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柴铭，教授，研究方向为轨道交通智能控制与优化，电子信箱：chaiming@bjtu.edu.cn |
收稿日期: 2024-07-23
网络出版日期: 2025-04-11
基金资助
国家自然科学基金项目(52372309)
国家自然科学基金项目(52372310)
国家自然科学基金项目(U2468206)
国家自然科学基金项目(U2468208)
国家自然科学基金项目(U2469211)
国家自然科学基金项目(U22A2046)
国家自然科学基金项目(52172322)
国家自然科学基金项目(52272329)
北京市自然科学基金项目(L231001)
中国国家铁路集团科技研发项目(N2023G058)
版权
Research and application of quantum computing in railway transportation control
Received date: 2024-07-23
Online published: 2025-04-11
Copyright
轨道交通运输规划及控制的数学本质为离散约束下的优化问题，具有NP（non-deterministic polynomial）难的高计算复杂度问题。作为未来计算能力跨越式发展的重要探索方向，量子计算有望为解决现有大规模路网中的复杂问题提供潜在解决方案。介绍了量子计算的基础概念及算法，分析了其在轨道交通领域的潜在应用场景，包括行车调度组织优化、列车自动运行控制和列车群组的动态编解。通过实验验证了量子粒子群算法在解决复杂优化问题中的优势，表明量子计算在处理大规模离散约束优化问题时具有显著的计算效率提升。然而，量子计算技术在轨道交通中的应用仍面临量子比特退相干、硬件集成和结果安全性等挑战。总结了量子计算在轨道交通中的应用前景及可能面临的问题，强调了量子计算技术在推动轨道交通智能化发展中的潜力与挑战。
柴铭 , 梁嘉磊 , 吴博 , 张欣怡 , 谢美玲 . 量子计算在轨道交通运输控制中的研究与应用探索[J]. 科技导报, 2025 , 43(5) : 98 -106 . DOI: 10.3981/j.issn.1000-7857.2024.07.00903
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