一种城市交通路网实时动态多路口路径导航量子搜索方法

摘要

本发明公开了一种城市交通路网实时动态多路口路径导航量子搜索方法，利用道路本身对路线影响产生的偏好值以及车辆运行时相互影响产生的成本值结合形成综合评估指标效用值，利用效用值的大小对路径导航方案的优劣进行评估，并使用量子计算并行计算所有路径导航方案的效用值，使用量子搜索高效搜索出符合要求的路径导航方案。本发明充分考虑了影响道路畅通的各种因素，并将各种因素对交通的影响程度进行量化最终整合得到效用值，使用效用值准确判断路径导航方案的优劣。同时引入了量子计算和量子搜索，使得能实时获取效用值的计算结果，并由此得到合适的路径导航方案，在满足每个司机个人利益的前提下，使得整个城市路网的交通拥堵明显改善。

主权项

一种城市交通路网实时动态多路口路径导航量子搜索方法，将真实路网映射成模型图R(B,E)，其中B表示路口节点集合，B_i(i＝1,2,...,r)表示单个路口节点，r是总路口数，E表示带方向的路段集合；假设该路网中有n辆车，任一辆车w都有当前起始点P_s和目的地终点P_d，则该车的某条可行路径用连续相邻路口节点表示为{P_s,...,P_i,...,P_d}；每辆车均选择一条可行路径，所有车的行驶路径形成一个可行路径集合FPS_n，即一个路径导航方案；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：根据车辆数n、起止点信息及每辆车的可选路径，初始化车辆集{v₁,v₂,...,v_n}及可选路径集其中v_i表示第i辆车，表示第i辆车的所有可选路径中的一条；步骤2：对车辆及其可选路径0,1,...,b_i进行量子编码{|0>,|1>,...,2|^n×h‑1>}，确定量子态可完全表示所有的路径导航方案；其中b_i表示第i辆车的可选路径数，h表示对可选路径编码需要的最少二进制位数；步骤3：根据路况信息确定各影响因素的独立乘法因子α_i，β_j，确定效用值计算函数U(x)；其中每种路径导航方案对应自变量x值；步骤4：制备路径导航方案的等权叠加态|x>，计算每个路径导航方案x对应的效用值|U(x)|，得到效用值函数的等权叠加态|U(x)>；步骤5：确定效用值的经验值k，对效用值函数的等权叠加态|U(x)>进行量子搜索，搜索出满足要求的效用值|U_s>；步骤6：输出满足要求的效用值U_s及对应的路径导航方案，对每辆车进行路径导航。