基于MATLAB的交通流动态模拟系统：元胞自动机与跟驰模型集成

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了多车道交通流的动态仿真，结合元胞自动机（NaSch模型）与智能驾驶员模型（IDM），模拟车辆微观行为与跟驰交互。系统支持车辆随机生成与消失机制，并通过可视化实时展示交通密度变化，适用于交通流分析与算法验证。

详 情 说 明

基于元胞自动机与跟驰模型的交通流动态模拟系统

项目介绍

本项目是一个集成了元胞自动机（NaSch模型）与智能驾驶员模型（IDM）的多车道交通流动态模拟系统。系统能够模拟车辆在道路上的微观行为，包括加速、减速、随机慢化、换道以及跟驰等过程，并支持对交通拥堵形成与消散过程的动态观测。通过实时可视化与数据分析，项目可为交通流理论研究、交通管理策略评估提供有效的仿真工具。

功能特性

• 多车道动态仿真：支持自定义车道数量与道路长度，实现车辆随机生成与消失。
• 多模型融合：集成元胞自动机（NaSch）模型模拟车辆自由行驶行为，结合智能驾驶员模型（IDM）实现更真实的车辆跟驰交互。
• 实时可视化：动态展示车辆位置分布、交通状态演变过程。
• 基本图生成：自动绘制并分析交通流量-密度关系图（基本图），揭示宏观交通流规律。
• 关键参数统计：实时计算并输出道路平均流量、空间平均速度、拥堵持续时间等性能指标。
• 数据记录与输出：支持仿真参数配置与结果数据导出，便于后续分析与重现。

使用方法

1. 参数设置：在运行主程序前，可根据需要修改道路参数（车道数、长度）、车辆参数（最大速度、密度）、随机化参数（慢化概率、生成概率）以及仿真参数（时间步长、采样频率）。
2. 运行仿真：执行主程序，系统将开始交通流动态模拟。
3. 观察过程：实时观察车辆运动动画，了解交通拥堵的形成、传播与消散过程。
4. 分析结果：仿真结束后，系统将自动生成基本图、速度时间序列等统计图表，并输出关键指标与数据文件。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB (推荐 R2018b 或更高版本)
• 依赖工具包：基本MATLAB环境即可运行，无需额外工具箱。

文件说明

主程序文件作为整个系统的控制核心，负责初始化仿真环境、集成并调度元胞自动机与跟驰模型的计算过程、管理仿真时间步进循环、实现实时可视化渲染与动态更新、执行数据采样与关键指标统计计算、控制结果图表的生成与数据文件的输出。