Московское метро: анализ и визуализация данных
Описание проекта
В качестве материала для исследования был выбран датасет о станциях Московского метрополитена, сочетающий в себе географические и инфраструктурные аспекты. Датасет содержит информацию о годах открытия станций, их принадлежности к линиям, географических координатах, глубине заложения и архитектурных типах.
Выбор этого датасета обусловлен его наглядностью и содержательностью: он позволяет рассматривать Московское метро не только как транспортную сеть, но и как сложную инфраструктурную систему, сформированную в разные исторические периоды и в разных градостроительных условиях. Через данные можно проследить, как система метро расширялась во времени, как станции распределены по территории города и какие конструктивные решения использовались при их строительстве.
Цель проекта — с помощью визуального анализа показать пространственную структуру Московского метро, динамику его развития и различия между типами станций, опираясь на количественные и географические данные.
Использованные статистические методы
В проекте использовались базовые методы описательной и разведочной статистики, а также визуальный анализ данных.
• Описательная статистика Применялась для анализа основных характеристик станций: глубины заложения, годов открытия и распределения станций по линиям и типам.
• Частотный анализ Использовался для подсчёта количества станций по линиям, архитектурным типам и десятилетиям открытия.
• Геопространственный анализ Реализован с использованием координат широты и долготы для визуализации расположения станций на карте города и анализа пространственного распределения линий метро.
• Анализ распределений Использовался для сравнения глубины заложения станций разных архитектурных типов и выявления характерных диапазонов значений.
• Сравнительный анализ Применялся для сопоставления групп станций по типам и историческим периодам.
• Визуальный анализ данных Все этапы исследования сопровождались визуализациями, что позволило выявить закономерности и особенности развития Московского метрополитена.
Визуальный стиль
Для первых двух графиков я выбрала цветовую палитру, отражающую современный образ московского метро с акцентным красным цветом.
Для всего проекта выбран один шрифт — Moscow Sans, используемый в схемах и навигации современного Московского метрополитена.
График № 1: Тепловая карта. Количество открытых станций по линиям и десятилетиям
В начале исследования мне было интересно узнать, как развивалось московское метро, а именно — динамику открытия станций. Для этого я проанализировала распределение открытий станций по линиям и десятилетиям.
Результат оказался весьма интересным: с момента открытия метро не было ни одного десятилетия без открытия новых станций. Развитие системы происходило непрерывно, а в большинстве десятилетий либо начиналось строительство новых линий, либо активно расширялись существующие.
Самым масштабным по количеству открытий стало открытие 31 станции на 14 линии (Московское центральное кольцо) — в 2010-е годы. На втором месте — открытие 22 станций на 11 линии (Большая кольцевая линия) в 2020-е годы.
График № 2: Регрессионный график. Глубина станций в разные годы
После того как я узнала динамику открытия станций, мне, исходя из имеющихся в датасете данных, захотелось понять, как со временем менялась глубина заложения станций Московского метро. Для этого я построила точечный график, где каждая станция отображается по году открытия и глубине заложения, а также добавила линию тренда для выявления общей тенденции.
На графике видно, что на протяжении всего времени глубина станций редко превышала 60 метров. При этом в 2000–2020-е годы большинство новых станций закладываются на меньшей глубине по сравнению с более ранними десятилетиями: лишь в отдельных случаях глубина превышает отметку в 40 метров, что указывает на преимущественное смещение строительства в сторону менее глубоких станций.
Для следующих двух графиков цветовая палитра была сознательно изменена, ввиду необходимости использования большого количества цветов для удобства восприятия и интерпретации результатов на графиках. Цвета выбраны не случайно — они соответствуют линиям Московского метрополитена.
График № 3 Глубина станций метро на карте Москвы
Имея данные о глубине заложения станций, мне стало интересно визуализировать их в формате, близком к привычному восприятию карты метро, но с сохранением реального географического расположения. На графике каждая станция обозначена точкой, при этом размер точки напрямую зависит от глубины заложения станции.
Точки расположены в соответствии с географическими координатами станций и окрашены в цвет линии Московского метрополитена, к которой они относятся. Такая визуализация позволяет одновременно увидеть пространственное распределение станций, структуру линий и различия в глубине заложения.
На графике видно, что большинство более глубоких станций сосредоточено в центральной части города, однако эта закономерность не является стопроцентной. Самая глубокая станция выделяется на Арбатско-Покровской (синей) линии в западной части города. Кроме того, Люблинско-Дмитровская (салатовая) линия выделяется как линия с наибольшим количеством глубоких станций.
График № 4: Ridgeline. Распределение глубины станций по типам
Продолжая исследовать данные о глубине заложения станций Московского метрополитена, взяв на этот раз данные о типах станций, я решила построить график, который показывал бы, существует ли связь между типом станции и глубиной ее заложения.
График показывает, что заметное большинство архитектурных типов станций располагается на глубине не более 20 метров.
Типы «колонная трехпролетная» и «колонная двухпролетная» в основном встречаются на малых глубинах, однако в отдельных случаях могут располагаться на глубине до 40 метров.
Тип «колонная трехсводчатая» наиболее универсальный по глубине: станции этого типа встречаются как на минимальной глубине, так и на глубине до 70 метров.
Тип «пилонная трехсводчатая» в основном встречается на станциях с глубиной заложения от 20 до 75 метров.
Тип «односводчатая глубокая» характерен исключительно для глубоких станций и встречается на глубине от 55 до 70 метров.
Вывод
Данные о станциях Московского метрополитена позволили взглянуть на метро как на систему, которая растет и развивается вместе с городом. Визуальный анализ показал, что строительство метро не прерывалось ни в один из исторических периодов, но со временем менялись его масштабы и принципы.
Графики демонстрируют, что в последние десятилетия новые станции чаще закладываются на меньшей глубине, хотя и более глубокие станции продолжают появляться, но все же значительно реже. Карта станций помогает увидеть, что самые глубокие участки метро в основном сосредоточены в центре города, но имеют заметные исключения. Сравнение архитектурных типов показывает, что глубина станции во многом связана с выбранным архитектурным решением.
В целом проект показывает, как с помощью данных и простых визуализаций можно увидеть структуру и логику развития привычной городской инфраструктуры.
Описание применения генеративной модели и инструментов
1. Kaggle — для поиска и скачивания датасета.
2. Google Colab — работа с кодом.
3. ChatGPT — для помощи в написании и корректировке кода, также для генерации оболожки проекта. Промпт: Modern graphic poster of a contemporary Moscow Metro train, dynamic angle in a dark tunnel. Near-black background, high contrast, bold clean shapes. Bright red trim accents and crisp white LED headlights/lamps, subtle motion streaks, minimal details, lots of negative space. Print-ready, sharp edges, vibrant colors on dark, no people, no text, no watermark.
4. Библиотеки Python: pandas, numpy и matplotlib.
5. Цветовая палитра 1: #121316 #590303 #D90404 #B0B0B0 #FEFEFE
6. Цветовая палитра 2: #EF161E #2DBE2C #0078BE #00BFFF #8D5B2D #ED9121 #800080 #FFD702 #999999 #99CC00 #82C0C0 #A1B3D4 #B9C8E7 #E68387 #DE64A1 #03795F
