論文の概要: Transit facility allocation: Hybrid quantum-classical optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.12558v1
- Date: Sat, 22 Oct 2022 21:53:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 09:55:07.532745
- Title: Transit facility allocation: Hybrid quantum-classical optimization
- Title（参考訳）: 交通施設割り当て:ハイブリッド量子古典最適化
- Authors: Einar Gabbassov
- Abstract要約: 交通施設の整備は、サービスの質を向上させるための費用対効果の高い方法である。
本稿では、GIS、意思決定分析、量子技術を統合する最適化フレームワークを開発する。
同一のサービスアクセシビリティを維持しながら、施設数を40%削減することで、我々のフレームワークの有効性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: An essential consideration in urban transit facility planning is service
efficiency and accessibility. Previous research has shown that reducing the
number of facilities along a route may increase efficiency but decrease
accessibility. Striking a balance between these two is a critical consideration
in transit planning. Transit facility consolidation is a cost-effective way to
improve the quality of service by strategically determining the desirable
allocation of a limited number of facilities. This paper develops an
optimization framework that integrates Geographical Information systems (GIS),
decision-making analysis, and quantum technologies for addressing the problem
of facility consolidation. Our proposed framework includes a novel mathematical
model that captures non-linear interactions between facilities and surrounding
demand nodes, inter-facility competition, ridership demand and spatial
coverage. The developed model can harness the power of quantum effects such as
superposition and quantum tunnelling and enables transportation planners to
utilize the most recent hardware solutions such as quantum and digital
annealers, coherent Ising Machines and gate-based universal quantum computers.
This study presents a real-world application of the framework to the public
transit facility redundancy problem in the British Columbia Vancouver
metropolitan area. We demonstrate the effectiveness of our framework by
reducing the number of facilities by 40% while maintaining the same service
accessibility. Additionally, we showcase the ability of the proposed
mathematical model to take advantage of quantum annealing and classical
optimization techniques.
- Abstract（参考訳）: 都市交通施設計画における重要な考慮事項は、サービス効率とアクセシビリティである。
従来の研究では、ルートに沿っている施設の数を減らせば効率は向上するが、アクセシビリティは低下することが示された。
これら2つのバランスを取ることは、交通計画において重要な考慮事項である。
交通施設統合は、限られた数の施設の望ましい配分を戦略的に決定することで、サービス品質を改善するための費用対効果の高い方法である。
本稿では,地理情報システム(GIS),意思決定分析,量子技術を統合し,施設統合の課題に対処する最適化フレームワークを開発する。
提案フレームワークは,施設と周辺需要ノード間の非線形相互作用,ファシリティ間競争,乗客需要,空間被覆を捉える数学的モデルを含む。
開発されたモデルは、重ね合わせや量子トンネルのような量子効果のパワーを利用することができ、輸送プランナーは、量子およびデジタルアニール、コヒーレントIsing Machines、ゲートベースの普遍量子コンピュータなどの最新のハードウェアソリューションを利用することができる。
本研究では,この枠組みをブリティッシュコロンビア・バンクーバー都市圏における公共交通機関の冗長性問題に適用する。
同一のサービスアクセシビリティを維持しながら、施設数を40%削減することで、我々のフレームワークの有効性を実証する。
さらに,量子アニーリングや古典的最適化手法を利用した数理モデルの提案について紹介する。
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