1.一种顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)构建高速路出入口网络结构;
(2)利用复数表示车辆流向流量叠加态;
(3)构建模型及参数设置;
(4)量子随机游走模拟;
(5)模型校验与时空匹配;
(6)量子随机游走与真实流量数据拟合对比。
2.如权利要求1所述的顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,步骤(1)中,构建高速路出入口网络结构具体为:根据需要模拟的高速路网数据中提取路网和站点之间连接关系,建立一个无权无向无回路的网络图G=(V,E()),其中V表示G的顶点集合,E表示G的边集合,并计算网络图的邻接矩阵及其特征值、特征向量和特征投影。
3.如权利要求1所述的顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,步骤(2)中,利用复数表示车辆流向流量叠加态具体为:使用量子模型使每辆车处于从每个出口同时出去的叠加态,利用动态概率表征解释这种叠加态,并根据游走时间和网络图的特征值,计算与现实情况间的映射参数,在此基础上,结合特征投影,得到各顶点的概率幅矩阵,即波函数。
4.如权利要求1所述的顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,步骤(3)中,构建模型及参数设置具体为:假定游走者在初始时刻处于状态|v>,在量子力学中,任意时刻t,游走者在G上的连续量子游走状态是所有基态的一个线性叠加态,即其中,v为顶点,V为G的顶点集合,αv(t)是对应基态|v>在t时刻的概率幅,且|αv(t)|∈[0,1],随机游走者在时刻t处于基态|v>的概率 其中 是αv(t)的复共轭,在任意时刻t,满足
由下公式可得经过时间t,游走者所处的状态为:
其中,e-iAt为邻接矩阵A的计算算子;
经过时间t后,游走者从顶点v游走到顶点u的概率pvu(t)为:
5.如权利要求1所述的顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,步骤(4)中,量子随机游走模拟具体为:基于量子随机游走模型开展模拟实验,同实际的高速公路通行人口流向流量数据进行对比,不断优化游走者初始状态和游走时间。
6.如权利要求1所述的顾及目的地选择的高速通行流量分布模拟量子计算方法,其特征在于,步骤(5)中,模型校验与时空匹配具体为:使用穷举搜索机制,以一定的间隔Δt改变参数t,并找到最佳的模型参数,当达到某个参数t时,观测和模拟数据具有最高的相似性/最低的相异性,并且在不同的时间尺度上都有明显的能量共振,将此参数视为此类交通系统的最佳参数。