2014相关MATLAB程序（基于NS模型）

家伙_CHJ

主程序：NaSch_3.m程序代码

% 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 thestep 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

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函数：border_control.m程序代码

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;     

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函数：leadcarrupdate.m程序代码

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;

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函数：randslow.m程序代码

function [new_v]=randslow(v)

p=0.3; %慢化概率

rand('state',sum(100*clock)*rand(1));%&para;¨ò&aring;&Euml;&aelig;&raquo;ú&Ouml;&Ouml;×ó

p_rand=rand; %产生随机概率

if p_rand<=p

   v=max(v-1,0);

end

new_v=v;   

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函数：roadstart.m程序代码

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;

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函数：searchfrontcar.m程序代码

function [location_frontcar]=searchfrontcar(current_location,matrix_cells)

i=length(matrix_cells);

if current_location==i

  location_frontcar=0;

else

    forj=current_location+1:i

       if matrix_cells(j)~=0

         location_frontcar=j;

       break;

       else

         location_frontcar=0;

       end

    end

end

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函数：searchlastcar.m程序代码

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

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函数：searchleadcar.m程序代码

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

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函数：speadstart.m程序代码

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

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