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地铁站是怎么预测下一班地铁的时间的呢?

图片:Free-Photos / CC0

司马望田,因果论信徒

又是一道适合科普的问题,前来回答。

本文分为两部分进行说明,第一部分说人话,第二部分说“鬼话”。

人话部分答题,欢迎大家观看;“鬼话”部分自娱自乐,大家按需阅读。


一、人话说明部分

作为一名普通乘客,我第一次乘坐地铁看到吊装在头顶上这个显示器的时候,其实也是有如此疑问的,当时我看到的图是这样的:

对不起,放错了,是下图:

实际上稍微懂一点的同学都知道,显示器只是最终的表示形式。而表示形式的背后是有一套的系统一手“抓”车,一手“抓”显示器,两者相互联系,相互作用。这才有了大家日常在站台看到的:

下一列车到达时间:5min,4min,3min,2min,1min→列车即将进站。

以及车上大家经常能听到的:

开往 ** 站的列车即将进站,请各位旅客做好乘车准备。

接下来说说这个所谓“时间预测”的背景、核心、表现形式,分三块来说。

1、“时间预测”背景

说到背景,其实比较好理解。

大家都知道,无论是地铁还是铁路,都有个“图定”的惯用说法。所谓“图定”,通俗理解就是“列车运行图的规定”,指所有的列车每天都是按照一定的计划来行驶的。

而这一点也恰恰是“轨道交通”“轨道”这两个字的精髓!轨道意味着限制,我国的标准轨距 1435mm,不多一分,不少一毫,列车只能在这个规定好得距离上行驶。这也是不同于公共交通中其他交通运输方式(如汽车,公交车,自行车等)的地方。

好了,既然有限制,有标准。车横向是被控制住了,接下来还要有个纵向控制。什么控制?列车行驶控制!控制的好,精度有保证,“时间预测”就出来了。

2、“时间预测”核心

核心很简单,一张图(密集症患者请不要停留观看,容易引起不适)

如此厉害的这张图是怎么来的呢?好奇且有更进一步探寻诉求的话,建议看完本文后,可以再看看这个答案:

列车时刻表是如何设计出来的?

这里主要说说这个图和“时间预测”的关系。正常地铁公司每天运营的时候,都把一张类似这样的图导入到ATS(列车自动监控系统,或者叫调度系统也可以)系统里去,然后系统就会根据图去给今天所有线上的列车下命令!

列车是不允许反驳的,不管有多少车,全部都得被安排的明明白白的!

横着看这张图,每一道短短的“小横杠”左侧都代表了一列车在一个车站的到站时间,右侧则代表了同一列车在这个车站的驶出时间。而一条完整的“梯形线”则代表了一列列车从始发站出发到终点站驶出正线的全部“生命周期”。

因为下次它再上线,名字就变了,那就是另一个轮回了(车的内心:我是我,我又不是我,那我到底还是不是我?)。

所以说到这里,大家可能发现了,事实上哪有什么预测啊?预测本身就是个伪命题!

每天列车的运营全部建立在这张图上,大家也不用担心一张图不够用。因为地铁公司早已经根据已有的运营经验,总结并绘制了工作日运行图、非工作日运行图、节假日运行图、特大重点活动运行图等多种图源留作案底。每天凌晨 ATS 系统都会自动根据预先的设置自动加载图源,当然,手动加载也是可以的。

说完这部分内容,大家已经了解了“时间预测”的实质和小门道儿。但可能有的同学又有了新的疑问:你说的这些都是地铁公司内部的一些操作,正常情况下我们也看不到啊!那么这个时间预测是如何最终体现到我们能看的到的地方的呢?

别急,接下来的这节就来满足你的好奇!

3、“时间预测”表现形式

准确的说,这一节才是和我们乘客息息相关的。

上文实际我非常令人讨厌的戳破了“没有预测”、一切都是套路这个事实。但从乘客的角度,我们在站台所看到的显示器上的字眼,如“预计到达”、“即将到达”又的的确确是“预测”的专属名词(充分说明了“眼见不一定为实”这句话),这期间我们双眼所看到的显示器和我们看不到的“列车运行图”之间到底发生了什么,最终才导致了“预测”这一假象呢?

说到这了呢,咱们需要先引入一个概念,那就是 PIS(乘客信息系统,Passenger Information System)。

所谓 PIS,也就是“时间预测”的最终表现形式!我们日常能看到的 PIS 一共有两种,一种是站台上看到的,叫车站 PIS,一种是在车厢内部看到的,叫车载 PIS

这些“家伙”实际上不光可以传递列车到站的预测信息,同时还有很多其他的功能。诸如看个美食广告啦,电影宣传啦,恶劣天气预报等等。

其中,显示器播放的内容除了“列车到站信息”以外,基本都属于 PIS 自身的功能;而平时坐地铁大家看到的预测信息,实际上就是通过第二节中提到的“列车运行图”通过这样或者那样的方式,以这样或者那样的传递形式,把信息按照一定的预先确定好的原则提前发放到了显示器处,最终形成了“时间预测”的效果。

看到这里,相信大家应该已经大概清楚“地铁站是怎么预测下一班地铁的时间”的了。

考虑到大家不一定有兴趣了解该环节的原理及构成介绍,所以详细的内容将在下一部分的“鬼话”环节播出。


二、“鬼话”说明部分

这部分内容主要是为了满足进一步想了解些技术背景的同学们。

第一部分的第三小节已经提到了 PIS 这个概念,也提到了“预测信息”实际上是“列车运行图”给过来的,而“列车运行图”隶属于 ATS 专业,所以,这个信息传递过程,翻译一下,也就变成了ATS 和 PIS 的接口信息传递问题。

提到这,我们再来复习下这两个词代表了什么(之前有同学反馈我回答里的专业术语缩写太多,看着迷糊,我以后争取在一篇回答里不涉及太多专有名词,让大家都能看的懂):

ATS:列车自动监控系统,隶属于信号专业

PIS:乘客信息系统,曾经隶属于通信专业,现在已经独立,自己当大哥了。

这里 ATS 不提太多,大家可以理解为关于列车的相关信息,ATS 都能给的出,但不一定都是 PIS 真实所需要的,毕竟诸如“车地通信故障”、“车载 CC 重启”这种告警信息你就不要给过来了,给出来显示在站台的显示器上,也不是什么好事,让乘客看到了,大家敢不敢继续坐都是个问题了。

所以,在 ATS 给 PIS 传递消息之前,一般会在地铁建设的设计联络过程中,进行一次关于接口的“谈判”!

谈判谈什么呢?主要 ATS 厂家的技术负责人和 PIS 厂家的技术负责人坐在一张大桌子上,讨论一下:传递哪些具体信息,软件接口协议,工程界面,预先配合测试环境等等。这些确定好了之后,会在地铁开通之前,调试阶段模拟“列车到站”等类似真实场景。

当然,ATS 可以正常把信息给到 PIS 之后,PIS 如何将“预测信息”显示到站台的呢?我们需要先来了解一下 PIS 的组成,如下图:

这是个简图,我没有把全部的组成画全,没有画全的部分主要是 PIS 本身大量的视频信息流,也包含了大量的设备(这个以后有合适的问题再说),这里先不多说了。因为这张简图基本可以说清楚这个“时间预测信息”传递的数据流了。

流向如下图,可以结合着上图中标蓝和标红的关键设备看(这里仅以车站 PIS 的流向为例,不包含车载 PIS 的流向。车载 PIS 的数据流大家可以理解为:就是在地面有线传输的基础之上加以延伸,多了一层车地无线传输罢了)

当然,PIS 本身的功能还是蛮复杂的,更多的是侧重到了多媒体这块的内容,这里考虑到 PIS 从专用通信中独立出来有个重要的原因,不知道大家能不能猜的出来。

其实原因很简单,由于 PIS 本身是面向乘客,为乘客服务的,对接的是外部运营。而专用通信本身更多的则是服务于地铁内部运营,所以两者还是有一定区别。

PIS 本身除了列车到发信息的显示,更多的可以开发出很多“营业口”的职能,诸如广告、直播等,这些运营的好,是实打实的能为地铁公司带来真金白银的,所以相比于连年亏损的地铁,把 PIS 建设好也是非常重要的,毕竟也是一笔不菲的收入啊。


以上,两部分内容介绍完毕,感谢阅读。

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