function [ v, d, p ] = multi_driveway_with_crossroad_exit( nl,nc,dt,fp,nt,chance,chance1)
% 在某一特定车流密度下的(车流密度由 fp 决定)双向两车道仿真模型
% nc:车道数目(2),nl:车道长度——输入参数
% v:平均速度,p:车流密度——输出参数
% dt:仿真步长时间,nt:仿真步长数目——输入参数
% fp:车道入口处新进入车辆的概率向量(2,3,5 车道)——输入参数
% chance:交叉口处车辆行为的概率向量(5 车道右转,3车道右转)——输入参数
%构造元胞矩阵
B=ones(nc+1+nl/2,nl+3);
%不可行车道
B(nc/2+1,[1:nl/2 nl/2+4:nl+3])=1.2;
B(nc+2:nc+1+nl/2,[1:nl/2 nl/2+4:nl+3])=1.2;
%初始化仿真元胞状态(1 为无车,0 为有车)
bb1=B([1:nc/2 nc/2+2:nc+1],:);bb2=B(:,nl/2+3);bb3=B(:,nl/2+1);
bb1(bb1~=0)=1;
bb2(bb2~=0)=1;
bb3(bb3~=0)=1;
B([1:nc/2 nc/2+2:nc+1],:)=bb1;B(:,nl/2+3)=bb2;B(:,nl/2+1)=bb3;B(1:nc+1,nl/2+1:nl/2+3)=1;
B(1:nc/2,end)=0;B(nc/2+2:nc+1,1)=0;B(end,nl/2+3)=0;
%显示初始交通流图
figure();
H=imshow(B,[]);
set(gcf,'position',[241 132 560 420]) ;%241 132 560 420
set(gcf,'doublebuffer','on'); %241
title('cellular-automation to traffic modeling','color','b');
%初始化化存储元胞上车辆状态的矩阵
S(1:nc*2+2,nl/2-2) = 0;
Q(1:nc*2+2,1:2) = 0;
C=zeros(nc+1,3);
%初始化换道频率、平均速度、车流密度相关变量
ad = 0;
av(1:nt) = 0;
ap(1:nt) = 0;
s = 1;flag= 0;flag1=0;%flag、flag1 用于标示小区出口的车是否为左转车辆
flag2=0;
for n = 1:nt
%六个路段的长度。
A=[
B(1:nc/2,nl/2 :-1:1);
B(nc/2+2:nc+1,1:nl/2);
B(1:nc/2,nl+3:-1:nl/2+4);
B(nc/2+2:nc+1,nl/2+4:nl+3);
B(nc+1+nl/2:-1:nc+2,nl/2+3)';
B(nc+2:1:nc+1+nl/2,nl/2+1)'
];
%
c=B(1:nc+1,nl/2+1:nl/2+3);
%确定前 n-2 个车辆的状态
S(:,:) = 0;
S(A(:,1:end-2)==0&A(:,2:end-1)==1&A(:,3:end)==1)=2;%快速行驶的车
S(A(:,1:end-2)==0&A(:,2:end-1)==0)=3;%停车的车
S(A(:,1:end-2)==0&A(:,2:end-1)==1&A(:,3:end)==0)=1;%慢速行驶的车
%确定最后 2 两个元胞的状态
Q(:,:)= 0;
Q(A(:,end-1)==0&A(:,end)==0) = 3;
Q(A(:,end-1)==0&A(:,end)==1) = 1;
if c(3,1)==0
if rand<chance1
flag2=1;
c(3,1)=1;
end
end
if A(1,end)==0
Q(1,end)=1;
end
if A(4,end)==0
Q(4,end)=1;
end
if A(6,end)==0
Q(6,end)=1;
end
if rem(floor(n/50),2)==0 %此时左右向为绿灯
if A(2,end)==0
if c(nc/2+2:nc+1,1)==0
Q(2,end)=3;
else
Q(2,end)=1;
end
end
if A(3,end)==0
if c(1,3)==0
Q(3,end)=3;
else
Q(3,end)=1;
end
end
%按照既定规则行驶(5 车道右转)
if A(5,end)==0
if flag==0
if rand<chance %路口车右转
if c(nc/2+2:nc+1,:)==1
Q(5,end)=1;
else
Q(5,end)=3;
end
end
else %第一辆车为左转车,需要等待
end
end
if c(1,2)==0
if c(1,1)==1%3道口左转的思路:规避。
C(1,2)=1;
else
C(1,2)=3;
end
if c(2,1)==0
C(1,2)=3;
end
end
if c(1,3)==0
if c(1,2)==1
C(1,3)=1;
else
C(1,3)=3;
end
end
if c(3,1)==0
if c(3,2)==1
C(3,1)=1;
else
C(3,1)=3;
end
end
if c(3,2)==0
if c(3,3)==1
C(3,2)=1;
else
C(3,2)=3;
end
end
if rem(n,20)==0&&c(3,2)==0%小区出来的车还遗留在路口,特殊处理先行
if c(2,1)==1
C(3,2)=5; %特殊的等待状态(小区出来的车)
else
C(3,2)=3;
end
end
if c(2,1)==0
if A(1:nc/2,1)==0
C(2,1)=3;
else
C(2,1)=1;
end
end
if c(1,1)==0
if A(1,1)==0
C(1,1) = 3;
else
C(1,1) = 1;
end
end
if c(3,3)==0
if A(nc*3/2+1:2*nc,1)==0
C(3,3) = 3;
else
C(3,3) = 1;
end
end
else %此时小区出入向为绿灯
Q(2,end)=3;Q(3,end)=3;
if c(3,2)==0
if flag1==1
if c(2,1)==1
C(3,2)=5;flag1=0;
else
C(3,2)=3;
end
else
if c(3,3)==1
C(3,2)=1;
else
C(3,2)=3;
end
end
end
if c(2,1)==0
if A(1:nc/2,1)==1&&c(1,1)==1
C(2,1)=1;
else
C(2,1)=3;
end
end
if A(5,end)==0
if flag==0
if rand<chance
if c(nc/2+2:nc+1,:)==1
Q(5,end)=1;
else
Q(5,end)=3;
end
else
if c(nc/2+2:nc+1,1)==1&&c(nc/2+2:nc+1,2)==1
Q(5,end)=5;flag=0;flag1=1; %小区的左转前进,用以区分右转车辆
else
Q(5,end)=3;flag=1;
end
end
else
if c(nc/2+2:nc+1,1)==1&&c(nc/2+2:nc+1,2)==1
Q(5,end)=5;flag=0;flag1=1; %小区的左转前进,用以区分右转车辆
else
Q(5,end)=3;flag=1;
end
end
end
if c(1,2)==0
if c(1,1)==1
C(1,2)=1;
else
C(1,2)=3;
end
end
if c(1,3)==0
if c(1,2)==1
C(1,3)=1;
else
C(1,3)=3;
end
end
if c(3,1)==0
if c(3,2)==1
C(3,1)=1;
else
C(3,1)=3;
end
end
if c(1,1)==0
if A(1:nc/2,1)==0
C(1,1) = 3;
else
C(1,1) = 1;
end
end
if c(3,3)==0
if A(nc*3/2+1:2*nc,1)==0
C(3,3) = 3;
else
C(3,3) = 1;
end
end
end
%获得所有元胞上车辆的状态
Acc = [ S Q ];
%根据当前状态改变元胞位置
%路口附近的车辆的行驶控制
if C(3,2)==5
c(2,1)=0;
c(3,2)=1;
flag=0;
C(3,2)=0;
elseif C(3,2)==1
c(3,3)=0;
c(3,2)=1;
C(3,2)=0;
end
if C(2,1)==1
A(1,1)=0;
c(2,1)=1;
C(2,1)=0;
end
if Acc(3,end)==1
c(1,3)=0;
A(3,end)=1;
Acc(3,end)=0;
end
if Acc(2,end)==1
c(3,1)=0;
A(2,end)=1;
Acc(2,end)=0;
end
if C(3,1)==1
c(3,2)=0;
c(3,1)=1;
C(3,1)=0;
end
if C(1,3)==1
c(1,2)=0;
c(1,3)=1;
C(1,3)=0;
end
if C(1,2)==1
c(1,1)=0;
c(1,2)=1;
C(1,2)=0;
end
if C(1,1)==1
A(1,1)=0;
c(1,1)=1;
C(1,1)=0;
end
if C(3,3)==1
A(4,1)=0;
c(3,3)=1;
C(3,3)=0;
end
%慢速运行车辆向前走 1 格
A( Acc(:,1:end)==1 )=1;
A( [ zeros(nc*3,1) Acc(:,1:end-1)]==1 ) = 0;
%高速运行车辆向前走 2 格
A( Acc(:,1:end)==2) = 1;
A( [ zeros(nc*3,2) Acc(:,1:end-2)]==2) = 0;
if Acc(1,1)==1||Acc(1,1)==2
A(1,1)=1;
end
if Acc(4,1)==1||Acc(4,1)==2
A(4,1)=1;
end
if Acc(5,end)==5
c(3,2)=0;flag=0;
A(5,end)=1;
elseif Acc(5,end)==1
c(3,3)=0;
A(5,end)=1;
end
if Acc(3,end)==1
c(1,3)=0;
A(3,end)=1;
end
if Acc(2,end)==1
c(3,1)=0;
A(2,end)=1;
end
if Acc(4,1)==1||Acc(4,1)==2
A(4,1)=1;
end
if Acc(1,1)==1||Acc(1,1)==2
A(1,1)=1;
end
%计算平均速度、换道频率、车流密度等参数
%获得运行中的车辆数目 N
matN = A<1;
N = sum(sum(matN));
%获得运行中的车辆速度之和 V
E = S((S==1)|(S==2));
V = sum(E);
%计算此时刻的车流密度并保存
ap(n) = N/( (nc*3)*(nl/2)+9 );
%计算此时刻的平均速率并保存
if(N~=0&&n>nl/2)
av(s) = V/N;
s = s+1;
end
%在车道入口处随机引入新的车辆
A([2;3;5],1)=(round(fp.*rand(3,1))&A([2;3;5],1));
A(A~=0)=1;
if flag2==1
A(6,1)=0;
flag2=0;
end
%将新的车辆加入元胞矩阵中
B(1,1:nl/2)=A(1:nc/2,end:-1:1);
B(3,1:nl/2)=A(nc/2+1:nc,:);
B(1,nl/2+4:nl+3)=A(nc+1:nc*3/2,end:-1:1);
B(3,nl/2+4:nl+3)=A(nc*3/2+1:2*nc,:);
B(nc+2:nc+1+nl/2,nl/2+3)=A(2*nc+1,end:-1:1)';
B(nc+2:nc+1+nl/2,nl/2+1)=A(3*nc,:)';
B(1:3,nl/2+1:nl/2+3)=c(:,:);
%显示交通流图
set(H,'CData',B);
%计算这个时间段每个时间点的指标(速度与车流量)。
d = ad;
p = mean(ap);
v = sum(av)/s;
disp([v,p])
%仿真步长
pause(dt);
end
end
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