基于量子游走的城际高速公路交通中自发出口选择建模
物理与社会
2020-03-09 v1 量子代数
量子物理
应用统计
摘要
在城际高速公路交通中，驾驶员经常根据时间、地点和交通状况做出调整驾驶行为的决策，这进一步影响了驾驶员何时何地离开高速公路交通。驾驶员的自发出口选择难以观测，因此充分建模城际高速公路交通是一项挑战。本文提出了一种自发量子交通模型（SQTM），分别利用量子游走（Quantum Walk）和自回归移动平均模型（ARMA）对由自发出口选择引起的随机交通波动以及残差规律性波动进行建模。SQTM将驾驶员的自发出口选择视为一个具有随时间、地点和交通状况变化的动态概率函数的量子随机过程。应用量子游走更新该概率函数，以模拟受自发出口选择影响的驾驶员离开交通的时机与位置。我们利用中国东部宁常高速公路7个出口的小时交通数据对模型进行验证。对于这7个出口，SQTM的判定系数介于0.5至0.85之间。与经典随机游走和ARMA模型相比，判定系数提高了21.28%至104.98%，相对均方误差降低了11.61%至32.92%。我们得出结论：SQTM在考虑不可观测的驾驶员自发决策方面为交通动态建模提供了新潜力。
引用
@article{arxiv.2003.03032,
title = {Modeling Spontaneous Exit Choices in Intercity Expressway Traffic with Quantum Walk},
author = {Zhaoyuan Yu and Xinxin Zhou and Xu Hu and Wen Luo and Linwang Yuan and A-Xing Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03032},
year = {2020}
}