元胞自动机交通流仿真 微观数据输出

元胞自动机（Cellular Automaton, CA）是一种基于格点的离散模型，常用于交通流仿真。在这种模型中，道路被划分为多个元胞，车辆按照一定的规则在元胞之间移动，从而模拟交通流的行为。微观数据输出通常包括车辆位置、速度、加速度等信息。

下面是一个简单的MATLAB代码示例，用于实现元胞自动机交通流仿真，并输出微观数据：

% 元胞自动机交通流仿真
clear;
clc;

% 初始化参数
numCells = 100; % 道路上的元胞数
numVehicles = 20; % 初始车辆数目
maxSpeed = 5; % 最大车速
p = 0.3; % 随机减速概率

% 初始化车辆状态
positions = zeros(1, numCells); % 车辆位置
speeds = zeros(1, numCells); % 车辆速度

% 随机放置初始车辆
initialPositions = randperm(numCells, numVehicles);
positions(initialPositions) = 1;
speeds(initialPositions) = randi(maxSpeed, 1, numVehicles);

% 进行仿真
numIterations = 100; % 仿真迭代次数
microData = zeros(numIterations, numVehicles, 3); % 用于存储微观数据

for t = 1:numIterations
    % 更新车辆位置和速度
    for i = 1:numCells
        if positions(i) == 1
            % 计算车辆间距
            gap = 0;
            j = i + 1;
            while positions(j) == 0 && j <= numCells
                gap = gap + 1;
                j = j + 1;
            end
            
            % 更新速度
            if speeds(i) < maxSpeed && gap > speeds(i) + 1
                speeds(i) = speeds(i) + 1;
            end
            
            % 随机减速
            if rand < p
                speeds(i) = max(speeds(i) - 1, 0);
            end
            
            % 更新位置
            if i + speeds(i) <= numCells
                positions(i + speeds(i)) = 1;
                speeds(i + speeds(i)) = speeds(i);
            end
            
            positions(i) = 0;
        end
    end
    
    % 存储微观数据
    for v = 1:numVehicles
        microData(t, v, 1) = find(positions == 1, 1, 'first');
        microData(t, v, 2) = speeds(microData(t, v, 1));
        microData(t, v, 3) = (microData(t, v, 1) - 1) * speeds(microData(t, v, 1));
    end
end

% 输出微观数据示例
disp('Microscopic Data (Time, Vehicle, [Position, Speed, Travelled Distance]):');
disp(microData);

在这个示例中，我们使用元胞自动机模拟了交通流的行为，并存储了每辆车辆的位置、速度和已行驶距离等微观数据。你可以根据需要对该示例进行扩展和优化，比如添加车辆之间的相互影响、道路拓扑结构的考虑等。希望这个示例对你有所帮助！