基于RBF神经网络模型,根据历史车速信息,预测将来几秒预测时域的车速信息的时序预测模型(本程序先根据训练工况训练,采用训练后的神经网络模型,预测UDDS循环工况,每个时间点车速下将来几秒内 的车速信息)。 1.文件包括,训练工况(.mat数据,工况可自己选取最好与想要预测的工况类似,如预测工况是城郊工况,训练工况最好也选择同类的)以及测试工况(.mat数据, 自己选取想要预测的工况),以及REF预测主程序(.m程序); 2.车速预测程序基于matlab m编程完成,已备注好如何修改预测步长,可根据需求自己调整 ; 3.程序主要适用于MPC(模型预测控制)或其基于MPC的能量管理策略的车速预测部分,或其 他时序预测类也可参考(坡度预测、流量预测等)。

在自动驾驶和智能交通领域,准确预测车速对于诸如模型预测控制(MPC)及其相关能量管理策略等应用至关重要。今天咱们就来聊聊基于RBF神经网络模型,根据历史车速信息预测未来几秒车速的时序预测模型。

一、整体思路

咱们要构建的这个模型,先得用训练工况的数据来训练RBF神经网络。训练好了之后呢,再拿这个训练好的神经网络去预测UDDS循环工况下每个时间点车速之后几秒内的车速信息。这就好比先让模型学习怎么“看”历史车速规律,然后让它用学到的本事去预测未来车速。

二、所需文件

  1. 训练工况:数据格式是.mat 。这里选择的训练工况最好和想要预测的工况类似,如果预测工况是城郊工况,那训练工况也选城郊相关的。为啥呢?因为相似工况的数据能让模型更好地学习到共有的车速变化模式。比如城郊工况可能车速变化相对平稳且有一定周期性,类似工况数据训练出来的模型,对这种模式就更敏感。
  2. 测试工况:同样是.mat数据格式。这个就是咱们实际要预测的工况数据啦,像UDDS循环工况数据就可以放这儿。
  3. REF预测主程序:格式是.m程序。这可是整个预测流程的“指挥中心”,它把训练和预测的步骤串起来,让模型按咱们的想法工作。

三、Matlab M编程实现

整个车速预测程序是基于Matlab M语言完成的。下面咱们来看点关键代码片段(假设这是REF预测主程序中的部分代码):

% 加载训练工况数据
load('training_condition.mat'); 
% 这里的training_condition.mat就是之前提到的训练工况数据文件
% 数据加载后就可以提取车速等相关信息用于训练

% 设置RBF神经网络参数
net = newrb(training_inputs, training_targets, 0, 1, 100); 
% newrb是Matlab中创建RBF神经网络的函数
% training_inputs是训练输入数据,比如历史车速序列
% training_targets是对应的目标输出,也就是未来几秒的实际车速
% 0表示最小均方误差目标,1是扩展常数,100是神经元的最大数量

% 加载测试工况数据
load('test_condition.mat'); 
% 加载用于测试预测效果的工况数据

% 进行车速预测
predicted_speeds = sim(net, test_inputs); 
% sim函数用于利用训练好的神经网络net对测试输入test_inputs进行预测
% 得到的predicted_speeds就是预测出的未来几秒车速

代码里很贴心地备注好了如何修改预测步长,咱们可以根据实际需求调整。比如说,如果想预测未来5秒的车速,可能某些参数就要调整一下,以适应这个预测步长的变化。

四、应用场景

这个程序主要适用于MPC或基于MPC的能量管理策略里的车速预测部分。为啥适合MPC呢?因为MPC需要提前知道未来的车速等信息,才能更好地规划控制策略。比如在自动驾驶车辆中,MPC可以根据预测的车速来提前调整油门、刹车等控制量,让车辆行驶更平稳、高效。

基于RBF神经网络模型,根据历史车速信息,预测将来几秒预测时域的车速信息的时序预测模型(本程序先根据训练工况训练,采用训练后的神经网络模型,预测UDDS循环工况,每个时间点车速下将来几秒内 的车速信息)。 1.文件包括,训练工况(.mat数据,工况可自己选取最好与想要预测的工况类似,如预测工况是城郊工况,训练工况最好也选择同类的)以及测试工况(.mat数据, 自己选取想要预测的工况),以及REF预测主程序(.m程序); 2.车速预测程序基于matlab m编程完成,已备注好如何修改预测步长,可根据需求自己调整 ; 3.程序主要适用于MPC(模型预测控制)或其基于MPC的能量管理策略的车速预测部分,或其 他时序预测类也可参考(坡度预测、流量预测等)。

除了MPC相关应用,其他时序预测类场景也能参考。像坡度预测,在山区道路自动驾驶场景下,提前预测前方坡度变化,能帮助车辆提前调整动力系统;流量预测,对于智能交通系统规划交通流量、优化信号灯等都有重要意义。

总的来说,这个基于RBF神经网络的车速时序预测模型,在交通和控制领域有着不小的应用潜力,大家不妨根据实际需求好好探索一下。

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