Alocando o tráfego ferroviário com QUBO
Qual é a combinação ideal de trem/vias necessária para maximizar o desempenho de uma estação, garantindo ao usuário final um serviço de alta qualidade?

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A gestão da rota dos trens de uma estação é algo complexo, que requer a consideração de uma série de restrições: a topologia da estação, a gestão da chegada simultânea de vários trens, o uso de uma lógica de otimização específica, a rigidez de da rede ferroviária, bem como atrasos e avarias que, muitas vezes, são difíceis de prever. Em particular, lidar com situações inesperadas de maneira inadequada ou prematura pode repercutir em milhares de quilômetros de distância, causando interrupções e dificuldades para os usuários finais.

A complexidade da gestão ferroviária

Otimizando o desempenho da estação
com a Computação Quântica

Na verdade, o planejamento de trens/vias é muitas vezes realizado, através de uma abordagem semi-manual, com o enquadramento do problema em um modelo linear que visa garantir a simplificação em detrimento da eficiência. Neste contexto, no entanto, a Computação Quântica pode ser uma solução válida para aumentar a eficiência do desempenho, graças à sua velocidade de cálculo.

A Reply explorou seu potencial criando um modelo QUBO, um acrônimo para Quadratic Unconstrained Binary Optimization. É um formalismo matemático projetado para descrever problemas de otimização combinatória de variável quadrática e binária e, em seguida, resolvê-los facilmente, através da capacidade quântica.



O teste da Reply em uma estação ferroviária italiana

Partindo do cronograma de uma estação italiana de médio-grande porte, a equipe da Reply gerou um modelo dos fatos usando o algoritmo QUBO, definindo uma série de restrições para ajudar a otimizar o fluxo de tráfego da estação e melhorar a experiência do usuário final.


Os resultados obtidos até agora foram altamente eficazes: a gestão em teste otimizou a utilização das vias disponíveis e aumentou a capacidade das linhas ferroviárias, ao mesmo tempo que reduziu a distância a pé que os passageiros tinham que percorrer para fazer uma conexão na estação, melhorando a experiência do usuário.


Onde a Reply pode
fazer a diferença

A Reply criou um grupo de pesquisa multidisciplinar dedicado à computação quântica, focado em testar o potencial desta tecnologia e desenvolver soluções concretas para empresas e negócios. Mais especificamente, o trabalho realizado pela equipe da Reply foca em algoritmos de otimização quântica, incluindo a criação de estudos de caso concretos e a colaboração com players internacionais. No setor de mobilidade ferroviária, a prática desenvolvida pela Reply demonstrou potencial para gerenciar o Train Platforming Problem (TPP) com sucesso através de uma abordagem automatizada e baseada no quântico.

QUANTUM & ACCELERATED COMPUTING

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