MATLAB单车道交通流仿真：NaSch元胞自动机建模与可视化系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB完整实现了经典NaSch单车道交通流元胞自动机模型，支持车辆密度、最大速度和随机减速概率等关键参数的可配置设置，可直观展示周期性边界条件下的交通流动态演化过程，适用于交通流理论教学和基础研究。

详 情 说 明

单车道交通流仿真——NaSch元胞自动机建模与可视化系统

项目介绍

本项目基于经典的Nagel-Schreckenberg（NaSch）元胞自动机模型，实现了单车道交通流的离散事件仿真系统。系统能够模拟不同参数设置下的车辆运动行为，通过可视化方式展示交通流的时空演化规律，并自动计算宏观交通参数，为交通流理论与复杂系统研究提供实用工具。

功能特性

• 完整模型实现：严格按照NaSch模型四步更新规则（加速、安全减速、随机慢化、位置更新）实现车辆动力学仿真
• 灵活参数配置：支持道路长度、车辆密度、最大速度、随机减速概率等关键参数的可调节设置
• 边界条件模拟：实现周期性边界条件，模拟无限长道路上的交通流行为
• 多维度可视化：实时生成时空演化图、速度分布直方图、流量-密度关系曲线等分析图表
• 智能参数分析：自动计算平均速度、流量、密度等宏观参数，识别交通相变临界点

使用方法

1. 参数设置：在图形界面或配置文件中设置仿真参数，包括道路长度、车辆密度、最大速度、随机减速概率和模拟时长
2. 仿真执行：启动仿真程序，系统将按照设定的时间步长进行离散事件模拟
3. 结果查看：实时观察时空图演化过程，查看速度分布和流量-密度关系分析
4. 数据导出：保存仿真参数配置和数值结果，支持CSV格式数据导出供进一步分析

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：4GB以上
• 磁盘空间：100MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包含了模型参数初始化、车辆状态配置、仿真循环执行、数据实时采集与处理、图形化结果展示以及统计数据分析等完整流程。该文件实现了从用户输入参数到最终可视化输出的全链路处理，确保仿真过程的连贯性与结果输出的完整性。此外，还负责协调各功能模块间的数据交互与时序控制，保障系统运行的稳定性与效率。