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题名基于量子计算的城市轨道交通网络末班车衔接优化
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作者
袁也
徐皓
王悉
王振明
魏艳
徐辉章
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机构
北京城市轨道交通咨询有限公司
北京交通大学自动化与智能学院
北京玻色量子科技有限公司
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出处
《都市快轨交通》
北大核心
2024年第2期139-145,共7页
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基金
国家自然科学基金(U2368204,62073024)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2022X013)。
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文摘
针对城市轨道交通网络化运营下,各条线路运营时间存在差异性而导致乘客无法成功换乘的问题,本文开展面向城市轨道交通末班车衔接优化问题的研究,选取末班车到发时间为决策变量,以最小化失败换乘乘客数量为目标,构建了混合整数线性规划模型。考虑到线网规模扩大导致模型复杂度高的问题,本文率先将量子计算应用于上述优化模型求解中。首先将原始模型重构为计算规模更小的两阶段问题;进而将第一阶段优化模型转换为可以运行在量子计算机上的二次无约束二值化优化问题(quadratic unconstrained binary optimization,QUBO)模型,并基于相干伊辛机的光量子计算技术完成了算法开发和真机实测。为了验证所提方法的有效性,以北京地铁为例,将量子计算结果与商业求解器进行比较,验证了本文提出模型转换方法和量子计算方法的可行性,为进一步应用量子计算解决轨道交通行业复杂优化问题提供了技术支撑。
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关键词
城市轨道交通
网络化运营
末班车衔接优化
混合整数规划
量子计算
QUBO模型
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Keywords
urban rail transit
network operation
last-train connection optimization
mixed-integer programming,quantum computing,quadratic unconstrained binary optimization model
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分类号
U231
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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