明らかに:地下鉄の到着時間を計算する方法は?出発と到着の「時間の魔法」!

明らかに:地下鉄の到着時間を計算する方法は?出発と到着の「時間の魔法」!

制作:中国科学普及協会

著者: 司馬望天

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

2017年より、毎年9月の第2週の火曜日は「地下鉄安全の日」となっています。

地下鉄は毎日の通勤の一部となり、標準化された時刻表は誰にとっても当たり前のものとなっているかもしれませんが、プラットフォーム上の表示に注目したことがありますか?通常、次の電車の時刻が上に表示されます。この時間はどこから来るのでしょうか?それを制御する「見えない大きな手」があるのでしょうか?

著者が作成した画像

答えは明らかです。はい。しかし、表示は単なる表現形式であり、実際にはその背後にはより深い実装原理が存在します。

地下鉄の自動化を1枚の写真で理解する

地下鉄自体も自動化システムとして、列車の到着時間、つまり列車のスケジュールを制御するための自動化手段を備えています。実際にすべての列車の到着時刻はこの地図に基づいて計画されています。いわゆる列車運行図は、路線上のすべての地下鉄列車の「路線図」です。

まず、架空の地下鉄路線を作成し、西旗地下鉄 1 号線と名付けます。路線には 14 の駅があり、総距離は 65 キロメートルです。始発駅は「西七駅」、終着駅は「豊神駅」です。ラインの基本的なライン情報です。

次に、「西旗駅」から出発して「豊神駅」に向かう「紫野101」という地下鉄の電車を設計すると、次のような簡単な図を描くことができます。

著者が作成した画像

この写真にはいくらかの情報がありますが、十分ではありません。駅名と列車名のみ表示されます。では、これらの破線は何を意味するのでしょうか?

心配しないでください。次に重要な情報を追加します。

「子雅101号」が午前8時に出発し、12の駅を通過し、各駅間の距離がまったく同じであると仮定します。そして、合計 13 セクション (セクションとは、1 つの駅から別の駅までの道路の区間) があり、各セクションは 65 キロメートルを 13 で割った 5 キロメートルになります。

「ジーヤ101号」は時速100キロメートルの一定速度で走行します。 1区間を完走するには5キロメートル÷100=0.05時間かかり、分に換算すると3分になります。各駅での停車時間は1分です。終点「鳳神駅」到着後、列車は行き先を変えて折り返し、折り返し時間は5分です。

前回の写真を元に、いくつか情報を更新すると、次のようになります。

著者が作成した画像

2枚目の写真から、「Ziya No. 101」の片道の所要時間は、13区間+12停留所=13*3+12*1=25分であることがわかります。

列車は08:00に出発し、08:25にターミナルに到着しました。その後、乗客は下車し、列車は5分かけて方向転換し、定刻通り午前8時30分に戻りました。復路も25分かかり、列車は08:55に出発駅である西旗駅に戻ります。

私がこの絵についてあなたに説明した後、賢いあなたは実際にそれを推測しました。この図は、地下鉄駅における列車の到着時間の動作ロジックです。

この図の学名は「列車運行図」で、地下鉄の列車制御システム、つまり信号システムの一部です。実は、地下鉄の毎日の列車運行スケジュールはこの地図から来ており、この地図は地下鉄の職員によって事前に編集されており、「基本的な列車運行図」とみなすことができます。

この写真と実際の地下鉄運行にはどのような関係があるのでしょうか?

地下鉄の日常的な運行において、毎日最も重要なタスクの 1 つは、この地図を信号システムにインポートし、毎日の運転計画を作成することです。次に、一日を通してすべての列車がこの計画に従って段階的に運転業務を完了します。各列車の出発時刻、到着時刻、停車時刻、帰着時刻はほぼすべてこの地図上に定義されています。

実は、実際の列車運行ダイヤは、上に示したものよりはるかに複雑です。上図は 1 本の列車しか示しておらず、毎日その路線で十数本、場合によっては数十本の列車が運行されている可能性があるため、実際に目にする「基本的な列車運行ダイヤ」は複数の列車プランの集合体となり、次のようになります。

著者が作成した画像

列車が 1 台から 5 台になると、1 台のように見えます。興味のある方は、略称に基づいて他の 4 つの列車の名前を推測することができます。

列車番号を削除して 5 つの列車を追加すると、基本的に、インターネットで簡単に見られるトライポフォビアを誘発するような図が得られます。 10本の列車が走る列車ダイヤの密度は、ほぼ現実に近い。

著者が作成した画像

もちろん、これはあくまでも「基本的な列車運行ダイヤ」、つまり予定ダイヤである点にご留意ください。実際に列車が走行しているときには、列車が一時停止したり、乗客が誤ってドアに触れたりするなど、さまざまな影響要因が現れ、列車の実際の軌道は多かれ少なかれ変化します。実際の列車の運行ダイヤも、実際の運行期間が長くなるにつれて徐々に「足跡」のように浮かび上がってきますが、その形状はより不規則になり、「基本的な列車運行ダイヤ」と同じダイヤに反映されると、密集した「蜘蛛の巣」を形成します。

駅の列車到着情報はどこから来るのでしょうか?

上記の紹介を通じて、地下鉄の運行時刻表が分かりましたが、これは乗客が見ることができる情報ではありません。列車の運行スケジュール情報は通常、地下鉄の運行指令センターに保存されており、運行管理者のみが閲覧できます。では、駅で乗客が目にする情報はどこから来るのでしょうか?

ここで、インターフェース、つまり信号システム (英語では SIG) と乗客情報システム (英語では PIS) 間のインターフェースについて言及する必要があります。信号システムは上で述べたものであり、乗客情報システムの表現の 1 つにプラットフォームの「ディスプレイ」(そうです、小さな Nezha がいる写真です) が含まれており、この 2 つの間にはこのようなインターフェイスがあります。

著者が作成した画像

つまり、地下鉄の管制センターでは信号システムと旅客情報システムの間でデータのやり取りが行われているのです。信号システムは、駅への列車到着などの基本的な運転情報を、インターフェースマシンを介して旅客情報システムの中央サーバー装置に提供し、その後、このデータを有線伝送によって各駅に送信し、最終的に「ディスプレイ」に視覚的に表示します。

もちろん、各ステーションで提供される情報は同じですが、ステーションの具体的な状況に応じて表示が差別化されるため、ソフトウェアデータのコンパイルの難易度をある程度軽減できます。

実は、この地下鉄駅には、旅客情報システムの「ディスプレイ」のほかに、列車の到着情報を見るための別の方法、つまり列車の旅客情報システムの「ディスプレイ」があります。

地下鉄をよく利用する友人も、車両のドアの近くに同様の表示が見られるでしょう。これらは機内乗客情報システムの一部です。列車には信号システムも備わっているため、列車の運行情報は列車の車内ネットワークを通じて車内のPIS「ディスプレイ」にも伝えられます。これにより、電車に乗っていても、電車の到着駅や出発駅に関する関連情報を見ることができます。

地下鉄の運行は本質的に無秩序なものではなく、一連の洗練されたシステムが連携して機能することで実現されます。列車の到着時間は、この巨大なシステムの出力を具体的に表したものにすぎません。さらに、列車内の冷暖房室の温度管理や、列車の混雑度の表示なども自動化と人工知能によって実現できます。

業界関連技術の進歩と都市公共交通シナリオの充実により、乗客も将来、より良く差別化された交通体験を得られるようになると信じています。

<<:  猫は本当に自分が液体だと思っているのでしょうか?どこからでも入場できます

>>:  #千万IP创科学热门# キジは馬ですか?それは鶏ですか?食べてもいいですか?

推薦する

赤ちゃんが咳をしたらすぐに咳止め薬を使ったほうがいいですか? 12月の科学の噂リストはこちら→

1. 赤ちゃんが咳をしたらすぐに咳止め薬を使ったほうがいいですか?噂の内容:秋から冬にかけて、子供...

パン粉には栄養があるのでしょうか?

パンは多くの人に愛されています。パンのカロリーは適度です。そのような食品を選べば安心です。適度に食べ...

シンガポールがミルクティーの広告を禁止。ミルクティーを飲むと糖尿病になりますか?理解するための1つの記事

この質問に答える前に、シンガポールの糖尿病患者の数を見てみましょう。糖尿病患者は40万人以上おり、平...

チーズボールの作り方

経済のグローバル化が加速するにつれ、多くの外国の料理が中国に導入され、中国に定着し、同時に多くの人々...

梨とセロリのジュースを一杯飲むと、血液に栄養を与え、筋肉を再生し、ニキビを取り除くことができます。

暑くて乾燥し、赤く腫れて痛いニキビがたくさんできていると感じたら、それは暑すぎるからかもしれません。...

宇宙飛行士が地球に帰還するために克服しなければならない課題は何ですか?

中国の宇宙飛行士、唐紅波、唐勝潔、江新林は、有人宇宙船神舟17号に乗って歴史的なミッションを完了した...

年を取るほど、物忘れがひどくなります。これは実は、あなたの脳が常に向上しているからです。

忘れること自体は良いことではないと多くの人は信じており、できる限りすべてを覚えておくべきだと考えてい...

血糖値が高い場合、コーンミールを食べてもいいですか?

現在、人々の生活水準の向上に伴い、人々は生活の質、特に食生活にますます注意を払うようになりました。大...

91十条:終身禁錮が賈月亭の自動車製造の夢を打ち砕き、インテリジェントコネクテッドカーの商用化が加速

1. ファラデー・フューチャーは、数週間以内にSPACと合併し、米国で株式を公開して10億ドル以上を...

牛肉と豚肉のどちらを食べた方が良いですか?今まで間違った食べ物を食べていたとは思わなかった →

肉好きの人にとって、豚肉や牛肉は食卓に欠かせないものでしょう。 「豚肉と牛肉、どちらを食べた方が良い...

臭豆腐ソースの作り方

臭豆腐に関しては、二極化現象が起きているのかもしれません。臭豆腐が好きな人はその美味しさに抵抗できま...

冬虫夏草チキンスープの作り方

冬虫夏草のチキンスープは誰もが一度は食べたことがあると思いますが、冬虫夏草は比較的栄養価が高く、体の...

アーモンドと洋ナシのお茶は肌のかゆみを和らげます

気温が下がるにつれて、多くの人がひどい皮膚のかゆみに悩まされるようになります。最近、台湾の「中国健康...

全国高血圧デー |血圧を下げることについての5つの誤解を知らないで

高血圧は、心血管疾患や脳血管疾患の最も重要な危険因子であり、我が国における心血管疾患や脳血管疾患によ...

FCAの北米最小組立工場が来月閉鎖され、ダッジ・バイパーの生産も終了する。

海外メディアの報道によると、FCAはコナー組立工場を8月31日から一時閉鎖し、ダッジ・バイパーも生産...