1.一种基于马尔可夫链与神经网络的汽车行驶工况预测方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
1)获取表征汽车行驶工况的所述特征参数和n个历史临近车速Vt-1、Vt-2、……Vt-n;将特征参数分为两组,第一组数据记为X(n),第二组数据记为S(n);将n个历史临近车速Vt-31、Vt-32、……Vt-3n记为第三组数据;
2)将第一组数据和第二组数据作为马尔可夫链模型的输入,对马尔可夫链模型进行训练,从而得到马尔可夫链车速趋势预测模型;
3)将第二组数据作为马尔可夫链车速趋势预测模型的输入,输出第二组数据的趋势预测结果Vt+21、Vt+22、……、Vt+2m;
4)利用主成分分析法得到第一组数据的p个瞬时主成分;
利用主成分分析法对第三组数据进行降维,从而得到第三组数据的l个瞬时主成分;
4)利用第一组数据的p个瞬时主成分和历史临近车速Vt-11、Vt-12、……Vt-1n训练神经网络ANN1,从而得到神经网络ANN1车速初始预测模型。
6)对神经网络ANN1车速初始预测模型进行测试,并输出第二组数据的初始预测数据Vt+11、Vt+12、……、Vt+1m;
7)将第二组数据的初始预测数据Vt+11、Vt+12、……、Vt+1m和趋势预测结果Vt+21、Vt+22、……、Vt+2m作为神经网络ANN2融合器的输入,第二组数据作为神经网络ANN2融合器的输出,对神经网络ANN2融合器进行训练,从而得到神经网络ANN2融合器模型;
8)将第三组数据和第三组数据的l个瞬时主成分输入到神经网络ANN1车速初始预测模型中,得到第三组数据的初始预测数据V’t+11、V’t+12、……、V’t+1m;
将第三组数据和第三组数据的l个瞬时主成分输入到马尔可夫链车速趋势预测模型中,得到第三组数据的趋势预测结果V’t+21、V’t+22、……、V’t+2m;
9)将第三组数据的初始预测数据V’t+11、V’t+12、……、V’t+1m和趋势预测结果V’t+21、V’t+22、……、V’t+2m输入到神经网络ANN2融合器中,得到神经网络ANN2融合器的输出,即汽车行驶工况的预测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于马尔可夫链与神经网络的汽车行驶工况预测方法,其特征在于:得到第一组数据的k个瞬时主成分的主要步骤如下:
1)记第一组数据为x=(x1,x2,...,xp)';集合x的期望记为E(x)=μ;x的协方差记为var(x)=Σ;
2)对第一组数据进行线性变换,即:
式中,a1,a2,...,ap均为单位向量;x为第一组数据集合;
3)计算线性变换数据y1的方差;
3.1)设λ1≥λ2≥...≥λp≥0为协方差Σ的p个特征值;t1,t2,...,tp为相应单位正交特征向量;协方差Σtα如下所示:Σtα=λ1tα,t'αtα=1,t'αtβ=0,α≠β;α,β=1,2,...,p; (2)式中,λ1为协方差Σ的特征值;tα为相应单位正交特征向量;
3.2)x的协方差Σ如下所示:
式中,T=(t1,t2,...,tp)为正交矩阵;Λ为对角线元素λ1≥λ2≥...≥λp≥0的对角矩阵;
3.3)结合步骤3.1和步骤3.2计算得到线性变换数据y1的方差,即:
4)根据线性变换数据y1的方差计算得到第一组数据的瞬时主成分表达式,即:yβ=t'βx=t1βx1+vt2βx2+...+tpβxp,β=1,2,...,p; (5)式中,x为第一组数据集合;T=(t1,t2,...,tp)为正交矩阵。