铁路乘务员的任务过去需要经验丰富的工人花费几个月的时间才能完成,现在已经减少到大约一周的时间。而且,使用的是“伪量子”技术,在室温下运行,不需要冷却设备。尽管它看起来华而不实、很先进,但它实际上回答了一个非常简单而紧迫的问题:如何继承老兵心中的脚步。
南海电铁和日立公司于 2026 年 7 月 14 日宣布,他们将开始构建一个系统,使用日立专有的伪量子计算机技术 CMOS 退火自动创建和评估铁路乘务员和车辆操作计划。
2025财年在南海线进行的有效性测试证实,乘务员运行计划工作可以从之前的几个月缩短到一周左右,车辆运行计划工作可以从大约20天缩短到几天。两家公司的目标是将目标线路区域扩大到包括南海线、机场线、高野线和仙北线,并在从2027年开始修改时刻表开始重新审查业务流程的前提下进行建设,目标是在2027年开始运营。今后,日立将扩大其应用范围,作为支持下一代解决方案组“HMAX by Hitachi”的技术。
从:
南海电铁开始构建乘务员运行计划和车辆运行计划自动生成系统(南海电铁/日立)
【编辑部评论】
铁路时刻表只能以我们日常看到的“时刻表”的形式来谈论。然而,在幕后,却有一个很少向公众曝光的手艺,谁来决定谁乘坐每趟列车,以及每趟列车分配哪些车厢。这次的消息是,一台伪量子计算机已经进入了这个看不见的领域。
我首先想了解的是“伪量子”一词的含义。日立的CMOS退火可以被认为与使用所谓量子比特的量子计算机不同。其真正本质是在半导体(CMOS)上模拟描述磁性材料行为的伊辛模型,以有效解决组合优化问题。日立自 2015 年以来一直在开发这项技术,并将其应用于优化工作轮班和保险组合。换句话说,准确地说,这一次,我们不是推出了一项全新的技术,而是将一个经过验证的优化引擎带入了“铁路乘务员和车辆操作”的新领域。
为什么做这个生意?这就是我现在报道的意义。船员作业规划是一个典型的“组合优化问题”,需要同时满足工作时间、休息时间、吃饭睡眠、上下班通勤、住宿地点等无数约束条件。这些类型的问题有很多限制,而且候选正确答案的数量也非常多,而这正是退火技术擅长的领域。
背后的另一个因素是劳动力短缺,正在悄然将铁路行业推向绝境。根据国土交通省的调查显示,140家地方铁路运营商中,有68家(约49%)面临司机短缺的问题。2024年7月,驾驶执照考试资格从20岁以上降低到18岁以上。同年3月,内阁决定将铁路纳入指定技能体系涵盖的领域,并从2024年9月起,同年,建立了铁路领域外籍人员接收制度。随着负责人数量的减少,规划变得依赖于特定的退伍军人,这正在成为业务连续性本身的风险。编辑部认为,这个问题的真实背景是,制定一个计划需要几个月的时间,并且有熟练工人的体力劳动支持。
尽管经常被忽视,但该系统的价值不仅仅是更快。正如新闻稿中提到的,能够快速验证虚拟时间表所需的船员数量的优点是相反,它作为未来设计的模拟器具有重要意义。据认为。南海电铁即将扩大单人运营,计划于2031年春季开通的浪速筋线(暂定名)的交通计划,这条新线将创建新的南海新难波站,连接南海线与大阪站,改善新大阪的交通,并制定发生灾害时的BCP时间表。在实际搬动人们之前,你可以尝试一个纸面上尚不存在的操作系统。这件事的意义不小。就“测试未来的工具”而言,它的范围超出了简单的省力工具。
另一方面,也有一些事情需要保持冷静。这次只是处于“开工”阶段,运营目标是2027年底。需要注意的是,有效性验证中显示的数字,例如“几个月→约1周”和“约20天→几天”,是在2025年在南海线单一地点得到确认的。此外,退火是一种从大范围内快速寻找良好解决方案的技术。候选数,但并不能保证在每种情况下都有一个最佳解决方案。这就是为什么这个系统的设计目的并不是让人们只接受表面上自动创建的计划。自动可视化约束充分程度、约束时间等,规划者比较多个方案后做出最终决策。支持而不是取代人们判断的立场已经成为了。我相信这是一个值得称赞的设计理念。
从长远来看,这一举措是日立更大战略的一部分。 2026年1月的CES 2026上,日立宣布了下一代解决方案组“HMAX by Hitachi”的扩展版本,将其预先开发的HMAX Mobility扩展到铁路以外的社会基础设施领域。这个想法是利用现场数据和多种先进的人工智能技术,包括物理人工智能,来解决铁路、能源和制造等领域的挑战。根据日立在发布时引用的一项研究,预计到2030年,人工智能机器人市场将达到约1247.7亿美元。目前CMOS退火的使用可以解释为在这一趋势的基础上以铁路运营的形式取得具体成果的一种方式。如何才能在专家们处理过的约束和判断轴消失之前,融入到社会系统中呢?关西地区的私营铁路行业现在正在对这个问题给出一个现实而务实的答案。
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[编者后记]
比缩短的数字更有趣的是,它表示该系统可以首先测试“尚未运行的列车”上的乘务员数量。单人操作的扩展、2031年春季的浪速线以及发生灾难时的BCP时间表,这些都是通常只有移动人员才能理解的事情。在实施之前,您将能够在桌面上运行它。
如果你阅读它时将其视为提高效率的工具,那么它将开始变成测试未来的设备。当这种在南海线的一个站点得到证实的经验传播到其他私营铁路和JR的计划办公室时,铁路“制定时刻表”的工作职能将转变为什么样的工作职能?
【术语解释】
伪量子计算机(量子启发型)
它本身并不是量子计算机,而是一种使用传统半导体和软件模拟其部分原理的计算方法。虽然受到量子退火机制的启发,但其实际优势在于它不使用量子位,也不需要像超导量子退火机中使用的低温冷却设备。
建立模型
它是最初设计用于解释磁性材料(成为磁铁的物质)特性的物理模型。数学表达式显示了大量“自旋”如何相互影响。通过将问题转换到这个框架中,它可以作为解决组合优化的工具。
组合优化问题
它是在遵守约束的同时从无限多个选项中选择最佳组合的问题的通用术语。典型的例子包括创建员工轮班和确定送货路线;候选者的数量越多,传统计算机的计算就越困难。
船员作业计划/船员航线
这是一项规划任务,确定哪些司机和售票员将在哪些列车上以及何时值班。乘务员在一个班次中负责的列车、路段和时间的组合称为“乘务路线”。必须同时满足工作时间、休息和住宿等许多限制。
车辆运营计划
该计划将决定哪些车辆将被分配到哪些列车以及它们将如何流通。需要考虑车辆类型、形成条件、检验周期、车库容量等条件。
留置线容量
这是指轨道(拘留轨道)容纳车辆的容量。涉及线路数量、长度、车辆类型、调车条件等,这是车辆运营规划的重要约束之一。
时刻表修改
这意味着审查和重新安排火车时刻表。每次修改,都要重新制定人员和车辆运行计划,工作集中到责任部门。
可变工作时间制度
这是一种工作时间制度,可以对一定时间内的工作时间进行平均和调整,并根据繁忙和淡季时间进行调整。它用于工作时间不规律的工作场所,例如铁路工作人员。
一人操作
车上原则上不设售票员,司机除驾驶外还负责开关车门、检查安全等。为了应对劳动力短缺问题,南海电铁正在进行扩建,南海电铁也在展望未来的扩建。
BCP钻石
BCP 是业务连续性计划的缩写。这是指在因灾害等原因导致正常运营困难的情况下,以有限的人员和车辆继续运营而准备的时间表。
物理人工智能
与专注于信息处理和文本生成的传统人工智能不同,它是指实时处理现实世界的设备和机器数据并将其应用于预测维护、系统优化、机器人控制等的人工智能(如日立在 CES 2026 上展示的那样)。
特定技能制度
这是一种在劳动力严重短缺的领域接收外国人员的居留资格制度。 2024年3月的内阁决定决定增设铁路领域,同年9月起开始接受铁路领域的申请。
[参考链接]
南海电铁有限公司(外部)
以大阪难波为起点,连接关西机场、和歌山、高野山的私营铁路。该公司参与了该系统的建设,并于 2026 年 4 月将其铁路业务剥离为一家独立公司。
日立制作所(外部)
一家发展整合IT、OT和产品的社会创新业务的大型电子公司。负责该项目的CMOS退火及系统搭建。
CMOS 退火(金融解决方案:日立)(外部)
日立独特的准量子技术CMOS退火的官方说明页面。介绍技术概述、云服务、轮班优化和其他示例。
HMAX by Hitachi(HMAX Industry:日立)(外部)
HMAX 的官方页面,HMAX 是日立的下一代解决方案小组,通过人工智能彻底改变社会基础设施。概述了未来如何整合这项技术。
浪速筋线(关西高速铁道株式会社)(外部)
计划于 2031 年春季开通的新路线的官方信息页面。他将解释连接大阪站与难波/新今宫地区、由南海电铁负责运营的计划。
[参考文章]
日立推出扩展的 HMAX 解决方案(Hitachi Global)(外部)
日立在 CES 2026 上宣布正式发布 HMAX 扩展版。引用的一项调查显示,2030 年 AI 机器人市场价值约为 1247.7 亿美元。
日立铁路推出HMAX AI解决方案(日立铁路,2024年)(外部)
公告表明,HMAX 将于 2024 年 9 月开始用于铁路。CES 2026 的扩展版本确认了作为现有 HMAX 扩展的时间序列。
日立推出扩展的 HMAX 解决方案(Hitachi Digital)(外部)
组织支持 HMAX 的四大支柱。我们将解释感知人工智能、生成人工智能、代理人工智能和物理人工智能相结合的概念。
关于确保地方铁路司机的资料(国土交通省)(外部)
修正依据。国土交通省发布的一份文件总结了 140 家地区铁路运营商中 68 家的制度改革,包括司机短缺和降低驾照年龄。
浪速筋线(官方关西高速铁道株式会社)(外部)
修正依据。计划于 2031 年春季开通,连接大阪站与 JR 难波/新今宫,并将改善新大阪的交通,由南海负责运营。
铁路领域外国人才的接收(国土交通省)(外部)
补充基础。您可以看到内阁如何在 2024 年 3 月批准将铁路工作添加到指定技能清单中,并从同年 9 月开始执行该流程。
