metroelf

Владимир Титов, директор НИИ «МосТрансПроект», занимающего развитием метро в Москве, поделился свежей версией карты — уже до 2030 года.

В ноябре 2020 года в мобильном приложении «Метро Москвы» появилась функция оценки загруженности вагонов. Сервис позволяет пассажиру прямо на платформе перед прибытием поезда посмотреть, в какой вагон лучше всего садиться для комфортной поездки. Предлагаем разобраться, как работает технология и при чем здесь машинное обучение.

Из-за специфики получаемых данных ни одно другое транспортное приложение не умеет оценивать загруженность вагонов с такой же точностью.

Чтобы предоставить актуальную информацию пассажиру, метро совместно с технологической компанией «МаксимаТелеком» и командой экспертов в сфере больших данных компании «Квант» ежесекундно анализирует тонну данных: количество подключенных к Wi-Fi гаджетов, тип вагонов, удаленность поезда от платформы, наличие пересадок, время суток, данные билетной системы и ряд других. Обо всем по порядку.

Анализ данных с точек Wi-Fi

Беспроводная сеть MT_FREE в московской подземке — часть крупнейшей публичной сети Wi-Fi в Европе. В 2013 году «МаксимаТелеком» предоставила пассажирам доступ в интернет в метро, заложив основу для развития многих городских сервисов. Сейчас сеть в московском метро насчитывает более 6 тыс. точек доступа, установленных в вагонах и перегонах. По своей архитектуре она не имеет аналогов и стала первой в мире беспроводной сетью, созданной в такой сложной локации.

Кажется, что самый простой способ подсчитать количество людей — собрать статистику о том, сколько гаджетов одновременно подключено к беспроводной сети в вагоне. Сетевая инфраструктура мосметро позволяет это делать.

Статистика подключений — важный показатель, но для точного замера этого недостаточно по двум причинам. Во-первых, в системе не видно смартфоны (а значит и пассажиров) с выключенным Wi-Fi. Во-вторых, количество подключений к сети сильно зависит от сезона, участка линии метро и даже погоды на улице. Со стартом учебы осенью в метро становится больше школьников и студентов с подключенными к сети устройствами. Но это не значит, что метро становится намного более загружено. Поэтому для реальной оценки используется машинное обучение.

Машинное обучение

Ключевую роль для оценки загруженности выполняет заранее обученный сложный математический алгоритм. Он умеет собирать и анализировать все ключевые факторы, а после выдает категорию загруженности каждого вагона в конкретном поезде: низкая, средняя, выше средней или высокая.

Чтобы понять как работает алгоритм машинного обучения, надо разобрать два ключевых понятия: обучение с учителем и дерево принятия решений.

Обучение с учителем

Это один из способов машинного обучения. При таком сценарии «учитель» (им выступает живой человек или группа людей) указывает машине, какие данные считать эталонными. В качестве исходных данных рассматривали выгрузку с проходов на турникетах билетной системы.

В метро первый этап обучения с учителем занял примерно 4 месяца. За это время тестировщики «МаксимаТелеком» и сотрудники метро физически спускались в подземку и выполняли нехитрую операцию — считали людей в разных поездах и вагонах, в разное время, на разных ветках и станциях. Таким образом сформировался эталонный датасет, на который ориентируется алгоритм. Собранные в ходе обучения данные могут изменяться в зависимости от внешних факторов (сезона, погоды, пандемии), поэтому процедура подсчета периодически повторяется. Полученная выборка и статистика о подключениях к Wi-Fi легли в основу работы сервиса.

Дерево принятия решений

Это один из способов анализа и обработки больших массивов данных. Грубо говоря, система работает по принципу «Если..., то...». Такой способ хорошо подходит для категоризации информации. В случае с метро категории — это уровни загруженности вагонов.

Для описания работы дерева решений можно вспомнить очень популярную несколько лет назад онлайн-игру «Акинатор». Это простой таймкиллер, который за несколько уточняющих вопросов с высокой точностью угадывает практически любого загаданного вами персонажа.

В случае с мониторингом загруженности вагонов алгоритм действует по схожему принципу. Исходя из основной задачи — определить загруженность вагона, — он обучается прогнозировать результаты измерений тестировщиков-«учителей», которые собирали эталонную выборку в метро. А потом накопленные знания может применить на новых данных.

Если сильно упрощать, то анализ выглядит так:

Повторим, это очень упрощенная схема, которая на деле выглядит не так линейно. Более того, процесс не ограничивается единственным деревом решений. Алгоритм постоянно проверяет сам себя, обращаясь к эталонным данным, каждый раз повышая точность вычислений. Это называется градиентный бустинг.

Оценка местоположения поезда в тоннеле

С мониторингом загруженности вагонов мы разобрались. Теперь нужно эту информацию быстро и корректно донести до пассажира. Для этого понадобится выяснить местоположение поезда, количество и последовательность всех вагонов, а пассажиру установить приложение «Метро Москвы».

Для точной оценки местоположения поезда используются данные с двух источников, которые дополняют друг друга, — данные о сетевом оборудовании, установленном в вагонах и перегонах, и рельсовые цепи. Давайте немного подробнее про оба источника.

Каждый поезд метро оборудован системой связи «поезд-тоннель», а в перегонах между платформами каждые 400-800 метров расположены стационарные базовые станции, к которым происходит подключение. Существует подробная карта установленного в тоннелях метро оборудования. В процессе движения базовые станции поезда и тоннелей обмениваются параметрами соединения. По этим показателям можно достаточно точно определить местоположение состава в тоннеле.

Приложение «Метро Москвы» показывает не просто загруженность всего поезда, но каждого отдельного вагона. Для этого специальный алгоритм «МаксимаТелеком» периодически считывает установленное в поезде сетевое оборудование, выстраивая карту состава. Зная расположение каждой точки доступа, можно точно сказать модель и последовательность вагонов и выдать эту информацию в режиме онлайн пассажиру.

Вторая система связана с рельсами. Помните тот самый звук «ту-дух, ту-дух», под который так приятно засыпать в поезде дальнего следования? Он есть и в метро — когда колеса состава наезжают на стык между рельсами. В этот момент стальные колеса замыкают рельсовую цепь, и сигнал о местоположении поезда отправляется в службу управления движением.

Обе системы дополняют друг друга, помогая определить время прибытия поезда с точностью до секунды. Так пассажир прямо на платформе в приложении «Метро Москвы» видит время до прибытия поезда и загруженность каждого его вагона.

Что дальше?

Москва — одна из первых столиц мира, которая научилась измерять загруженность вагонов метро в режиме онлайн. При этом точность замеров намного превышает имеющиеся на рынке транспортные приложения, потому что для определения загруженности вагона используются внутренние системы и данные метрополитена.

В мосметро планируют ещё улучшить систему мониторинга загруженности. Для этого начнут использовать камеры видеонаблюдения в вагонах, которые помогут собирать статистику с количеством пассажиров для доработки алгоритма машинного обучения. В перспективе сервис также планируется масштабировать на МЦК и МЦД.

источник

...на окраине земли я залью свою печаль

Вином из трав и морской волны.

Будет темно-синей даль, будут в море корабли..."

Текст написан 10 лет назад когда на ТКЛ ходили только Ёжики (составы типа Еж)

Понедельник день тяжёлый. Ну кто бы в этом сомневался, когда встаешь рано утром на работу, но если ты спал, чуть ли не до обеда, и рабочий день начинается практически в 8 вечера, то ничего тяжёлого в таком понедельнике нет. Смена, правда, не особо, но увы, "не всё коту масленица". У меня сегодня приёмка "концевого" маршрута. Если особо не вдаваться в технические подробности, состав был разобран и заново собран. И мне предстоит посмотреть, что же из этого "собран" получилось...
А получилось, как не удивительно - хорошо, даже придраться не к чему. Всё работает, всё крутится. Ток есть где должен быть, и отсутствует там где быть его не должно. В общем песня, а не машина. Но даже такую чистую, красиво-блестящую отмытыми боками и салоном "песню" на линию, под пассажиров всё равно выпускать нельзя. Мало ли, что в депо всё крутится, а если на линии перестанет крутиться или не приведи ДЦХ захочет закрутиться в другую сторону? Вот то то и оно. Так что сначала обкатаемся пустыми до Баррикадной и обратно. И не просто прокатимся, а "насилуя" Ёжика на всех режимах. Ход, тормоз, АРС, тормоз от АРС, и только если Ёжик, с честью выдержит эти "лётные" испытания, то тогда можно и на линию, людей возить. А то ведь фыркнет зараза выбив реле перегрузки, или откажется работать одним вагоном, и что тогда, позвольте спросить, на линии с ним делать? Но вроде бы не подвёл подземный "зверёк", как не пытался его спровоцировать на провокации не поддался (а Ход3-Тормоз1 это ещё тот тест, сработка реле перегрузки со снятием высокого напряжения в 70% процентах) . Вот что значит железная выдержка. Заезжая в депо ночная смена ремонта встречает как генерала выстроившись с двух сторон канавы. Показал большой палец. Всё отлично. Ну теперь осталось закрыть торцевые двери и вперёд. Хоть и один круг по смене, но всё же. Сердечко ёкает. А не устроит ли мне машинка "polar fox" в благодарность за экстремальную обкатку?

Китай-город, первый путь, подъезжаю к станции... Ну вот, только этого мне не хватало для полного счастья.

- Диспетчер

А диспетчер меня и не слышит. Полночь, передача приказа. Нет, можно конечно проорать "срочно" но тут не та ситуация. Стою, вызываю.

- Диспетчер

- Я диспетчер

Так, теперь надо бы внятно объяснить, что я вообще от неё хочу.

- Диспечер, при въезде на Китай-Город, первый путь, перед станцией, на ступеньках ведущих на путь, находятся двое посторонних, в тёмной одежде. Вне габарита, не задел, увидел в последний момент.

- Понятно. Китай-Город...

Ну вот нафиг было туда лезть? Когда каждый день, на протяжении нескольких лет, ездишь по линии, то знаешь её наизусть, даже если не осознаёшь это. Любое изменение в тоннеле фиксируется "на раз". В общем поймали. Правда не знаю, что было с ними дальше, пожурив отпустили или в отдел отправили, да и неинтересно мне это.

Оборот по Выхино, морозный воздух полной грудью. Прошедший поезд дальнего следования оставляет за собой неповторимый железнодорожный аромат. Хочется плюнуть на всё и в тёплые страны.

Народу уже совсем мало. Ночь рабочей недели. Пор бы и мне в депо... "Осторожно, двери закрываются..." На перегонах зажигается аварийное освещение. Красиво. Очень красиво. Жаль матрица камеры не берёт такую красоту, темно для неё.

Депо. Состав облазил, "обнюхал", ощупал. Вымазался, как чёрт знает кто, но доволен. Нагрев тепловых узлов в норме. Чашка горячего чая в комнате отдыха и спать. Хоть и зима, но ночь машиниста коротка.

Утро... Да всё как обычно. Приёмка на линии, холодная (бррр) кабина, тени по углам спящего Ёжика... Пока ехал, думал, что написать про утро, и было это ровно до открытого участка. Вот за такие мгновения, за такие рассветы, я и люблю свою работу. Да, на железке рассветы-закаты и длиннее, и красивее, но... Но вот ощущение, когда ты после серого тоннеля и холодного света станций выезжаешь в эту красоту, это ощущение непередаваемо. Машинисты подтвердят...