基于MATLAB与元胞自动机的智能交通流仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB构建微观交通流仿真模型，模拟多车道场景中车辆的跟驰行为与换道决策。支持自定义驾驶员特性、车辆参数、发车密度及信号灯策略，通过元胞自动机算法实现高效交通动态分析。

详 情 说 明

基于元胞自动机的智能车辆跟驰换道交通流仿真系统

项目介绍

本项目是一个利用MATLAB构建的微观交通流仿真平台。其核心目标是在多车道环境中，通过元胞自动机模型动态模拟车辆的跟驰行为、换道决策过程以及各类交通控制策略的影响。用户可以灵活定义道路属性、车辆参数、驾驶员特性及控制方案，系统将直观展示交通流的演化，并输出关键性能指标，为交通管理与策略分析提供数据支持。

功能特性

• 多车道仿真环境：支持自定义道路长度、车道数量，构建真实的交通场景。
• 精细化车辆建模：可设定车辆的最大速度、加速度、车长等属性，模拟不同性能的车辆。
• 多样化驾驶员行为：集成反应时间、激进程度（换道倾向）、跟车安全阈值等参数，模拟不同驾驶风格的司机。
• 智能交通控制：可配置交通信号灯的周期、绿信比等参数，分析其对交通流的影响。
• 灵活的换道机制：基于规则和概率控制，模拟车辆的自由换道与强制换道行为。
• 丰富的性能输出：实时生成仿真动画，并提供平均速度、流量、拥堵指数、换道统计、信号灯效能等多维度分析结果与数据导出功能。

使用方法

1. 参数配置：在运行主程序前，根据研究需求，在对应的脚本或函数中修改仿真参数，包括道路规模、车辆特性、驾驶员行为、信号灯配时、发车密度及换道规则等。
2. 运行仿真：在MATLAB命令窗口执行主程序文件以启动仿真。
3. 观察过程：仿真运行时，将动态显示车辆位置、速度及换道行为。
4. 分析结果：仿真结束后，系统会自动计算并展示各项交通性能指标图表，同时可将车辆轨迹等详细数据导出为CSV文件供进一步分析。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2016b 或更高版本

文件说明

主程序文件作为整个仿真系统的控制中枢，承担了核心的调度与执行功能。其主要实现了仿真环境的初始化构建，包括根据用户设定创建元胞空间和定义初始交通流；在每一个仿真时间步长内，循环调用跟驰、换道、信号灯控制等核心逻辑来更新所有车辆的状态与位置；同时，它还负责控制仿真动画的实时渲染与显示，并在仿真结束后进行数据汇总、计算关键性能指标以及生成分析图表和输出数据文件。