int=1,用于 pytorch 初始化器和 numpy 生成器的随机种子。
drop_last_loader
: bool=False,如果为 True,TimeSeriesDataLoader
会丢弃最后一个非完整批次。
alias
: str, 可选,模型的自定义名称。
optimizer
: ‘torch.optim.Optimizer’ 的子类,可选,用户指定的优化器,而不是默认选择 (Adam)。
optimizer_kwargs
: dict, 可选,用户指定的 optimizer
使用的参数列表。
dataloader_kwargs
: dict, 可选,由 TimeSeriesDataLoader
传递给 PyTorch Lightning 数据加载器的参数列表。
**trainer_kwargs
: int,继承自 PyTorch Lightning 的 trainer 的关键字 trainer 参数。
KAN.fit
*拟合。
fit
方法使用初始化参数(learning_rate
、windows_batch_size
等)和初始化期间定义的 loss
函数来优化神经网络的权重。在 fit
中,我们使用 PyTorch Lightning 的 Trainer
,它继承了初始化的 self.trainer_kwargs
来定制其输入,参见 PL 的 trainer 参数。
该方法设计用于与 SKLearn-like 类兼容,特别是与 StatsForecast 库兼容。
默认情况下,model
不保存训练检查点以保护磁盘内存,如需保存,请在 __init__
中将 enable_checkpointing
设置为 True
。
参数
dataset
: NeuralForecast 的 TimeSeriesDataset
,参见documentation。
val_size
: int,用于时间序列交叉验证的验证集大小。
random_seed
: int=None,用于 pytorch 初始化器和 numpy 生成器的随机种子,覆盖 model.__init__ 中的设置。
test_size
: int,用于时间序列交叉验证的测试集大小。
*
KAN.predict
*预测。
使用 PL 的 Trainer
执行 predict_step
进行神经网络预测。
参数
dataset
: NeuralForecast 的 TimeSeriesDataset
,参见documentation。
test_size
: int=None,用于时间序列交叉验证的测试集大小。
step_size
: int=1,每个窗口之间的步长。
random_seed
: int=None,用于 pytorch 初始化器和 numpy 生成器的随机种子,覆盖 model.__init__ 中的设置。
quantiles
: list of floats, 可选 (默认=None),要预测的目标分位数。
**data_module_kwargs
: PL 的 TimeSeriesDataModule 参数,参见 documentation.*