交通流元胞自动机程序Word格式.docx

交通流元胞自动机程序Word格式.docx

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仿真步长数目——输入参数

车道入口处新进入车辆的概率——输入参数

%test:

%nl=400;

%nc=2;

nt=500;

%构造元胞矩阵

B=ones（2*nc+1,nl+2）;

%奇数行为不可行车道

B（1:

2:

（2*nc+1）,:

）=1.2;

%初始化仿真元胞状态（1为无车,0为有车）

bb=B（2:

2*nc,:

）;

bb（bb~=0）=1;

B（2:

）=bb;

2*nc,end）=0;

%显示初始交通流图

figure

（1）;

H=imshow（B,[]）;

set（gcf,'

position'

[241132560420]）;

%241132560420

doublebuffer'

'

on'

%241

title（'

cellular-automationtotrafficmodeling'

color'

b'

%初始化化存储元胞上车辆状态的矩阵

S（1:

nc,nl）=0;

Q（1:

nc,1:

2）=0;

Acc（1:

（nl+2））=0;

%初始化换道频率、平均速度、车流密度相关变量

ad=0;

av（1:

nt）=0;

ap（1:

c=1;

forn=1:

nt

A=B（2:

%确定前n-2个车辆的状态

S（:

:

）=0;

S（A（:

1:

end-2）==0&

A（:

2:

end-1）==1&

3:

end）==1）=2;

%加速的车

end-1）==0）=3;

%停车的车

end）==0）=1;

%减速行驶的车

%确定最后2两个元胞的状态

Q（:

Q（A（:

end-1）==0&

end）==0）=1;

end）==1）=2;

end-1）==1&

end）==0）=2;

end）=1;

%获得所有元胞上车辆的状态

Acc=[SQ];

%换路规则

if（nc>

1&

&

n>

nl/2）

%遍历每一个元胞

forg=1:

length（Acc（1,:

））

%停车状态车辆如另一条路有2空位则换路

if（Acc（1,g）==3&

Acc（2,g）==0&

Acc（2,g+1）==0）

A（1,g）=1;

A（2,g）=0;

ad=ad+1;

elseif（Acc（2,g）==3&

Acc（1,g）==0&

Acc（1,g+1）==0）

A（1,g）=0;

A（2,g）=1;

%均速行驶车辆如另一条路有3空位则换路

elseif（Acc（1,g）==1&

Acc（2,g+1）==0&

Acc（2,g+1）==0）A（1,g）=1;

ad=ad+1;

elseif（Acc（2,g）==1&

Acc（1,g+1）==0&

Acc（1,g+1）==0）A（1,g）=0;

end

%换路后重新设置元胞上的车辆状态

end）=0;

%寻找加速的车

%寻找停车的车

%寻找减速行驶的车%确定最后2两个元胞的状态

%

%获得所有元胞状态

%根据当前状态改变元胞位置

%匀速运行车辆向前走1格

A（Acc（:

end）==1）=1;

A（[zeros（nc,1）Acc（:

end-1）]==1）=0;

%高速运行车辆向前走2格

end）==2）=1;

A（[zeros（nc,2）Acc（:

end-2）]==2）=0;

%计算平均速度、换道频率、车流密度等参数

%获得运行中的车辆数目N

matN=A<

1;

N=sum（sum（matN））;

%获得运行中的车辆速度之和V

E=S（（S==1）|（S==2））;

V=sum（E）;

%计算此时刻的车流密度并保存

ap（n）=N/（nc*（nl+2））;

%计算此时刻的平均速率并保存

if（N~=0&

av（c）=V/N;

c=c+1;

%在车道入口处随机引入新的车辆

A=[round（fp*rand（nc,1））&

A（1:

nc,1）A（:

end）];

A（A~=0）=1;

%将新的车辆加入元胞矩阵中

）=A;

%显示交通流图

set（H,'

CData'

B）;

%仿真步长

pause（dt）;

%仿真结束,计算结果

d=ad;

p=mean（ap）;

v=sum（av）/c;

%初始化仿真参量

nc=2;

n=1;

fp=1.2;

%车流密度变化时的单车道仿真程序

车流密度%dt:

forfp=2.5:

-0.25:

0.5

va（n）=v;

pa（n）=p;

da（n）=d;

n=n+1;

%绘制平均速率-车流密度（v-p）曲线

figure

（2）

plot（pa,va）;

%绘制车流密度的变化曲线

figure（3）

plot（pa）;

clf

clearall

%buildtheGUI

%definetheplotbutton

plotbutton=uicontrol（'

style'

pushbutton'

...

'

string'

Run'

...

fontsize'

12,...

[100,400,50,20],...

callback'

'

run=1;

%definethestopbutton

erasebutton=uicontrol（'

Stop'

[200,400,50,20],...

freeze=1;

%definetheQuitbutton

quitbutton=uicontrol（'

Quit'

[300,400,50,20],...

stop=1;

close;

number=uicontrol（'

text'

1'

[20,400,50,20]）;

%CAsetup

n=100;

%数据初始化

z=zeros（1,n）;

%元胞个数

z=roadstart（z,5）;

%道路状态初始化,路段上随机分布5辆cells=z;

vmax=3;

%最大速度

v=speedstart（cells,vmax）;

%速度初始化

x=1;

%记录速度和车辆位置

memor_cells=zeros（3600,n）;

memor_v=zeros（3600,n）;

imh=imshow（cells）;

%初始化图像白色有车,黑色空元胞

set（imh,'

erasemode'

none'

）

axisequal

axistight

stop=0;

%waitforaquitbuttonpush

run=0;

%waitforadraw

freeze=0;

%waitforafreeze（冻结）

while（stop==0）

if（run==1）

%边界条件处理,搜素首末车,控制进出,使用开口条件a=searchleadcar（cells）;

b=searchlastcar（cells）;

[cells,v]=border_control（cells,a,b,v,vmax）;

i=searchleadcar（cells）;

%搜索首车位置

forj=1:

i

ifi-j+1==n

[z,v]=leadcarupdate（z,v）;