Hoe IoT de TU Delft Campus tot proeftuin transformeert

Tijdens de pandemie is de TU Delft Campus veranderd in een proeftuin voor het monitoren van verkeersstromen op en rond de campus. Het plan voor dit soort onderzoek bestond al, maar als gevolg van COVID-19 is de uitvoering van het project versneld.

De ontwikkeling van de ‘Outdoor Mobility Digital Twin’ wordt aangestuurd door Dr. Sascha Hoogendoorn van het Mobility Innovation Centre Delft (MICD) en Prof. Serge Hoogendoorn, van de afdeling Transport & Planning aan de Faculteit Civiele Techniek & Geowetenschappen (CiTG) van de TU Delft. Met behulp van 30 (camera)sensoren rond de campus en publiek beschikbare gegevens over het openbaar vervoer en autoverkeer is het nu mogelijk om de mensen- en verkeersstromen op en rond de campus bijna in real-time op een dashboard te visualiseren en te volgen. Aan de hand van deze gegevens kunnen de locatie, de dichtheid en de richting van de mensenstromen op de campus worden voorspeld en kan het effect van ingevoerde veiligheids- en beleidsmaatregelen worden aangetoond.

Het dashboard wordt momenteel gebruikt in het kader van het COVID-19 Digital Campus-project, dat gericht is op het ondersteunen van de zogenaamde “1,5 m-maatschappij”. Het wordt gebruikt om na te gaan of mensen voldoende afstand bewaren en om drukke plekken te identificeren waar een verhoogd besmettingsrisico bestaat. Het uiteindelijke doel is een betrouwbare voorspelling van de bewegingen op de campus en van de plaatsen waar zich naar verwachting problemen zullen voordoen, op korte termijn (15 minuten) maar ook op langere termijn (dagen of weken). De wens is om, samen met de gemeente, het dashboard uit te breiden naar heel Delft. Zo kan het dashboard worden ingezet om mensen te adviseren minder drukke routes te nemen, drukke plaatsen te vermijden, op een ander tijdstip te reizen of een ander vervoermiddel te nemen.

Do IoT Fieldlab draagt bij aan het dashboard met de ontwikkeling van mmWave-sensoren, die een geweldige aanvulling vormen op het bestaande sensornetwerk van het MICD. Marco Zuniga, Przemysław Pawełczak, en Fernando Kuipers, van de TU Delft Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI), werken aan het ontwikkelen en inzetten van mmWave-sensoren die worden gebruikt om mensenmassa’s te tellen en te volgen zonder de identiteit van de individuen te achterhalen. Deze sensoren werken net zoals de radars waarmee we vliegtuigen opsporen: ze zenden een draadloos signaal uit en vangen het weerkaatste signaal weer op, wat wordt weergegeven als stippen op een scherm. Het voordeel van deze sensoren is dat hun zeer hoge frequentie (met golflengten in het mm-gebied) voldoende informatie oplevert om het verschil te zien tussen mensen en dieren, fietsen, auto’s, enz., maar niet genoeg om persoonlijk identificeerbare informatie vast te leggen. Het streven is om mmWave-sensoren goedkoper en zuiniger te maken dan de traditionele sensoren die momenteel worden gebruikt. Dit onderzoek wordt uitgevoerd in samenwerking met het AMS Institute in Amsterdam en de Nederlandse startup BeepBeep. Nadat de sensoren volledig zijn ontwikkeld, zullen zij deel uitmaken van het sensornetwerk voor het mobiliteitsdashboard.

Monitoringplatform (gezamenlijk ontwikkeld met AMS en Beep Beep)

Twee volwassenen en twee kinderen worden op een privacy-bestendige manier gevolgd op een plaatselijke speelplaats in Delft. Met deze sensoren kan geen identificeerbare informatie worden verkregen.

Nu 5G als faciliterende technologie voor IoT is ingevoerd op de TU Delft Campus, kan dit sensornetwerk groeien om zo enorme hoeveelheden gegevens te verzamelen, verwerken en in real-time door te sturen naar de centrale monitoringlocatie en ‘Outdoor Mobility Digital twin’. Door alle beschikbare gegevens over de locaties en verplaatsingen van personen en de beschikbaarheid van mobiliteitsdiensten op en rond de campus te combineren en te verrijken, kunnen we de verkeersstromen veel beter organiseren en optimaal gebruik maken van bestaande en nieuwe diensten. Bovendien maakt de integratie met 5G-technologie de verdere ontwikkeling en inzet van innovatieve mobiliteitsdiensten mogelijk waarvoor zeer betrouwbare, zeer snelle communicatietechnologie nodig is, zoals zelfrijdende voertuigen en verkeersveiligheidscontrole.

Hoewel de focus van de Outdoor Mobility Digital twin op korte termijn ligt op het informeren van het campusmanagement over de ontwikkeling van mensenmassa’s, kritieke locaties en de vraag of mensen zich aan de afstandsregels houden, zijn er nog veel meer toekomstige toepassingen waarbij IoT een rol kan spelen, zoals bij het realiseren van een betere verbinding tussen het treinstation Delft Campus en Campus Zuid. Of nieuwe algoritmes voor het aansturen van verkeerslichten, bijvoorbeeld via directe communicatie met voetgangers en fietsers, het aanbieden van nieuwe vervoersdiensten om van, naar en op de campus te reizen, reserveringssystemen voor parkeerplekken, etc. Kortom: de mogelijkheden voor de ontwikkeling van IoT en nieuwe duurzame mobiliteitsoplossingen zijn eindeloos, zeker gezien de ambitie om de communicatie-infrastructuur, het sensornetwerk en het dashboard uit te laten groeien tot een volwaardig fieldlab voor innovatie in mobiliteit.