【元胞自动机】基于保守策略元胞自动机三车道（开放辅路，软件园影响）交通流模型含Matlab源码-CFANZ编程社区

1 简介

元胞自动机模拟三车道干路中间有大企业两边有一一车道辅路高峰时段。

元胞自动机（CA）是一种用来仿真局部规则和局部联系的方法。典型的元

胞自动机是定义在网格上的，每一个点上的网格代表一个元胞与一种有限的状

态。变化规则适用于每一个元胞并且同时进行。

我们可以理解元胞自动机仿真需要理解三点。一是元胞，在matlab中可以理解为矩阵中的一点或多点组成的方形块，一般我们用矩阵中的一点代表一个元胞。二是变化规则，元胞的变化规则决定元胞下一刻的状态。三是元胞的状态，元胞的状态是自定义的，通常是对立的状态，比如生物的存活状态或死亡状态，红灯或绿灯，该点有障碍物或者没有障碍物等等。

2 部分代码

function main
%   元胞自动机模拟三车道干路中间有大企业两边有一一车道辅路高峰时段
%   %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%       Sidex1        Sidex2
%         +---------------+     Sidey = 2
%         |               |
%         |               |
%   ======+===============+==== Mainy 
%   %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%   T               总模拟实际时间
%   Arrival         总车流量
%   Mainlength      干道长
%   Mainy           干道纵坐标
%   Mainwide        干道宽
%   Sidewide        辅路宽
%   Sidex1 Sidex2   辅路横坐标
%   Sidey           辅路纵坐标
%   Sidelengthh     辅路南北长
%   Sidelengthw     辅路东西长
%   MP              map矩阵
%              1 空 2 车 3 边界 
%   lightmp         红绿灯
%   lighttime       红绿灯间隔
%   v               车速度矩阵
%   vmainmax        干道最高速 
%   vsidemax        辅路最高速
%   time            车花费时间矩阵
%   dt              单位时间
%   tt              图像刷新时间
%   h               handle
%   sumtime         车总时间
%   alltime         车总花费时间
%   changepro       右侧车道进入铺路概率
clear;clc
T = 3000; 
Mainlength = 200; Mainwide = 3; vmainmax = 6;
%Sidelengthh = 25; Sidelengthw = 100; Sidewide = 1; 
vsidemax = 4;
Sidex1 = 30; Sidex2 = 150; Sidey = 2; Mainy = 26;
[mp, v, time,lightmp] = init_mp(Sidex1,Sidex2,Sidey,Mainy,Mainlength,Mainwide);
h = print_mp(mp, NaN, 0.1);
dt = 1.2; tt=0.1;
sumtime = 0; sumpassed =0;
lighttime = 20;
changepro = 1;
alltime=0;
%mp(25,comy)=2;
cy2=130;
mp(25,cy2)=2;
for i = 1:T
    sumtime=sumtime+dt;
%   刷车
    if(rem(i,2)&(mp(27,8)~=2||v(27,8)~=0))[mp, v] = new_cars(dt,mp,v,vmainmax); end;
%   软件园
    if(rem(i,2))mp(24,cy2)=1;else mp(24,cy2)=2;end;
    mp(26,cy2)=2;v(26,cy2)=0;
%   变道 chos_road2 激进 chos_road 保守
    [mp, v, time] = chos_road(mp,v,time);
%   变速
    [mp, v, time] = change_speed(mp,v,time,vmainmax);
    flag = (mp(Mainy,Sidex2)==0)
%   辅道    
    if(flag) 
        [mp, v, time] = fulu(mp,v,time,vsidemax,Sidex1,Sidex2,Sidey,changepro);
    end;
%   位移&消车
    [alltime, mp, v, time , sumpassed ] = move(alltime,sumpassed,mp,v,time,dt);
%   辅道 
    if(~flag)
        [mp, v, time] = fulu(mp,v,time,vsidemax,Sidex1,Sidex2,Sidey,changepro);
    end;
%   输出
    h = print_mp(mp,h,tt);
    xlabel({strcat(strcat('time = ',num2str(sumtime,'%.1f')),'s'),
            strcat('total number of vehicles =',num2str(sumpassed)),
            strcat('average passing time =',num2str(alltime/sumpassed,'%.4f'))
            ,'开放辅路，软件园影响，保守策略'});
end