基于Payne-Weber模型的MATLAB交通流数值模拟系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB实现Payne-Weber压缩流体模型，通过有限差分法求解偏微分方程，模拟宏观交通流动态。系统可重现交通波传播、拥堵形成等典型现象，为交通分析与优化提供数值实验平台。

详 情 说 明

基于Payne-Weber压缩流体模型的交通流数值模拟系统

项目介绍

本项目实现了一种基于Payne-Weber连续介质模型的交通流数值模拟系统。系统采用有限差分方法求解交通流偏微分方程，模拟车辆在道路上的宏观运动行为。该模型能够准确重现现实交通中的多种复杂现象，包括交通波传播、拥堵形成与消散、瓶颈效应、车流压缩与扩散等动态过程。通过数值模拟与可视化分析，为交通规划和管理提供理论依据和决策支持。

功能特性

• 精确的数值求解：采用有限差分法进行离散化求解，包含稳定性分析和误差控制
• 多参数可配置：支持初始条件、边界条件、模型参数和模拟参数的灵活设置
• 动态可视化：实时展示密度云图、速度等高线图、流量热力图等多维数据
• 综合统计分析：提供拥堵指数计算、平均速度变化分析、通行效率评估等功能
• 交通特征提取：自动识别交通波传播速度、拥堵形成时间、瓶颈临界值等关键指标

使用方法

1. 参数配置：设置初始密度分布、入口流量、道路长度等输入参数
2. 运行模拟：执行数值计算程序，生成时间-空间二维数据矩阵
3. 结果可视化：查看动态演化过程的可视化展示
4. 数据分析：获取统计分析结果和交通特征参数

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括模型参数的初始化、偏微分方程组的数值求解算法、计算稳定性条件的自动校验、模拟结果的实时输出，以及可视化图形的生成功能。该文件整合了有限差分计算模块、边界条件处理逻辑和数据后处理组件，能够完成从参数输入到结果输出的完整仿真链条。