日本工業(yè)巨頭日立集團將列車運行所需人員配置的多日復雜計算過程縮短到幾分鐘。

據(jù)日經(jīng)新聞獲悉，日本工業(yè)巨頭日立集團正在研發(fā)一種利用量子計算技術(shù)來自動優(yōu)化列車運行計劃的系統(tǒng)。

日立測試了該系統(tǒng)并在30分鐘內(nèi)創(chuàng)建了列車時間表，而這個過程通常需要耗費多日時間。

在量子技術(shù)的實際應(yīng)用方面，日本落后于美國和中國。日立在交通領(lǐng)域使用該系統(tǒng)的舉措可能會加速量子技術(shù)在日本的應(yīng)用落地。

日立將使用其研發(fā)的量子計算機（稱為“互補金屬氧化物半導體退火”或CMOS退火）來制定列車運行計劃表。它最初開發(fā)了一個可以在考慮其他約束條件下（例如交叉休息和通宵工作后的休息日），依據(jù)一條火車線路來安排工作人員配置的系統(tǒng)。

通過對一家每天運營 440 趟列車的列車公司進行實際實驗，實驗結(jié)果顯示，日立的量子退火系統(tǒng)能從 1000 萬種組合中計算出最佳人員部署，只需 30 分鐘即可完成任務(wù)。

除了能快速優(yōu)化現(xiàn)有員工的運營計劃外，該系統(tǒng)還可以將往常運營列車所需的人員減少15%。

日立希望最快在 2022 年推出該系統(tǒng)，并瞄準客戶為日本和海外的運輸供應(yīng)商。

長期以來，人們一直認為很難用現(xiàn)有的二進制計算機自動計算運輸中的人員分配。但日立通過應(yīng)用“量子退火技術(shù)”實現(xiàn)了該過程的求解計算，該過程可以對大量變量進行快速計算，并找到最佳組合。

另一方面，日立還在開發(fā)一種優(yōu)化列車分配的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以區(qū)分能夠運行和需要維護的車輛。這最大限度地減少了車隊所需的列車數(shù)量。此外，開發(fā)能降低鐵路維護和檢查路線勞動強度的優(yōu)化方法也是日立計劃的一部分。

該公司還在創(chuàng)建一個能自動生成排班時間表的系統(tǒng)。目前為止，這個過程還依賴于有經(jīng)驗的員工。由于鐵路運營路線經(jīng)常重疊并由多家公司監(jiān)管，這使列車時刻表和人員配備變得越來越復雜，而新冠疫情的流行及其伴隨的鐵路乘客波動也從側(cè)面表明該行業(yè)需要進一步自動優(yōu)化。

目前，美國和中國在量子技術(shù)實際應(yīng)用方面處于全球領(lǐng)先地位。因此，日本企業(yè)為了努力追趕美、中，東芝、NTT 集團和多家公司于 9 月聯(lián)合發(fā)起了量子革命戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Q-STAR），以擴大該技術(shù)的應(yīng)用落地，富士通還期望利用量子技術(shù)來減少太空碎片。

日本的鐵路行業(yè)對運營管理有著大量的科技賦能需求，而這些問題可以通過量子技術(shù)的應(yīng)用來解決。根據(jù)日本矢野研究所的數(shù)據(jù)表明，日本的量子計算市場在 2021 年為 139 億日元（約7.8億元），預計到 2030 年將達到 2940 億日元（約165.6億元）。

編譯：慕一

編輯：王珩