% 单车道 最大速度3个元胞 开口边界条件 加速 减速 随机慢化
clf
clear all
%build the GUI
%define the plot button
plotbutton=uicontrol('style','pushbutton',...
'string','Run', ...
'fontsize',12, ...
'position',[100,400,50,20], ...
'callback', 'run=1;');
%define the stop button
erasebutton=uicontrol('style','pushbutton',...
'string','Stop', ...
'fontsize',12, ...
'position',[200,400,50,20], ...
'callback','freeze=1;');
%define the Quit button
quitbutton=uicontrol('style','pushbutton',...
'string','Quit', ...
'fontsize',12, ...
'position',[300,400,50,20], ...
'callback','stop=1;close;');
number = uicontrol('style','text', ...
'string','1', ...
'fontsize',12, ...
'position',[20,400,50,20]);
%CA setup
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')
axis equal
axis tight
stop=0; %wait for a quit button push
run=0; %wait for a draw
freeze=0; %wait for a freeze（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
for j=1:i
if i-j+1==n
[z,v]=leadcarupdate(z,v);
continue;
else
%======================================加速、减速、随机慢化
if cells(i-j+1)==0; %判断当前位置是否非空
continue;
else v(i-j+1)=min(v(i-j+1)+1,vmax); %加速
%=================================减速
k=searchfrontcar((i-j+1),cells); %搜素前方首个非空元胞位置
if k==0; %确定于前车之间的元胞数
d=n-(i-j+1);
else d=k-(i-j+1)-1;
end
v(i-j+1)=min(v(i-j+1),d);
%==============================%减速
%随机慢化
v(i-j+1)=randslow(v(i-j+1));
new_v=v(i-j+1);
%======================================加速、减速、随机慢化
%更新车辆位置
z(i-j+1)=0;
z(i-j+1+new_v)=1;
%更新速度
v(i-j+1)=0;
v(i-j+1+new_v)=new_v;
end
end
end
cells=z;
memor_cells(x,:)=cells; %记录速度和车辆位置
memor_v(x,:)=v;
x=x+1;
set(imh,'cdata',cells) %更新图像
%update the step number diaplay
pause(0.2);
stepnumber = 1 + str2num(get(number,'string'));
set(number,'string',num2str(stepnumber))
end
if (freeze==1)
run = 0;
freeze = 0;
end
drawnow
end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
Function[new_matrix_cells,new_v]=border_control(matrix_cells,a,b,v,vmax)
%边界条件，开口边界，控制车辆出入
%出口边界，若头车在道路边界，则以一定该路0.9离去
n=length(matrix_cells);
if a==n
rand('state',sum(100*clock)*rand(1));%¶¨ÒåËæ»úÖÖ×Ó
p_1=rand(1); %产生随机概率
if p_1<=1 %如果随机概率小于0.9，则车辆离开路段，否则不离口
matrix_cells(n)=0;
v(n)=0;
end
end
%入口边界，泊松分布到达，1s内平均到达车辆数为q，t为1s
if b>vmax
t=1;
q=0.25;
x=1;
p=(q*t)^x*exp(-q*t)/prod(x); %1s内有1辆车到达的概率
rand('state',sum(100*clock)*rand(1));
p_2=rand(1);
if p_2<=p
m=min(b-vmax,vmax);
matrix_cells(m)=1;
v(m)=m;
end
end
new_matrix_cells=matrix_cells;
new_v=v;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [new_matrix_cells,new_v]=leadcarupdate(matrix_cells,v)
%第一辆车更新规则
n=length(matrix_cells);
if v(n)~=0
matrix_cells(n)=0;
v(n)=0;
end
new_matrix_cells=matrix_cells;
new_v=v;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [new_v]=randslow(v)
p=0.3; %慢化概率
rand('state',sum(100*clock)*rand(1));%¶¨ÒåËæ»úÖÖ×Ó
p_rand=rand; %产生随机概率
if p_rand<=p
v=max(v-1,0);
end
new_v=v;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [matrix_cells_start]=roadstart(matrix_cells,n)
%道路上的车辆初始化状态，元胞矩阵随机为0或1，matrix_cells初始矩阵，n初始车辆数
k=length(matrix_cells);
z=round(k*rand(1,n));
for i=1:n
j=z(i);
if j==0
matrix_cells(j)=0;
else
matrix_cells(j)=1;
end
end
matrix_cells_start=matrix_cells;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [location_frontcar]=searchfrontcar(current_location,matrix_cells)
i=length(matrix_cells);
if current_location==i
location_frontcar=0;
else
for j=current_location+1:i
if matrix_cells(j)~=0
location_frontcar=j;
break;
else
location_frontcar=0;
end
end
end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [location_lastcar]=searchlastcar(matrix_cells)
%搜索尾车位置
for i=1:length(matrix_cells)
if matrix_cells(i)~=0
location_lastcar=i;
break;
else %如果路上无车，则空元胞数设定为道路长度
location_lastcar=length(matrix_cells);
end
end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [location_leadcar]=searchleadcar(matrix_cells)
i=length(matrix_cells);
for j=1:i
if matrix_cells(i-j+1)~=0
location_leadcar=i-j+1;
break;
else
location_leadcar=0;
end
end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
function [v_matixcells]=speedstart(matrix_cells,vmax)
%道路初始状态车辆速度初始化
v_matixcells=zeros(1,length(matrix_cells));
for i=1:length(matrix_cells)
if matrix_cells(i)~=0
v_matixcells(i)=round(vmax*rand(1));
end
end
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/90765dc84693daef5ff73d12.html
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