可视化设计在公共交通系统的实践应用

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发布时间:2024-01-12 22:05:36

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  2017年夏天,我有幸以可视化助理的身份在MBTA(Massachusetts Bay Transptation Authority,马萨诸塞州湾运输管理局)实习。MBTA 位于波士顿,管理着美国麻省所有的地铁和公交。但其公共交通之发达在美国算是数一数二。截止到2017年,除了渡船和其它特殊服务线条地铁线条公交线万搭乘人次。

  每年冬天,MBTA会因暴雪而停止部分服务,下图是网友在推特上的吐槽,可见也是线

  绿线是波士顿最早的地铁线路,准确说应该是轻轨,因为有部分是在路面上和其它车辆一起跑,乘客在马路中间上下车。据说建成于1897年,说得好听点叫很有历史感,但实际上的意思就是很老旧,每次起步和进站都是一阵巨响,比十年前国内的火车噪音还大。绿线条支路,四条支路有两个合并点,每条支路又有不同的终点。抵达终点的车辆会在终点掉头,并入到另一个方向继续运行。

  (sensors),和车辆上的定位系统(GPS)。在站台和轨道变轨点附近装有自动车辆识别设备(AVI,Automat

  Vehicle Identification),负责自动根据所来车辆的支路来变更轨道的方向。AVI需要预编程,这样当车辆临近时,轨道才能通过识别车辆编号获知所属支路。但是,并不是所有路段都有传感器和AVI,所以除了车辆上的GPS做辅助以外,主要站台的现场调度员需要手动指挥。简单来说,现场调度员的主要工作是评估每辆途径车辆是否能准时发车。若无法,则需要做出临时调整,并通知司机和调度中心(Operation Control Center)新的发车时间。同时,作为绩效考核的一部分,他们还需要手工填写实际发车时间表。所以,一旦有车辆未及时到站,或任何异常,他们最想知道的就是到底发生了什么。

  因为一辆车的延误可能是多因素决定的。前一辆车的延误、前一站的车辆滞留、堵车等,都可能会引起当前这一辆车无法准点。对于调度员来说,从指挥和成效这一过程实则是一个黑箱:我的准点发车并不能够确保这辆车准点到站;我的准点发车可能会引起下一站点车辆堵塞;我推迟发车可能减缓下一站车辆滞留的情况。只有调度员可以获取到自己调度操作的结果反馈,他才能学习和改进调度技能。但这种学习是难以在传统模式中获得的。每个人各司其职,参与着整个大系统的一个小部分,比如,规划员负责做计划,调度员负责实时调度。在这种情况下,调度员不仅要清楚自己站点的情况,还必须了解到相关的其它车辆情况和路况。好的调度必然是基于一系列有效的信息交换。

  在使用我的工具之前,为了了解有关信息,他们只能用对讲机向其他调度员或司机询问。现在,他们能够在移动电子设备上使用我的工具,实时查看各支路车辆的当前位置、车辆行驶间隔(he

  其实绿线可视化工具是一个显而易见的需求。但因为经费有限等种种原因,始终没得到重视。直到我完成这个工具的设计和开发,以实验性项目的名义,项目组长争取到经费给调度员配备了几个平板。在短短半个月的试用之后,因为调度组的反馈非常好,MBTA正式成立了一个

  ODX表示乘客一次出行中的起点(Origin)、终点(Destination)和转乘点(Transfer)。对于乘客出行需求的分析,是公共交通规划的必答题。其中,ODX分析是重中之重,因为它回答了乘客从哪里上车、下车和转乘的问题。对于MBTA来说,ODX分析不仅用于评估因服务规划更改而受影响的乘客数,还用于评估因临时关闭某段服务路线而需要投放的摆渡车辆数。

  ODX可视化工具是对ODX数据进行可视化的网页工具。 通过选择站点或路线,服务规划员不难得知任意时间段或支付方式下的乘客在哪里上车、下车和转乘。在结果分析上,不仅提供了站点或路线的分析,比如多少乘客在哪些站点上下车、从哪条线路转乘到哪条线路,也包括区域分析,比如乘客是从哪一块区域乘车到哪一区域。

  在这个工具之前,MBTA的服务规划员是能够最终靠查询数据库来获取这个数据的。但不是每个规划员都会写查询语句,这导致ODX分析需要会查询的人先获取数据。并且因为数据量极大,他还需要预处理,才能进行小组的业务讨论。从效率上来说是很低的,因为MBTA的站点和线路很多,需要分析的场景也很多。再者,因为士顿之间有一条河,实际规划一定要考虑这个重要的地貌信息,而单纯的数据表是难以反映这个信息的。这些优势也是我曾经访问过规划员所强调的。

  我曾经问过ODX项目的项目经理,市面上不乏成熟的、针对公共交通规划的可视化软件,为什么不用?为何需要自己开发?她说,对于小的公交企业,比如只有十几条线路,可能能够正常的使用那些软件。但对于MBTA来说,不仅有上百条线路,在数据上也很复杂。比如,有很多综合性站台(公交和地铁的混合站台),站台编号是有层级关系的,综合站台本身有一个母编号,里面的公交站点和地铁站台分别有各自的独立编号。在概念上,使用的是母编号,但车辆出行计划的数据只与独立编号关联。目前市面上的软件,还不能处理这类复杂或极端的情况。

  在这个循环流里,工作行为的结果作为数据的一部分,流动到下一使用部门。比如,服务规划者的工作是制定服务计划,服务计划作为工作结果,传递到运营部,而运营部根据这个计划运营车辆,运营车辆的数据又用于下一次的服务规划。如果运营工作并不准确按照计划执行,那么所产生的运营数据的价值也是有折扣的。服务规划者不了解这一个服务体验不好是因为原计划导致的,还是因为运营效果差而计划本身没有问题。

  为此,我的论文提出了可视化驱动治理(visualization-driven governance)的概念。治理(governance),这个词听起来很严肃。在概念上讲,治理区别于管理。管理是关于执行和控制,讲求把事情做对(do the things right);治理则是侧重于策略和交涉,强调做对的事情(do the right things)。在交通管理领域下,管理是封闭的,负责站点、车辆等设施设备的建设、使用和维护,以及服务计划执行和评估。而治理是开放的,不仅包括管理本身,比如管理的效率,还包括企业、员工、乘客、城市规划、社区资源、政府资金等多方面利益相关者的协调与公平性。

  在治理的观念下,我所讨论的公共交通可视化应用,不单单是指将公共交通数据可视化,更在于可视化应用实践所形成的开放的生命系统(open living system)。在大型的基础设施机构里,设备设施的管理运营和数据的收集分析只是一个方面。

  甚至能代理简单的决策性操作。但人们不只是使用技术,而是与之生活在一起、工作在一起。尤其是员工,即这些技术的直接使用者,怎么来适应和应对这个技术时代?如何感知海量的数据和理解深奥的模型?如何在情感上接受和信任这些机器决策?最后反过来,又如何通过这一些成果来战略性地部署和应用这些技术?我认为,可视化是唯一出路。 因为它有效地提供了易读性。因为阅读和理解的可能性,我们得以以平等的方式获知,从而通往共识与信任的可能性。05花絮先补充一个设计框架图,是我开题时做的,不过最后没有放在论文里。

  S(General Transit Feed Specification)数据来做的,颜色编码采用的是MBTA官方定义,即黄色表示公交,绿、红、蓝、紫分别表示绿线、红线、蓝线、紫线地铁。

  第一个是实习中为MBTA市场部团队做的一个简单的可视化,能够最终靠滑动滑条等操作来了解MBTA在不同时段的服务网络。技术上没什么特别的,但有意思的是,一位资深的MBTA经理看到后感叹说,每次她都从我做的这些可视化项目学到了新的业务知识。可见,即便是对于面对业务数据很多年的人,可视化也能提供新的洞见。第二个是课堂项目,主要运用时间流的方式,来展示公交是如何连接地铁站,使城市像流动的生命体。由于单是车辆发车原始数据便有100M以上,所以除了对数据结构做部分预处理外,主要通过

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