File size: 13,016 Bytes
9e93e2e
d6b8380
 
 
9e93e2e
6261c2c
b5e975c
 
 
0136580
b5e975c
 
0136580
b5e975c
 
37c83c4
42dc815
b5e975c
 
 
42dc815
b5e975c
57637c1
37c83c4
cfc2312
 
42dc815
b5e975c
 
37c83c4
42dc815
 
 
37c83c4
 
 
 
 
 
42dc815
 
 
 
 
 
37c83c4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b5e975c
37c83c4
 
b5e975c
37c83c4
cfc2312
 
42dc815
b5e975c
 
37c83c4
42dc815
 
 
 
 
37c83c4
 
 
 
 
 
42dc815
 
 
 
 
 
37c83c4
 
 
 
42dc815
37c83c4
 
42dc815
37c83c4
42dc815
46ef092
37c83c4
0136580
37c83c4
 
 
 
 
0136580
46ef092
 
 
37c83c4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b5e975c
37c83c4
 
b5e975c
406d57e
37c83c4
6261c2c
406d57e
6261c2c
 
 
 
42dc815
d03b7a5
6261c2c
 
 
d03b7a5
6261c2c
 
 
 
406d57e
6261c2c
 
 
 
57637c1
6261c2c
 
406d57e
 
 
57637c1
d03b7a5
406d57e
d03b7a5
 
 
 
 
 
 
 
406d57e
42dc815
d03b7a5
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
406d57e
d03b7a5
 
 
6261c2c
 
 
 
57637c1
8ec9cad
 
 
 
 
6261c2c
37c83c4
d03b7a5
6261c2c
 
 
d03b7a5
 
b5e975c
37c83c4
4259886
 
b5e975c
 
37c83c4
c6f18e6
37c83c4
 
 
 
 
b5e975c
22631aa
37c83c4
c6f18e6
4259886
c6f18e6
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4259886
 
 
 
 
 
c6f18e6
4259886
37c83c4
 
 
 
 
 
 
4259886
 
37c83c4
4259886
 
d6b8380
 
22631aa
4259886
 
 
 
 
22631aa
4259886
22631aa
 
d6b8380
 
22631aa
4259886
22631aa
d6b8380
4259886
d6b8380
22631aa
 
d6b8380
22631aa
 
37ffa4b
22631aa
37c83c4
 
 
 
22631aa
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37c83c4
22631aa
37c83c4
 
 
 
 
 
 
22631aa
 
 
37c83c4
 
22631aa
64efa79
37ffa4b
4259886
 
 
37ffa4b
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
import streamlit as st  # <-- Ajoutez cette ligne
import warnings
import pgmpy.factors.discrete
from pgmpy.factors.discrete import TabularCPD

from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
import numpy as np
import pandas as pd
import time
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.neural_network import MLPRegressor
from sklearn.metrics import mean_absolute_error, mean_squared_error, r2_score
from statsmodels.tsa.arima.model import ARIMA
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense
from tensorflow.keras.callbacks import EarlyStopping
from pgmpy.models import BayesianNetwork
from pgmpy.estimators import MaximumLikelihoodEstimator
from pgmpy.inference import VariableElimination
from data_processing import apply_scenarios, prepare_timeseries_data


def train_arima(data, country, start_date, end_date, 
            taux_directeur_change=0, pib_change=0, m2_change=0,
            p=1, d=1, q=1):
    """Modèle ARIMA avec gestion d'erreurs"""
    start_time = time.time()
    
    try:
        # Validation des paramètres
        p, d, q = int(p), int(d), int(q)
        
        country_data = data[data['Pays'] == country]
        filtered_data = country_data[
            (country_data['Année'] >= str(start_date)) & 
            (country_data['Année'] <= str(end_date))
        ].sort_values('Année')
        
        modified_data = apply_scenarios(
            filtered_data, 
            float(taux_directeur_change), 
            float(pib_change), 
            float(m2_change)
        )
        
        model = ARIMA(modified_data["Taux d'inflation (%)"], order=(p, d, q))
        model_fit = model.fit()
        
        predictions = model_fit.predict(start=0, end=len(modified_data)-1)
        
        results = pd.DataFrame({
            'Année': modified_data['Année'],
            'Inflation réelle': modified_data["Taux d'inflation (%)"],
            'Inflation prédite': predictions
        })
        
        mae = mean_absolute_error(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite'])
        rmse = np.sqrt(mean_squared_error(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite']))
        r2 = r2_score(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite'])
        
        return model_fit, results, {
            'mae': mae,
            'rmse': rmse,
            'r2': r2,
            'training_time': time.time() - start_time
        }
    
    except Exception as e:
        raise ValueError(f"Erreur ARIMA: {str(e)}")

def train_mlp(data, country, start_date, end_date,
            taux_directeur_change=0, pib_change=0, m2_change=0,
            hidden_layers=2, neurons=50, epochs=100):
    """Réseau de neurones MLP avec validation des paramètres"""
    start_time = time.time()
    
    try:
        # Validation des paramètres
        hidden_layers = max(1, int(hidden_layers))
        neurons = max(1, int(neurons))
        epochs = max(1, int(epochs))
        
        country_data = data[data['Pays'] == country]
        filtered_data = country_data[
            (country_data['Année'] >= str(start_date)) & 
            (country_data['Année'] <= str(end_date))
        ].sort_values('Année')
        
        modified_data = apply_scenarios(
            filtered_data,
            float(taux_directeur_change),
            float(pib_change),
            float(m2_change)
        )
        
        X = modified_data[[
            "Masse monétaire (M2)",
            "Croissance PIB (%)",
            "Taux directeur",
            "Balance commerciale",
            "Taux de change FCFA/USD"
        ]].astype(np.float32)
        
        y = modified_data["Taux d'inflation (%)"].astype(np.float32)
        
        X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(
            X, y, test_size=0.2, shuffle=False, random_state=42
        )
        
        model = MLPRegressor(
            hidden_layer_sizes=tuple([neurons]*hidden_layers),
            max_iter=epochs,
            random_state=42,
            early_stopping=True,
            solver='adam',
            activation='relu'
        )
        
        model.fit(X_train, y_train)
        y_pred = model.predict(X)
        
        results = pd.DataFrame({
            'Année': modified_data['Année'],
            'Inflation réelle': y,
            'Inflation prédite': y_pred
        })
        
        mae = mean_absolute_error(y, y_pred)
        rmse = np.sqrt(mean_squared_error(y, y_pred))
        r2 = r2_score(y, y_pred)
        
        return model, results, {
            'mae': mae,
            'rmse': rmse,
            'r2': r2,
            'training_time': time.time() - start_time
        }
    
    except Exception as e:
        raise ValueError(f"Erreur MLP: {str(e)}")

def train_lstm(data, country, start_date, end_date, lstm_units, epochs, look_back, *scenarios):
    try:
        # 1. Chargement et vérification des données
        country_data = data[data["Pays"] == country]
        train_data = country_data[
            (country_data["Année"] >= str(start_date)) & 
            (country_data["Année"] <= str(end_date))
        ].sort_values('Année')
        
        if len(train_data) < 2:
            raise ValueError(f"Données insuffisantes ({len(train_data)} points). Minimum 2 requis.")

        # 2. Normalisation des données
        scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 1))
        dataset = train_data["Taux d'inflation (%)"].values.astype('float32')
        dataset_normalized = scaler.fit_transform(dataset.reshape(-1, 1)).flatten()

        # 3. Création des séquences
        dataX, dataY = [], []
        for i in range(len(dataset_normalized) - look_back):
            dataX.append(dataset_normalized[i:(i + look_back)])
            dataY.append(dataset_normalized[i + look_back])
            
        if len(dataX) == 0:
            raise ValueError("Aucune séquence créée - réduire look_back")

        X_train = np.array(dataX)
        y_train = np.array(dataY)
        X_train = np.reshape(X_train, (X_train.shape[0], look_back, 1))

        # 5. Configuration du modèle avec gestion des erreurs
        model = Sequential()
        model.add(LSTM(
            units=int(lstm_units),
            input_shape=(look_back, 1),
            activation='tanh',
            recurrent_activation='sigmoid',
            kernel_initializer='glorot_uniform',
            return_sequences=False
        ))
        model.add(Dense(1))
        
        model.compile(
            optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001),
            loss='mse',
            metrics=['mae'],
            run_eagerly=False
        )
        
        # 6. Entraînement avec callback et validation
        early_stop = EarlyStopping(
            monitor='loss',
            patience=5,
            restore_best_weights=True
        )
        
        history = model.fit(
            X_train, y_train,
            epochs=int(epochs),
            batch_size=1,
            verbose=1,
            callbacks=[early_stop],
            shuffle=False
        )
        
        # 7. Prédiction et inversion de la normalisation
        train_predict = model.predict(X_train)
        train_predict = scaler.inverse_transform(train_predict).flatten()
        y_train = scaler.inverse_transform(y_train.reshape(-1, 1)).flatten()
        
        return model, train_predict, {
            "mae": mean_absolute_error(y_train, train_predict),
            "rmse": np.sqrt(mean_squared_error(y_train, train_predict)),
            "r2": r2_score(y_train, train_predict)
        }
        return model, pd.DataFrame({
        'Année': train_data['Année'].iloc[look_back:].values,  # Format explicite
        'Inflation réelle': y_train.flatten(),
        'Inflation prédite': train_predict.flatten()
        }), metrics

    except Exception as e:
        error_details = {
            'data_points': len(train_data) if 'train_data' in locals() else 0,
            'look_back_used': look_back,
            'sequences_created': len(dataX) if 'dataX' in locals() else 0
        }
        raise ValueError(f"Erreur LSTM: {str(e)}\nContexte: {error_details}")

def train_bayesian_network(data, country, start_date, end_date,
             taux_directeur_change=0, pib_change=0, m2_change=0):
    """Version compatible avec toutes les versions de pgmpy"""
    start_time = time.time()
    
    try:
        # 1. Préparation des données
        country_data = data[data['Pays'] == country]
        filtered_data = country_data[
            (country_data['Année'] >= str(start_date)) & 
            (country_data['Année'] <= str(end_date))
        ].sort_values('Année')
        
        modified_data = apply_scenarios(filtered_data, taux_directeur_change, pib_change, m2_change)
        df = modified_data.copy()

        # 2. Discrétisation robuste
        discretized_cols = {
            "Taux d'inflation (%)": "Inflation",
            "Masse monétaire (M2)": "M2",
            "Croissance PIB (%)": "PIB",
            "Taux directeur": "TauxDirecteur",
            "Balance commerciale": "Balance",
            "Taux de change FCFA/USD": "Change"
        }

        for src, dest in discretized_cols.items():
            unique_vals = len(df[src].unique())
            bins = min(5, unique_vals)
            if bins > 1:
                df[dest] = pd.qcut(df[src], q=bins, duplicates='drop', labels=False).astype(int)
            else:
                df[dest] = 0  # Cas où toutes les valeurs sont identiques

        # 3. Construction du réseau
        model = BayesianNetwork([
            ("M2", "Inflation"),
            ("PIB", "Inflation"),
            ("TauxDirecteur", "Inflation"),
            ("Balance", "Inflation"),
            ("Change", "Inflation")
        ])

        # 4. Entraînement avec vérification
        model.fit(df, estimator=MaximumLikelihoodEstimator)

        # 5. Gestion des CPDs compatible multi-versions
        for node in model.nodes():
            cpd = model.get_cpds(node)
            
            # Méthode universelle d'accès aux propriétés
            if hasattr(cpd, 'variables'):  # Anciennes versions
                evidence = [v for v in cpd.variables if v != node]
                evidence_card = [len(df[v].unique()) for v in evidence]
            else:  # Nouvelles versions
                evidence = cpd.get_evidence()
                evidence_card = [len(df[v].unique()) for v in evidence]
            
            # Normalisation manuelle
            cpd_values = np.nan_to_num(cpd.values, nan=1e-10)
            normalized = cpd_values / (cpd_values.sum(axis=0) + 1e-10)
            
            # Reconstruction du CPD
            new_cpd = TabularCPD(
                variable=node,
                variable_card=len(df[node].unique()),
                values=normalized,
                evidence=evidence,
                evidence_card=evidence_card
            )
            model.remove_cpds(node)
            model.add_cpds(new_cpd)
        
        # [6] Inférence et prédictions (identique)
        infer = VariableElimination(model)
        predictions = []
        
        for _, row in df.iterrows():
            evidence = {
                "M2": int(row["M2"]),
                "PIB": int(row["PIB"]),
                "TauxDirecteur": int(row["TauxDirecteur"]),
                "Balance": int(row["Balance"]),
                "Change": int(row["Change"])
            }
            
            result = infer.query(variables=["Inflation"], evidence=evidence)
            pred_value = result.values.argmax()
            predictions.append(float(
                modified_data["Taux d'inflation (%)"].min() + 
                (pred_value + 0.5) * 
                (modified_data["Taux d'inflation (%)"].max() - 
                modified_data["Taux d'inflation (%)"].min()) / 5
            ))
        
        # [7] Retour des résultats
        results = pd.DataFrame({
            'Année': modified_data['Année'],
            'Inflation réelle': modified_data["Taux d'inflation (%)"],
            'Inflation prédite': predictions
        })
        
        return model, results, {
            'mae': mean_absolute_error(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite']),
            'rmse': np.sqrt(mean_squared_error(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite'])),
            'r2': r2_score(results['Inflation réelle'], results['Inflation prédite']),
            'training_time': time.time() - start_time
        }
        
    except Exception as e:
        error_details = {
            'data_samples': len(filtered_data) if 'filtered_data' in locals() else 0,
            'discretization_bins': {k: len(df[v].unique()) for k, v in discretized_cols.items()} 
                    if 'df' in locals() else None
        }
        raise ValueError(f"Erreur Réseau Bayésien: {str(e)}\nContexte: {error_details}")