Van A naar Beter

De gsm als hulpmiddel voor verkeerssystemen

Een van de speerpunten in de Mobiliteitsnota is de bereikbaarheid; deze moet verbeterd en voorspelbaar worden. Hiervoor is het noodzakelijk inzicht te verkrijgen in de verkeersstromen en deze zonodig te beïnvloeden. De gsm is hierbij mogelijk een hulpmiddel.

  
Figuur 1
Begin jaren negentig is op Europees niveau begonnen met de ontwikkeling van een Integrated Transport Environment (ITE). Dit heeft geleid tot het project KAREN (Keystone Architecture Required for European Networks). Een van de producten die dit project opleverde is een Intelligent Transportation System (ITS). Deze Europese structuur is uitgewerkt in diverse nationale ITS-architecturen, waaronder in Nederland.
Een van de aspecten van de verkeersarchitectuur betreft het signaleren van het verkeersaanbod en het hierover informeren van de weggebruikers. Met sensoren wordt het aanbod gemeten, waarna de verzamelde informatie wordt verwerkt, om vervolgens zonodig het verkeer bij te sturen door middel van zogenoemde actuatoren. Het doel is de verkeersstromen zoveel mogelijk te optimaliseren.
In de huidige situatie zijn de sensoren vooral detecterende lussen in de weg en observaties via camera's en politiesurveillances. Doordat camera's en lussen alleen op de hoofdwegen voorkomen, is het verkregen verkeersbeeld incompleet. Actuatoren bestaan uit matrixborden boven het wegdek enerzijds en verkeersinformatie via radio en internet anderzijds. Daarnaast zijn navigatiesystemen in auto's steeds vaker in staat om verkeersinformatie te ontvangen en te gebruiken voor routebepalingen. Ook hier is verbetering mogelijk. Matrixborden en detectielussen zijn alleen op hoofdwegen te vinden. Verkeersinformatie via de radio is niet locatiegebonden; door het grote aantal files worden alleen bijzonderheden gemeld. De navigatiesystemen komen nog het best uit de verf, hoewel ook hier nadelen aan verbonden zijn (vooral kosten).
Verbeteringen kunnen zowel bij de vergaring als bij de verstrekking van informatie plaatsvinden. De techniek voor deze verbetering dient wel binnen de kaders van de bestaande verkeersarchitectuur te passen, waarbij de investeringen minimaal moeten zijn. Gsm en aanverwante technieken kunnen hierbij zowel als sensor als actuator worden gebruikt. Hiermee kan de verkeersarchitectuur zonder veel extra investeringen worden uitgebreid.

Gsm als sensor

Door de mogelijkheid van positiebepaling van een gsm kan de gsm als sensor dienen. Gezien de penetratiegraad van circa 100 procent in Nederland is dit aantrekkelijk. Voor deze 'gsm-sensor' moet een systeem worden ontwikkeld dat aan het bestaande verkeerbeheerssysteem kan worden gekoppeld. Dit systeem moet aan een aantal voorwaarden voldoen.
Allereerst moet worden gerealiseerd dat niet alle gsm's zich in auto's bevinden. Dit betekent dat het systeem alle informatie met betrekking tot de verplaatsing van gsm's moet filteren, zodat alleen informatie overblijft die betrekking heeft op auto's. Deze filtering begint met de koppeling aan een Geografisch Informatiesysteem (GIS) met daarin het (Nederlandse) wegennet. Gsm's buiten de bestaande wegen kunnen hiermee worden geëlimineerd. Daarnaast is via trendanalyse en vergelijking met andere sensoren een verdere filtering mogelijk.
Een tweede punt is de koppeling met het bestaande verkeerbeheerssysteem. Het systeem zal de gegevens na filtering hieraan moeten doorgeven. Dit vereist dat de vorm van de gegevensstroom die afkomstig is van het systeem voor zover mogelijk overeen dient te komen met de gegevens afkomstig van het landelijke MONICA-systeem (dat onder meer snelheden en intensiteit van verkeer meet).
Als laatste is van belang dat de gegevens vanuit het bestaande verkeerbeheerssysteem worden teruggevoerd naar het systeem om dit te kunnen optimaliseren.

Gsm als actuator

Naast sensor kan een gsm ook als actuator fungeren: informatie kan aan de automobilist worden doorgegeven. De gsm als actuator is echter minder triviaal dan het fungeren als sensor. Doordat er informatie moet worden doorgegeven is het nummer van de gsm nodig. Dit beïnvloedt de anonimiteit van de gsm-eigenaar. Bovendien is het contact opnemen met een gsm niet gratis, waardoor een abonnement noodzakelijk kan zijn. Er moet ook worden gekeken naar de vorm van de informatieverstrekking: mogelijk zijn een gesproken bericht of een sms.
Als laatste is het nodig te bepalen aan wie welke informatie wordt verstuurd. Door Location Based Services (LBS) te gebruiken is het mogelijk de informatie alleen naar de personen te sturen voor wie het relevant is.

Architectuur

Uitwerking van genoemde concepten levert een systeem op dat bestaat uit een aantal componenten. Er is een component nodig voor de koppeling met een of meer telecomproviders (telecom connector in Figuur 1). Buiten de koppeling is deze component ook verantwoordelijk voor het filteren, zodat alleen relevante data overblijven. Deze component zorgt voor het vergaren van informatie.
Daarnaast is een component nodig die zorgt dat de informatie bij de juiste personen terechtkomt (LBS in Figuur 1). Welke personen dit zijn, is afhankelijk van de locatie van de persoon en het recht op de informatie (abonnement). De LBS-component is verbonden met een externe component die communicatie met gsm's verzorgt.
 
Verder is er een component voor de besturingslogica. Deze component heeft drie interfaces met het bestaande verkeerbeheerssysteem: een functioneert als sensor voor het bestaande beheerssysteem, een tweede als actuator. Via een derde interface wordt informatie voor het bijsturen van de filters in de telecomconnector uitgewisseld. Tot slot is er een database met historische gegevens (voor het bijsturen van de filters), geografische data en abonneegegevens.

Informatie verzamelen

Om wat te kunnen zeggen over reistijden en dergelijke is actuele en betrouwbare verkeersinformatie essentieel. De traditionele manier om die te verkrijgen is vooral gericht op drukkere delen van snelwegen en verkeersknooppunten. Een alternatief is het concept Floating Car Data (FCD), waarbij verkeersdeelnemers 'zelf' real-time verkeersgegevens doorgeven door het inzetten van gsm-technologie. Deze gegevens kunnen onmiddellijk verstuurd en verwerkt worden op een centrale locatie. Door het draadloze principe kunnen gegevens verzameld worden over alle wegen in Nederland. Verder heeft FCD de potentie om kwalitatief betere verkeersinformatie te genereren doordat over de totale route van de automobilisten gegevens verzameld worden.

De techniek van FCD

Positiebepaling is de kern bij FCD. Deze moet draadloos uitgevoerd en gecommuniceerd kunnen worden. FCD vereist herhaaldelijke plaats- en tijdmetingen, waarmee de snelheid bepaald kan worden. Positiebepaling kan met technieken als Global Positioning System (GPS) of Assistent Global Positioning System (A-GPS), maar ook met gsm, GPRS en UMTS. Vooral gsm-telefoons zijn door hun populariteit aantrekkelijk voor het verkrijgen van FCD.
Via de gsm-infrastructuur kan op verschillende manieren een positie bepaald worden. De meest simpele vorm is om op basis van het gsm-netwerk vast te stellen in welke cel de gsm zich bevindt. De grootte van de cellen (variërend van een paar honderd meter binnen de bebouwde kom tot vele kilometers erbuiten) is bepalend voor de nauwkeurigheid van de positiebepaling. Voor het verkrijgen van FCD is de celinformatie niet toereikend. De volgende technieken kunnen als basis dienen voor het verkrijgen van FCD:

  • Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)
  • Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA)
  • Uplink Time Difference Of Arrival (U-TDOA)
  • Time of Arrival en Angel Of Arrival (TOA en AOA)

E-OTD, OTDOA en U-TDOA

De technieken E-OTD, OTDOA en U-TDOA gaan uit van positiebepaling op basis van verschillen in tijdstip van ontvangst en driehoeksmeting: verschillende zendmasten

  
Figuur 2
ontvangen het signaal van een gsm. Door verschillen in tijdstip van ontvangst kan de positie van de gsm berekend worden. Voorwaarde voor deze methode is tijdsynchronisatie tussen de zendmasten en voldoende masten voor de driehoeksmeting. De ontwikkeling met UMTS lijkt gunstig voor deze methoden, omdat het aantal zendmasten bij UMTS groter is dan bij gsm.

Time of Arrival en Angle of Arrival (TOA en AOA)

Het meten van de hoek waaronder het verzonden signaal van de gsm binnenkomt bij de zendmast is een andere mogelijkheid voor de positiebepaling van de gsm. Er worden drie zaken bepaald bij deze techniek: in welke cel bevindt de gsm zich, op welk tijdstip en onder welke hoek komt het signaal binnen bij een zendmast.
De positiebepaling vindt plaats op een zogenaamd Serving Mobile Location Centre (SMLC). Dit SMLC, dat gekoppeld is aan het netwerk van de gsm-provider, verstuurt de ruwe gegevens voor verwerking naar een centraal punt. Hierbij worden de positie- en tijdgegevens losgekoppeld van de gsm-identificatie, zodat gewaarborgd wordt dat de gegevens niet gebruikt worden voor tracering van specifieke gsm's (en hun gebruikers). Na filtering kan op basis van deze gegevens onder meer de verkeersdrukte worden vastgesteld.

Factoren bij het gebruik van gsm voor Floating Car Data

De nauwkeurigheid van positiebepaling en technische aanpassingen die in een gsm-netwerk moeten plaatsvinden zijn de belangrijkste issues bij de toepassing van de plaatsbepalingstechnieken.
In de Verenigde Staten zijn de eisen die de Federal Communication Commision (FCC) stelt aan positiebepaling ten behoeve van het alarmnummer 911 belangrijk voor een brede implementatie van een van deze technieken bij de gsm-operators. Zodra ook binnen de EU eisen zullen gelden voor positiebepaling bij alarmnummers, zal ook hier een bredere implementatie op gang komen van plaatsbepaling via gsm-technologie.
Gsm in de auto is een continue bron van discussie. De verplichting handsfree te telefoneren gaat bij sommigen nog niet ver genoeg. Daarnaast mag de privacy van de gsm-gebruiker niet in het geding komen. Als dit niet of onvoldoende wordt gegarandeerd, is de kans groot dat gsm-gebruikers reageren door de gsm tijdens het rijden uit te zetten.

Informatie verstrekken

Met de nieuwe manier van informatie verzamelen heeft men veel gedetailleerdere informatie over het wegennet. Informatie over files, omleidingen, et cetera zijn nu voor bijna alle wegen beschikbaar. Doordat men over veel meer informatie beschikt, zijn de huidige manieren van informatie verspreiden (zoals matrixborden, radio, teletekst en internet) niet meer geschikt. Matrixborden staan niet overal en het verspreiden via radio is niet meer bruikbaar. Met de nieuwe hoeveelheid informatie is ook een nieuwe manier van verspreiden nodig, waarbij alleen de weggebruikers worden bereikt voor wie de informatie van belang is. Dit komt erop neer dat iemand die op de A7 richting Groningen rijdt alleen informatie ontvangt over de omstandigheden op de A7 richting Groningen. De file op de A2 is voor hem/haar niet van belang. Hiervoor kan men Location Based Services (LBS) gebruiken. LBS zijn services die mensen met mobiele apparatuur voorzien van persoonlijke service die gerelateerd is aan de locatie van de gebruiker.

Werking van LBS

LBS is een samenwerking van verschillende technologieën, communicatie-infrastructuren en informatieomgevingen. De onderdelen kunnen in drie groepen worden ondergebracht:

  • Positiebepaling: hiervoor kunnen bij LBS dezelfde technieken gebruikt worden als bij het verkrijgen van informatie. Het verschil tussen het verkrijgen en verstrekken van informatie via positiebepaling is dat men de ene keer de positie van veel anonieme gebruikers bepaalt en de andere keer van één specifieke (bekende) gebruiker.
  • Location Services Platform (LSP) is het kloppend hart van LBS. LSP zorgt ervoor dat alle informatie verzameld, geïntegreerd met andere informatie en verzonden wordt naar de eindapplicaties. Daarnaast zijn regels in het LSP geïntegreerd, bijvoorbeeld voor het controleren of een aanvraag van een bevoegde gebruiker komt of dat verkeersinformatie over een bepaalde locatie alleen naar gebruikers binnen een straal van veertig kilometer mag worden verstuurd. Het nadeel van LSP is het ontbreken van een standaard. Verschillende bedrijven, waaronder IBM en Oracle, hebben platforms op de markt gebracht. Door de verscheidenheid aan apparatuur voor toegang tot het LSP, is er ook een grote diversiteit aan markup-talen, protocollen voor communicatie en netwerken. Voor een goedwerkend LBS moet aan al deze verschillen worden gedacht. Men wil immers iedereen de mogelijkheid bieden om de juiste verkeersinformatie te ontvangen.
  • De applicaties: men kan hierbij denken aan systemen voor het verzamelen, verwerken en bewerken van gegevens en applicaties voor de eindgebruiker. Ook hier kan de gsm worden ingezet. Zo kunnen berichten over de plaatselijke verkeerssituatie worden doorgegeven met een gsm met wap-functionaliteit. Het verzoek, danwel het antwoord, wordt verstuurd in XML-formaat. Dit formaat kan in elke opmaak worden weergegeven. Een nadeel van een gsm is het kleine scherm waarop weinig informatie past. Voordeel is dat de bestaande infrastructuur kan worden gebruikt.
  
Figuur 3
LBS is zeker een ontwikkeling die belangrijk kan zijn voor het verkeer. Door het ontbreken van standaardisatie is LBS echter moeilijk breed toepasbaar te maken. Een andere zwak punt van LBS is de betrokkenheid van verschillende partijen. LBS koopt men namelijk niet bij één, maar bij meer leveranciers. Alle partijen moeten op elkaar afgestemd worden voor goed werkende diensten.

Privacy

De privacy is belangrijk bij het verzamelen van gegevens voor FCD. Er worden gsm-locatiegegevens gebruikt die zijn te herleiden naar een persoon. Hierdoor kan een privacyprobleem ontstaan, want locatiegegevens zijn nauw verwant aan gsm-verkeersgegevens. De verkeersgegevens vallen onder de algemene privacybescherming van artikel 10 van de Grondwet. Het is nog niet duidelijk of locatiegegevens ook verkeersgegevens zijn. Als dit zo is, vallen deze onder de privacybescherming en mogen ze niet zonder meer gebruikt worden. Er zijn twee manieren om deze gegevens toch te kunnen gebruiken:
1. De locatiegegevens anoniem maken, zoals bij het MTS-systeem van LogicaCMG.
2. Toestaan gebruik van locatiegegevens. Een gsm-bezitter geeft toestemming voor het gebruik van zijn locatiegegevens voor FCD. Er zijn al voorbeelden waarbij toestemming wordt gegeven, zoals Spotter van O2 (Telfort) en Friendzone van Vodafone.

Veiligheid

Veiligheidsaspecten spelen vooral een rol bij het verzenden van persoonlijke gegevens. Dit is het geval bij LBS als er via gsm betaald wordt en bij de ontvangst van informatie.
Betaalde diensten hebben nog geen hoge vlucht genomen, maar er zijn tal van initiatieven, zoals MobiPay en Mobile2pay. De verwachting is dat deze diensten snel verder ontwikkeld worden. Al de genoemde initiatieven gebruiken een extra pincode om het transactieverkeer te beveiligen. Een bestuurder op de snelweg heeft echter geen tijd om deze code in te voeren. Dit zal de verkeersveiligheid nadelig beïnvloeden. Het direct betalen van een dienst (zoals reistijd- of file-informatie) ligt dus niet voor de hand. Een alternatief is het aanbieden van een abonnement waarbij de bestuurder anders betaalt (via bank-/girorekening of per ontvangen sms).
Een ander punt van mogelijke verkeersonveiligheid is het lezen van de informatie. De LBS-informatie kan op verschillende manieren aangeboden worden, bijvoorbeeld via sms. Door het kleine display kan gebruik van sms de verkeersveiligheid in gevaar brengen. Een alternatief is om het sms-bericht voor te laten lezen via 'text to speach', maar alleen duurdere gsm's kunnen dit. De informatie kan ook als audiobericht via mms worden verstuurd, wat door nieuwere gsm's ondersteund wordt. Dit kost echter bandbreedte, wat het bericht voor de ontvanger duurder maakt.

Conclusie

De gsm biedt interessante mogelijkheden voor het reguleren van het verkeer. De grootste kracht ligt hierbij in het ontbreken van de noodzaak tot fysieke ingrepen, zoals het aanleggen van meetlussen en matrixborden. Door de voorgestelde architectuur aan te laten sluiten bij het bestaande verkeerbeheerssysteem wordt een beter en vooral completer beeld verkregen van de verkeerssituatie. Ook kan de positie van de weggebruiker via de gsm-netwerken bepaald worden, waarna locatiegebonden informatie geleverd kan worden. Privacy-aspecten bij het verzamelen van FCD kunnen worden ondervangen door het anonimiseren van de gegevens. De gsm is beter geschikt als sensor dan als actuator. Bij het gebruik als actuator dient rekening te worden gehouden met verkeersveiligheid enerzijds, en het kostenaspect anderzijds. Desalniettemin verdient het aanbeveling verder onderzoek te wijden aan het gebruik van de gsm om van A naar Beter te gaan.

 
Johan Baaijens, Milo Broekmans, Else Maria van der Meulen en Eddy Kivits

x

Om te kunnen beoordelen moet u ingelogd zijn:

Dit artikel delen:

Reacties

misschien is 't handig als sommige plaatjes niet de tekst bedekken..

Stuur dit artikel door

Uw naam ontbreekt
Uw e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
article 2005-06-17T00:00:00.000Z Johan (e.a.) Baaijens
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.