【元胞自动机】元胞自动机收费站的交通问题matlab源码

 1 简介

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2 部分代码

\```c
% iterations = 迭代次数即计算次数 100
% B = 收费站的个数 定义的了是12个
% L = 车道数 6
% Arrival = 平均车流量
% plazalength = 收费区长度 101 但是这个是什么意思呢
% Service = 服务率 0.8
% dt = 时间步长
% plaza = 收费区矩阵
% 1 = 有车, 0 =为空, -1 = 禁止, -3 = 收费站
% v = 速度矩阵
% vmax = 最大速度
% time = 时间矩阵
% t_h = 时间因素
% departurescount = 在一次计算中流出的车数
% departurestime = 流出的车经过收费区所花费的时间
% influx = 进车矢量
% outflux = 出车矢量
% timecost = 所有车辆花费的时间
% h = 句柄
clear;clc;
iterations = 100; % 迭代次数即计算次数
B = 12; % 收费站的个数
L = 6; % 车道数
Arrival=4; % 平均车流量

plazalength = 101; % 收费区长度
[plaza, v, time] = create_plaza(B, L, plazalength);%子函数1构建收费区矩阵
h = show_plaza(plaza, NaN, 0.01);%子函数2将收费区矩阵转换为图片（NaN任意值）

Service = 0.8; % 服务率
dt = 0.2; % 时间步长
t_h = 1; % 时间因素
vmax = 5; % 最大速度
influx=[];%不同
outflux=[];%不同
% 1 = 有车, 0 = 为空, -1 = 禁止, -3 = 收费站
% v = 速度矩阵
% time = 时间矩阵
% vmax = 最大速度
Service = 0.8; % 服务率 exp(-Service*dt）
dt = 0.2; %时长
probac = 0.7;% 加速概率
probdc = 1;% 减速的可能性
probrd = 0.3;% 随机减速的可能性
t_h = 1; % 时间因素
[L,W] = size(plaza);% 构建（i，j）位置的距离矩阵
gap = zeros(L,W);
f = find(plaza==1);%找到收费区中有车的位置并记录
for k=f'
[i,j] = ind2sub([L,W], k);%将矩阵中k位置，用[i,j]表示
d = plaza(i+1:end, j);%距离
gap(k) = min( find([d~=0;1]) )-1;%找到k车前方最近（min）的不为零的元胞，测距；find([d~=0;1]查
end
gap(end,:) = 0;%最后一行距离为0

%% 速度更新规则
% 1 加速：间隔大于速度
k = find((gap(f) > v(f)*t_h) & (v(f) + 1 <= vmax) & (rand(size(f)) <= probac));%gap(f)到前面车的距离
v(f(k)) = v(f(k)) + 1;
% 2 排除碰撞
k = find((v(f)*t_h > gap(f)) & (rand(size(f)) <= probdc));
v(f(k)) = gap(f(k))/t_h;
% 3 随机减速
k = find(rand(size(f)) <= probrd);
v(f(k)) = max(v(f(k)) - 1,0);
% 进出收费站
%% 收费亭
function [plaza, v, time, departurescount, departurestime] = clear_boundary(plaza, v, time)
% clear_boundary 最后一行车的移动
% plaza = 收费区矩阵
% 1 = 有车,0=为空,-1 = 禁止, -3 = 收费站
% v = 速度矩阵
% time = 时间矩阵
departurescount = 0;%出口离去车辆数
departurestime = [];%离去车辆时刻
[a,b] = size(plaza);
booth_row = ceil(L/2);%找到收费区的位置
for i = 2:W-1
if (plaza(booth_row,i) ~= 1)%如果该收费站没车
if (plaza(booth_row-1,i) == 1)%如果收费站之前有车
v(booth_row - 1 ,i) = 1;%该车速度为1
end

```

3 运行结果  

4 参考文献

[1]杜忠杰等. "基于排队论模型的收费站拥堵现状仿真研究." 科技创新导报 12(2017).

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5 MATLAB代码与数据下载地址

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