Bluetooth schetst mobiliteitsbeeld havengebied Rotterdam

______
Dit artikel hoort bij het thema-artikel ‘Big data in het mobiliteitsdomein’.
______

Jaarlijks doen ruim 32.000 zeeschepen de haven van Rotterdam aan. Dit genereert een gigantische goederenstroom over de weg, binnen het havengebied zelf en naar het achterland. Om ervoor te zorgen dat deze stroom efficiënt en duurzaam wordt afgehandeld, zet het Havenbedrijf Rotterdam onder meer bluetooth in als ‘ogen op de weg’.

Om de bereikbaarheid betrouwbaar en zo volledig mogelijk in beeld te brengen, startte het Havenbedrijf Rotterdam in 2008 met het intensief monitoren van het verkeer op haar wegen. Het maakte hierbij vooral gebruik van meetlussen. Om van de ruwe data bruikbare informatie te maken werd het verkeersinformatiesysteem Roportis ontwikkeld. Dit systeem presenteert real-time het verkeersbeeld in het havengebied en berekent de prestatie van het wegennet.
Met de ingewonnen data was het echter niet mogelijk om reistijden af te leiden. Om ook in die behoefte te voorzien, is het Havenbedrijf in 2010 begonnen met bluetooth-detectie.

Data-inwinning met bluetooth
Bluetooth is een open standaard voor draadloze verbindingen tussen apparaten op korte afstand. Vrijwel elke moderne telefoon of handsfreeset beschikt over deze communicatietechnologie en veel gebruikers hebben hun bluetooth constant aan staan. Ieder apparaat met een actief bluetooth-signaal maakt gebruik van een unieke identificatie, een zogenaamd MAC-adres, waardoor deze herkenbaar is voor andere bluetooth-apparaten.
De crux van bluetooth als inwintechniek is dat speciale detectiesystemen, ‘bluetooth-kastjes’ langs de weg, deze MAC-adressen oppikken. Het bereik van zo’n kastje is ruim 400 meter. Door de detecties met waarneemtijd en locatie-identificatie te registreren, ontstaat er een reeks van bluetooth-detecties in de tijd (De privacy is hierbij gewaarborgd: MAC-adressen zijn niet persoonsgebonden, worden bij inwinning direct versleuteld en uiteindelijk geaggregeerd opgeslagen, waardoor het onmogelijk is verplaatsingen te herleiden naar individuen.).

Om de bluetooth-detectie geschikt te maken voor verkeerstoepassingen, worden eventuele bijvangsten eruit gefilterd. Een bluetooth-kastje kan immers ook signalen opvangen van personen en/of voertuigen anders dan auto- en vrachtverkeer, zoals signalen van reizigers in een passerende trein, (brom)fietsers enzovoort. Ook zal de wegbeheerder de dekkingsgraad in ogenschouw moeten nemen. Normaliter zendt zo’n 20% tot wel 70% van het totale verkeer een actief bluetooth-signaal uit. Bij elke analyse en/of nabewerking van de meetgegevens moet de representativiteit worden afgewogen.

Vrachtverkeer
Nu is bluetooth-detectie al gemeengoed in Nederland en over de juiste verwerking en filtering van bluetooth-data is veel bekend. Het Havenbedrijf Rotterdam had echter ook wat nieuwe, specifieke informatiebehoeften. Er werd bijvoorbeeld gewerkt aan een nieuw dynamisch verkeersmodel, het Havenverkeersmodel. Belangrijk doel van dit model is dat het vrachtstromen met een relatie in het havengebied goed in beeld brengt. De tot dan toe beschikbare gegevensbronnen gaven onvoldoende inzicht in deze vrachtverkeersstromen.
Samen met IT&T (inmiddels Vialis), Royal HaskoningDHV en HIG onderzocht Havenbedrijf Rotterdam hoe de bluetooth-inwingegevens kunnen bijdragen aan een betrouwbaarder beeld van het verplaatsingsgedrag van vrachtverkeer. Resultaat van het onderzoek is dat het Havenbedrijf bluetooth op dit moment niet alleen gebruikt voor het genereren van real-time reistijden – de oorspronkelijke wens – maar ook voor het bepalen van verplaatsingsgegevens over vrachtverkeer en het modelleren van vrachtverkeer.

A. Real-time reistijden
Vanuit de reeksen met bluetooth-detecties genereert het informatiesysteem Roportis reistijden tussen de in totaal 86 bluetooth-kastjes in het havengebied en het achterland – zie figuur 1. Deze actuele reistijden worden als reistijdtrajecten gepresenteerd in het real-time verkeersbeeld van Roportis. Het systeem signaleert en markeert sterk afwijkende reistijden op trajecten. Hierdoor heeft het Havenbedrijf Rotterdam altijd direct inzicht in verstoringen in de bereikbaarheid van het havengebied.

B. Verplaatsingsgegevens vrachtverkeer
Om beter inzicht te verkrijgen in de relatiepatronen van het vrachtverkeer is de volgende methodiek ontwikkeld:

1. Een algoritme genereert relatiepatronen aan de hand van de beschikbare bluetooth-gegevens. Dit levert een globaal overzicht op van de verkeersrelaties met en binnen het havengebied. Zie het kader op deze bladzijde met voorbeelden van de ‘redeneerregels’ die het algoritme gebruikt.
2. Door verder in te zoomen op de bluetooth-gegevens kan vrachtverkeer van het gewone verkeer worden onderscheiden – zie figuur 2. Hiermee kunnen vrachtverkeerrelaties van en naar het havengebied worden gegenereerd.
3. De bluetooth-gegevens over vrachtverkeerrelaties worden gecombineerd met andere inwingegevens. Mede door de beperkte penetratiegraad van bluetooth geeft deze bron geen volledig beeld van de totale vrachtverkeersstromen. Met aanvullende inwingegevens, zoals intensiteit- en categoriemetingen, wordt de relatiematrix voor vrachtverkeer gecorrigeerd waarna een volledige herkomst-bestemmingsmatrix vrachtverkeer ontstaat.

C. Modellering vrachtverkeer in verkeersmodel
De door bluetooth-metingen beschikbaar gekomen verplaatsingspatronen voor vrachtverkeer zijn een essentiële bron voor een goede modellering van vrachtverkeer in het Havenverkeersmodel. Deze toevoeging heeft als resultaat dat het verkeersbeeld in en buiten het havengebied nu goed aansluit bij de werkelijkheid. Effecten van maatregelen om de bereikbaarheid te verbeteren zijn hierdoor beter te modelleren. Het Havenbedrijf Rotterdam kan zodoende tijdig inspelen op toekomstige knelpunten in de bereikbaarheid van het havengebied.

Behalve deze drie toepassingen, die met succes worden ingezet, werkt het Havenbedrijf aan twee nieuwe ontwikkelingen. De eerste betreft detaillering van de vrachtrelaties: door de bluetooth-detecties te combineren met registraties van voertuigtypen kunnen ook relatiepatronen van specifieke categorieën vrachtverkeer, zoals containervrachtwagens, gegenereerd worden. Een andere toekomstige toepassing is om met de reeksen bluetooth-detecties een beeld op te bouwen van de routekeuze van het verkeer. Uit deze routebeelden zou dan moeten blijken hoe de afweging tussen routes over het hoofdwegennet en over het onderliggende wegennet uitvalt.

Integraal beeld
Het Havenbedrijf Rotterdam wint nu al meer dan drie jaar gegevens in met behulp van bluetooth – het hele jaar door, dag in dag uit. Dit levert een integraal beeld van het transport op, met vele miljoenen waarnemingen als basis. Deze rijke bron van informatie maakt het mogelijk om direct inzicht te verkrijgen in verstoringen. Het Havenbedrijf Rotterdam kan ook proactief inspelen op toekomstige knelpunten in en rond het havengebied. Daarnaast biedt kennis van vrachtstromen het Havenbedrijf Rotterdam de mogelijkheid om de modaliteitskeuze te beïnvloeden, bijvoorbeeld om te bezien of ladingbundeling over partijen mogelijk is via de binnenvaart.
Bluetooth als inwintechnologie heeft zich daarmee meer dan voldoende bewezen als waardevolle informatiebron voor wegverkeer – ook voor specifieke toepassingen als die in het havengebied.

____

De auteur
Hans Wolfrat is projectmanager bij Royal HaskoningDHV.

Criteria voor bestemmingsdetectie

Hoe kan met behulp van bluetooth-data de bestemming worden gedetecteerd? Dat kan onder meer met behulp van de volgende ‘redeneerregels’:

• Onwaarschijnlijk lange reistijd tussen twee bluetooth-detecties. Tussen de locaties BT2 en BT3 ligt bijvoorbeeld 5 km en de rit duurt nu al langer dan 30 min, terwijl er geen file is. Een bestemming tussen BT2 en BT3 is dan waarschijnlijk.
• Vanuit de herkomst een onlogisch lange reistijd over de weg (blauwe lijnen) naar een detectielocatie. De gedetecteerde reistijd vanuit herkomst BT0 tot locatie BT3 valt binnen de te verwachten reistijd (rode pijl naar BT3), terwijl de reistijd vanuit herkomst BT0 naar detectielocatie BT4 de te verwachten reistijd (rode pijl BT4) overschrijdt. Dat betekent dat er wordt omgereden. Een bestemming tussen BT3 en BT4 is waarschijnlijk.
• Terugkeren op dezelfde locatie. Na passage van locatie BT3 wordt een signaal opnieuw opgepikt op BT2 of BT1. Een bestemming rond BT3 is waarschijnlijk.

Categoriedetectie uit bluetooth-meetgegevens

Door snelheden te berekenen van elk individueel voertuig is het mogelijk om onderscheid te maken tussen voertuigentypen. Voertuigen die op autosnelwegen structureel de 100 km/u niet overschrijden, zijn hoogstwaarschijnlijk vrachtwagens, terwijl voertuigen die met enige regelmaat harder rijden, bijna zeker personenauto’s zijn. Aan een MAC-adres is zo de typologie personenauto of vrachtwagen te koppelen. In de praktijk blijkt er een voldoende constant en frequent gebruik van mobiele apparaten te bestaan, waardoor de bluetooth-gegevens een betrouwbare bron van verplaatsingsgegevens naar voertuigtype vormen.