日本工业巨头日立集团：利用量子技术优化列车运行计划成效显著

日本工业巨头日立集团将列车运行所需人员配置的多日复杂计算过程缩短到几分钟。

日立将利用量子计算技术自动优化列车运行计划。（图片来源：网络）

据日经新闻获悉，日本工业巨头日立集团正在研发一种利用量子计算技术来自动优化列车运行计划的系统。

日立测试了该系统并在30分钟内创建了列车时间表，而这个过程通常需要耗费多日时间。

在量子技术的实际应用方面，日本落后于美国和中国。日立在交通领域使用该系统的举措可能会加速量子技术在日本的应用落地。

日立将使用其研发的量子计算机（称为“互补金属氧化物半导体退火”或CMOS退火）来制定列车运行计划表。它最初开发了一个可以在考虑其他约束条件下（例如交叉休息和通宵工作后的休息日），依据一条火车线路来安排工作人员配置的系统。

通过对一家每天运营 440 趟列车的列车公司进行实际实验，实验结果显示，日立的量子退火系统能从 1000 万种组合中计算出最佳人员部署，只需 30 分钟即可完成任务。

目前铁路公司主要依靠员工的专业知识来规划运营。（图片来源：网络）

除了能快速优化现有员工的运营计划外，该系统还可以将往常运营列车所需的人员减少15%。

日立希望最快在 2022 年推出该系统，并瞄准客户为日本和海外的运输供应商。

长期以来，人们一直认为很难用现有的二进制计算机自动计算运输中的人员分配。但日立通过应用“量子退火技术”实现了该过程的求解计算，该过程可以对大量变量进行快速计算，并找到最佳组合。

另一方面，日立还在开发一种优化列车分配的系统，该系统可以区分能够运行和需要维护的车辆。这最大限度地减少了车队所需的列车数量。此外，开发能降低铁路维护和检查路线劳动强度的优化方法也是日立计划的一部分。

该公司还在创建一个能自动生成排班时间表的系统。目前为止，这个过程还依赖于有经验的员工。由于铁路运营路线经常重叠并由多家公司监管，这使列车时刻表和人员配备变得越来越复杂，而新冠疫情的流行及其伴随的铁路乘客波动也从侧面表明该行业需要进一步自动优化。

目前，美国和中国在量子技术实际应用方面处于全球领先地位。因此，日本企业为了努力追赶美、中，东芝、NTT 集团和多家公司于 9 月联合发起了量子革命战略产业联盟（Q-STAR），以扩大该技术的应用落地，富士通还期望利用量子技术来减少太空碎片。

日本的铁路行业对运营管理有着大量的科技赋能需求，而这些问题可以通过量子技术的应用来解决。根据日本矢野研究所的数据表明，日本的量子计算市场在 2021 年为 139 亿日元（约7.8亿元），预计到 2030 年将达到 2940 亿日元（约165.6亿元）。

编译：慕一

​编辑：王珩