一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法技术

本发明专利技术公开了一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法，包括如下步骤：(1)基于量子随机游走构建模态生成器；(2)多模态制备；(3)模态筛选；(4)构建模态与交通流量间的映射机制。本发明专利技术认为高速交通流是由多个结构各异的交通流模态混叠耦合形成的复杂地理时空过程，尝试从多尺度分析的视角实现交通流的建模模拟；在高速公路路网拓扑结构的基础框架下，利用量子随机游走生成高速交通流中所有可能的交通流模态；并在实际交通流时间序列的约束下，基于特定的筛选规则实现模态的筛选，并探索交通流模态与交通流量间的转化耦合机制，实现了对高速交通流的建模模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法
本专利技术涉及城市规划、交通地理
，尤其是一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法。
技术介绍
交通流量是众多交通应用的一个重要指标，通常通过位于(高速)公路进/出站点的传感器采集获得。交通流量在识别道路拥堵程度、交通分流以及交通事故后处理等方面提供了关键信息，对交通管理、流量预测和调控等领域发挥着不可或缺的作用。然而，交通流系统是一个开放系统，不同驾驶员具有不同的驾驶模式，驾驶员的异质性使交通流的复杂程度剧增，为交通流建模模拟带来了极大挑战。当前的交通流建模模型大致可归纳为两类：确定性模型和随机性模型。确定性模型的输出结果完全决定于模型参数及初始化条件，因此可对交通流进行准确建模。可进一步将其分为三类：宏观模型、微观模型以及智能体模型。宏观模型通常使用内生或外生变量来反映交通流的平均振荡，忽略了驾驶员的异质性，不适用于高速交通流建模。微观模型将个体抽象为粒子，通过改变粒子之间的吸引力来近似描述交通流振荡，但无法表征交通流振荡的随机性；智能体模型通过预定义演化规则来模拟交通流中个体的异质性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)基于量子随机游走构建模态生成器；/n(2)多模态制备；/n(3)模态筛选；/n(4)构建模态与交通流量间的映射机制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于量子随机游走的交通流模态拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)基于量子随机游走构建模态生成器；
(2)多模态制备；
(3)模态筛选；
(4)构建模态与交通流量间的映射机制。


2.如权利要求1所述的基于量子随机游走的交通流模态拟合方法，其特征在于，步骤(1)中，基于量子随机游走构建模态生成器具体为：基于量子随机游走的基本假设，在具有n个站点的一维交通流中，将驾驶员所有可能的选择定义为量子随机游走的基态，记为|v>＝{|1>,|2>,…,|n>}；由于驾驶员最终只能选择一个站点驶离高速交通流，因此将基态表示为如下向量形式：



为了让驾驶员能够动态调整出现在不同站点的概率，首先定义一个由基态构成的希尔伯特空间H，使得由基态的线性组合而成的叠加态同样处于该空间中；因此，量子随机游走的状态被定义为所有基态的线性叠加：



其中|aj(k)|∈[0,1]，表示驾驶员在给定时间处于状态|j>的概率幅；根据随机性假设，基于酉变换，将状态向量随时间的演化表示如下：



如式(3)所示，状态向量的动态演变取决于邻接矩阵A，从离散点的视角将其转化为矩阵，并通过矩阵运算有效求解状态向量，构建了基于量子随...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增杰，俞肇元，滕玉浩，周鑫鑫，袁林旺，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32