Gegenüberstellung von Möglichkeiten zur automatisierten Fahrgasterfassung im Zug

Ziel dieser Ausarbeitung ist eine strukturierte Gegenüberstellung von Möglichkeiten zur automatisierten Fahrgasterfassung im Zug. Die Notwendigkeit einer automatisierten Fahrgasterfassung ergibt sich aus dem stetig steigenden Bedarf an Mobilität innerhalb der deutschen Bevölkerung. Dies erfordert insbesondere im öffentlichen Verkehr die Etablierung von effizienten und intelligenten Verkehrssystemen. Aus exakten Fahrgastzahlen ergibt sich für Verkehrsverbünde,- unternehmen, -oder-planer ein unternehmerischer Mehrwert. Denn Hinsichtlich der zu erbringenden Verkehrsleistungen, sowie ökonomischer Betriebsabläufe bergen Fahrgastzahlen ein enormes Optimierungspotenzial. Mit Hilfe der Fahrgastzahlen lässt sich der Auslastungsgrad einzelner Fahrzeuge oder Wagen bestimmen, was wiederrum die Erstellung eines bedarfsgerechten Fahrplans begünstigt. Ebenso können Fahrgastzahlen für die nachfrageorientierte Einnahmeaufteilung zwischen mehreren Verkehrsbetreibern eines Verkehrsverbundes herangezogen werden. Einnahmen und Kosten können so zwischen den Beteiligten gerecht aufgeteilt werden. Aufgrund des zeitlichen und personellen Aufwandes, sowie der geringen Aktualität von manuellen Fahrgaserfassungen, werden diese fast flächendeckend durchautomatisierte Methoden ersetzt. Neben dem Verkehrswesen finden Personenerfassungen auch in anderen Bereichen des öffentlichen und privaten Raumes statt. Im Einzelhandel, aber auch für Veranstaltungen und Versammlungen spielen bekannte Besucherzahlen eine zentrale und entscheidende Rolle hinsichtlich der Erfolgsbeurteilung. Im Notfall helfen solche Zahlen auch bei einer notwendigen Evakuierung eines Gebäudes oder eines Geländes. Grundlage der Personenerfassung in diesen Branchen können mechanische oder elektronische Systeme sein. Als mechanische Erfassungssysteme werden Zugangssperren in Form von Drehkreuzen bezeichnet. Diese sind oft mit einem Ticket-System gekoppelt und erfordern für ein erfolgreiches Durchqueren eine gültige Eintrittskarte. Zu den elektronischen Systemen werden vor allem Sensoren auf Basis verschiedener Techniken gezählt. Dazu zählen Lichtschranken, Radar- und Lasersysteme, sowie Infrarotsysteme. Dabei werden zwischen einem Sender und einem Empfänger Signale gesendet, welches beim Vorhandensein einer Person unterbrochen wird und dementsprechend vom Gerät als Personenzählung registriert wird. Videosysteme basieren auf einer Auswertung des Kamerabildes und erfassen Personen, sobald diese eine gesetzte Zähllinie überqueren. Im Bereich des Stadtmarketings wird in einigen deutschen Städten zur Personenerfassung auf das WLAN-Tracking des Smartphones zurückgegriffen. Da die dabei erfasste einmalige Identifikationsnummer eines Smartphones gespeichert werden kann, ist eine Erstellung von Bewegungsmustern einzelner Personen möglich. Die Fahrgasterfassung in öffentlichen Verkehrsmitteln ist Teil einer Verkehrserhebung. Der Begriff der Fahrgasterfassung wird hier synonym zur Bedeutung der Fahrgastzählung eingesetzt. Neben Messungen, Beobachtungen und Befragungen gehört die Zählung zu den Standardarten einer Verkehrserhebung. Gekennzeichnet sind diese erhobenen Daten durch Vollständigkeit, Genauigkeit, Aktualität und Zuverlässigkeit. Wichtige Elemente einer Verkehrserhebung sind die Festlegung des zu untersuchenden Gebietes, sowie eine angemessene Dokumentationen aller Erhebungsvorgänge. Eine Zählung registriert dabei eine Ortsveränderung von Personen oder Objekten. Im Fall der Fahrgasterfassung bzw. der Fahrgastzählung wird dem Name nach eine bestimmte Personengruppe ermittelt. Dies sind per Definition Personen, welche öffentliche Verkehrsmittel zum Zwecke eines Ortswechsels nutzen. Wie bereits erwähnt, existieren zwei Möglichkeiten der Fahrgasterfassung. Die manuelle Fahrgasterfassung erfolgt durch im Fahrzeug mitfahrendes Zählpersonal, während die automatisierte Fahrgasterfassung hauptsächlich durch im Fahrzeug installierte Zählsysteme erfolgt. Erste automatisierte Systeme zur Ermittlung der Anzahl an Fahrgästen basierten auf der Ermittlung deszusätzlich im Fahrzeug vorhandenen Gewichts. Mit Hilfe eines angenommenen Durchschnittsgewichtseines Fahrgastes, konnten so Rückschlüsse auf den Besetzungsgrad des Fahrzeuges gezogen werden. Da diese Ergebnisse realitätsfern und ungenau waren, wurden sogenannte Automatische Fahrgastzählsysteme (AFZS) entwickelt. Die Zähldaten stammen dabei aus sensor- oder videobasierten Systemen. Diese sind neben der Fahrgasterfassung auch in der Lage Objektklassifizierungen durchzuführen und so Fahrräder, Kinderwägen, Rollstühle oder Gepäckstücke eindeutig zu identifizieren. Nach einer Auswertung der Fahrgastzahlen lassen sich leicht Aussagen über nötige Zugfolgen, Zuglängen und Fahrzeuggrößen ableiten. Im deutschsprachigen Raum sind ca. 10-20 % der gesamten Fahrzeugflotte des ÖPNV mit AFZS ausgestattet. Eine Vollausstattung aller Fahrzeuge ist nichtnotwendig, denn durch die flexible Gestaltung hinsichtlich der Fahrzeugdisposition lassen sich einzelne Fahrzeuge bzw. Wagen leicht austauschen. Dementsprechend kann bei der Ausstattung von Zügen mit AFZS zwischen dem „Zugkonzept“ und dem „Wagenkonzept“ unterschieden werden. Beim erstgenannten Konzept sind alle Wagen eines Zuges mit AFZS ausgestattet, beim „Wagenkonzept“ hingegen nur einzelne Wagen. Neben den AFZS gibt es auch noch weitere automatisierte Erfassungssysteme. Eine wesentliche Anforderung, welche an alle Erfassungsmethoden gestellt wird, ist der Datenschutz. In Deutschlandfordert das Bundesdatenschutzgesetz (BDSG) die Wahrung der Persönlichkeitsrechte. Das BDSG und die jeweiligen Landesdatenschutzgesetze greifen bei der Erhebung, der Verarbeitung und der Nutzung von personenbezogenen Daten. Unter diese Art der Daten fallen Angaben, wie Alter und Geschlecht aber auch Informationen, welche indirekt einer bestimmten Person zugeordnet werden können (z.B. Telefonnummern, Sozialversicherungsnummern oder MAC-Adressen). Werden personenbezogene Daten ausreichend anonymisiert, ist deren Verwendung unproblematisch. Eine weitere Anforderung an solche Zählmethoden ist das Erreichen einer bestimmten Zählgenauigkeit. Liefert ein Zählsystem nicht die vom Auftraggeber geforderte Genauigkeit, ist eine Investition in dieses System überflüssig. Bei der Entscheidung für eine Erfassungsmethode muss auch auf deren Einsatzgebiet geachtet werden. Der Zählbereich einiger Methoden kann durch verschiedene Beschränkungen begrenzt werden. Darunter kann die Montagehöhe und –breite fallen, aber auch die Voraussetzung gewisser Lichtverhältnisse. Genau wie AFZS gehören die Erfassungsmethoden, welche auf einer Datenauswertung von mobilen Endgeräten basieren, zu denjenigen Methoden, welche im Fahrzeug selbst stattfinden. Als ständiger elektronischer Begleiter kann heutzutage stellvertretend für die Position eines mobilen Endgerätes die Position des Besitzers angenommen werden. AFZS bestehen im Wesentlichen aus drei Komponenten: Der Erfassung, der Übertragung und der Auswertung der Daten. Die Erfassung erfolgt mit Hilfe spezieller Sensoren. In dieser Arbeit wird auf die Stereokameras und die 3D-Infrarot-Technikgenauer eingegangen. Eine Stereokamera besteht aus zwei Kameralinsen, welche einen definierten Eingangsbereich von oben überwachen. Wenn ein Fahrgast diesen Bereich betritt, wird der Abstandzwischen Sensor und dieser Person ermittelt, woraus ein dreidimensionales Höhenprofil des erfassten Fahrgastes erzeugt wird. So können Ein- und Aussteigervorgänge identifiziert werden. Mittels Verkabelung innerhalb des Fahrzeuges, werden die Zähldaten an ein Aufzeichnungsgerät übertragen. Von dort aus werden die Zähldaten über Mobilfunk (z.B. 3G/4G) an die Zentrale gesendet und mit Hilfe einer speziellen Software am Computer ausgewertet. In Bezug auf die Datenübertragung und Datenauswertung funktionieren AFZS mit 3D-Infrarottechnik ähnlich wie die mit Stereokamera, lediglich die Erfassungstechnik ist eine andere. Grundlage dieser Methode ist die Infrarotstrahlung, welche von einem Sensor im Türbereich abgestrahlt wird und vom Fahrgast im Eingangsbereich reflektiert und zurück zum Sensor geschickt wird. Der Abstand zwischen Fahrgast und Sensor wird über die Laufzeit des infraroten Signals bestimmt. Aus mehreren Signalen, welche an einem Körper reflektiert werden, kann ebenfalls ein dreidimensionales Höhenprofil erstellt werden, aus dem Ein- und Aussteigerermittelt werden können. Die erste Smartphone basierende Erfassungsmethode ist die Auswertung der Floating Phone-Daten. Als solche werden Datensätze bezeichnet, welche durch Mobilfunkgeräte erhoben werden. Zur Positionsbestimmung von Fahrgästen in Zügen werden dabei Standortinformationen bezüglich Mobilfunktelefonen benötigt, welche von den Mobilfunkanbietern erhoben und weitergegeben werden. Dabei sind die Positionsbestimmungen umso präziser, falls das zu lokalisierende Mobilfunktelefon zu diesem Zeitpunkt eine aktive Verbindung hält. Eine aktive Verbindung besteht, wenn eine Gespräch oder eine Datenverbindung aufgebaut wird. Auch das WLAN-Tracking fällt unter die Kategorie, welche auf einer Datenauswertung von mobilen Endgeräten basiert. Bei eingeschalteter WLAN-Funktion versucht das mobile Endgerät (Smartphone oder Tablet) ständig eine Verbindung zu einem sich in der Nähe befindlichen Router aufzubauen. Diese Verbindungsanfragen werden vom Router erkannt und gespeichert. Da hierbei auch immer die eindeutige Identifikationsnummer des mobilen Endgerätes (MAC-Adresse) übermittelt wird, können so einzelne Bewegungsmuster von Fahrgästen erstellt werden. Die sogenannte iBeacon-Technologie basiert ähnlich wie das WLAN-Tracking auf einer eingeschalteten Bluetooth-Funktion im mobilen Endgerät des Fahrgastes. Notwendig wird auch eine spezielle App, welche auf dem Endgerät installiert werden muss. iBeacons sind kleine Minisender, welche ein Bluetooth-Signal aussenden, welches von der auf dem mobilen Endgerät installierten App registriert wird. Darauf aufbauend kann die Entfernung zwischen iBeacon und Endgerät bestimmt werden. Fahrgäste können auch über Systeme erfasst werden, ohne dass ein zusätzliches Gerät im Fahrzeuginstalliert werden muss. Über das elektronische Ticket in Form einer Chipkarte besteht ebenfalls die Möglichkeit die Anzahl an Fahrgästen in einem Fahrzeug zu bestimmen. Der Fahrgast hält dabei beim Ein- und beim Ausstieg seine Chipkarte an das Lesegerät, wodurch seine Anwesenheit im Fahrzeugregistriert wird. Genauso kann über die Anzahl der verkauften Papier-Tickets auf die im Fahrzeug anwesenden Fahrgästegeschlossen werden. Eine weitere Erfassungsmethode ergibt sich aus der Analyse der Fahrgastanfragen an eine elektronische Fahrplanauskunft. Start und Ende der bevorstehenden Reise werden vom Fahrgast auf der Internetseite des Verkehrsbetreibers eingegeben und von einer speziellen Software protokolliert. Daraus lassen sich Fahrgastzahlen ableiten. Auch auf internationaler Ebene werden Fahrgäste erfasst. Vor allem im europäischen Ausland kommen dafür AFZS deutscher Hersteller in Einsatz