本发明涉及车速预测技术领域，尤其涉及一种基于两级分解的车速预测方法。本发明方法包括：首先，采用小波分解将原始车速序列分解为多个高、低频分量，以降低原始车速序列的非平稳性；其次，对低频分量进行二次分解，以进一步降低低频分量的非平稳性；最后采用RBF神经网络建立各车速分量预测模型，将各预测模型的结果叠加得到最终的车速预测结果。本发明的车速预测方法，一次分解的基础上对低频分量进行二次分解，进一步降低了车速的非平稳性，预测更为精准。