以下是一个简单的元胞自动机模型演示大小两种车辆混行,有双车道可换道的Matlab代码,并可以作出流量-密度,速度-密度图:

clc;
clear;

% 参数设置
L = 100;        % 道路长度
p = 0.3;        % 小车流量
vmax1 = 5;      % 小车最大速度
vmax2 = 10;     % 大车最大速度
p2 = 0.1;       % 大车比例
pc = 0.2;       % 换道概率

% 初始化
N = L + 2;      % 元胞数
road = zeros(2,N);      % 道路矩阵
v = zeros(2,N);         % 车速矩阵
type = zeros(2,N);      % 车辆类型矩阵
for i=2:N-1
    if rand<p
        v(1,i) = randi([1,vmax1]);
        type(1,i) = 1;
    end
    if rand<p2
        v(2,i) = randi([1,vmax2]);
        type(2,i) = 2;
    end
end

% 迭代
T = 1000;       % 时间步数
data1 = zeros(T-1,L);   % 小车流量-密度数据
data2 = zeros(T-1,L);   % 大车流量-密度数据
data3 = zeros(T-1,L);   % 总车流量-密度数据
data4 = zeros(T-1,L);   % 平均速度-密度数据
for t=1:T-1
    % 小车行驶
    for i=2:N-1
        if type(1,i)==1
            % 计算跟车距离
            s = 0;
            while road(1,i+s+1)==0 && s<v(1,i)
                s = s + 1;
            end
            % 加速
            if v(1,i)<vmax1
                v(1,i) = v(1,i) + 1;
            end
            % 减速
            if s<=v(1,i)
                v(1,i) = s - 1;
            end
            % 随机减速
            if rand<0.5 && v(1,i)>0
                v(1,i) = v(1,i) - 1;
            end
            % 移动
            if rand<pc
                % 换道
                if road(2,i)==0 && road(2,i-v(1,i))==0
                    v(1,i) = v(1,i) - 1;
                    road(2,i) = 1;
                    type(2,i) = 1;
                    v(2,i) = v(1,i);
                    type(1,i) = 0;
                    road(1,i) = 0;
                end
            else
                % 不换道
                road(1,i) = 0;
                road(1,i+v(1,i)) = 1;
                type(1,i+v(1,i)) = 1;
                v(1,i+v(1,i)) = v(1,i);
                road(1,i) = 0;
                type(1,i) = 0;
                v(1,i) = 0;
            end
        end
    end
    % 大车行驶
    for i=2:N-1
        if type(2,i)==2
            % 计算跟车距离
            s = 0;
            while road(2,i+s+1)==0 && s<v(2,i)
                s = s + 1;
            end
            % 加速
            if v(2,i)<vmax2
                v(2,i) = v(2,i) + 1;
            end
            % 减速
            if s<=v(2,i)
                v(2,i) = s - 1;
            end
            % 移动
            road(2,i+v(2,i)) = 1;
            type(2,i+v(2,i)) = 2;
            v(2,i+v(2,i)) = v(2,i);
            road(2,i) = 0;
            type(2,i) = 0;
            v(2,i) = 0;
        end
    end
    % 数据统计
    for i=2:N-1
        if road(1,i)==1
            data1(t,i-1) = data1(t,i-1) + 1;
            data3(t,i-1) = data3(t,i-1) + 1;
            data4(t,i-1) = data4(t,i-1) + v(1,i);
        end
        if road(2,i)==1
            data2(t,i-1) = data2(t,i-1) + 1;
            data3(t,i-1) = data3(t,i-1) + 1;
            data4(t,i-1) = data4(t,i-1) + v(2,i);
        end
    end
end

% 绘图
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(sum(data1)/T,'r');
hold on;
plot(sum(data2)/T,'b');
plot(sum(data3)/T,'k');
xlabel('密度');
ylabel('流量');
legend('小车','大车','总车');
subplot(2,1,2);
plot(sum(data4)./sum(data3),'k');
xlabel('密度');
ylabel('平均速度');

这段代码中,我们使用了一个二维矩阵来表示道路,其中第一行表示小车,第二行表示大车;使用了一个二维矩阵来表示车速,其中第一行表示小车速度,第二行表示大车速度;使用了一个二维矩阵来表示车辆类型,其中1表示小车,2表示大车。在迭代过程中,我们先让小车行驶,然后让大车行驶,最后统计数据并绘图。

我们使用了四个数据矩阵来记录不同的数据,分别是小车流量-密度数据(data1)、大车流量-密度数据(data2)、总车流量-密度数据(data3)和平均速度-密度数据(data4)。最后,我们绘制了流量-密度和速度-密度图。

需要注意的是,由于元胞自动机模型的随机性,每次运行结果都会有一定的差异,因此必要时需要多次运行取平均值

请写一个元胞自动机模型演示大小两种车辆混行有双车道可换道的matlab代码并可以作出流量-密度速度-密度图

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