Mensenmenigten bewegen zich anders nu we anderhalve meter afstand van elkaar moeten houden. Onderzoekers van de TU Eindhoven brengen de nieuwe looproutes in kaart, zonder dat de privacy in het geding komt.

Een mensenmenigte kan zo groot worden dat er een onveilige situatie kan onstaan. Al twee jaar doet de Technische Universiteit Eindhoven samen met ProRail onderzoek naar drukte op treinstations. Ze doen dat onder meer met sensoren die bewegingen registreren.

De coronapandemie en de ingevoerde regels voor social distancing hebben dit jaar extra urgentie gegeven aan het onderzoek. Hoe bewegen mensen zich in een massa waarin ze anderhalve meter afstand van elkaar moeten bewaren? 

 

Afstandsregels

De voor het al langer lopende onderzoek gebruikte sensoren konden niet zomaar worden ingezet om het naleven van de afstandsregels vast te stellen. Die regels gelden immers niet voor leden uit één huishouden. 'We ontwikkelden een algoritme dat heel precies én real-time mogelijke familie-achtige groepen kan herkennen', stelt onderzoeker Alessandro Corbetta van de faculteit Tehnische Natuurkunde van de TU/e. 'Dat wil zeggen: twee of meer mensen die samen het station binnenkomen, tijdens hun tocht door het station steeds samenblijven en ook samen in dezelfde trein stappen. Van hen is het namelijk aannemelijk dat het koppels of gezinnen zijn.' 

\

Hoe meer mensen er op het perron zijn, hoe meer onderlinge contactmomenten er ontstaan (figuur links). Tachtig tot 85 procent van de reizigers betrad het perron alleen (rode staven in figuur rechts); ongeveer 20 procent van de reizigers in deze periode het perron op kwam samen met een ander persoon (blauwe staven).


Voor dat laatste moesten de onderzoekers een nieuw analysesysteem bouwen. Bestaande algoritmen lichten de gegevens meerdere keren door voordat ze met een resultaat komen, wat tijd en rekenkracht kost. Het systeem dat de TU/e-onderzoekers nu ontwikkelden, is daarentegen snel, draait op een simpele laptop en is makkelijk schaalbaar. 

Met elke nieuwe meting die binnenkomt, wordt de conclusie nauwkeuriger, wat ervoor zorgt dat steeds beter wordt herkend of mensen al dan niet bij elkaar horen. Hoe langer zo’n groep rondloopt in het meetgebied, hoe zekerder je ze kunt uitsluiten uit de dataset, aldus de onderzoekers, die onlangs hun bevindingen publiceerden in het wetenschappelijke tijdschrift PLOS ONE.
 


Utrecht Centraal

De Eindhovense onderzoekers hebben hun systeem getest op het perron van spoor 5 op station Utrecht Centraal. Daar hebben ze in totaal negentien sensoren geïnstalleerd die samen het hele perron kunnen doormeten. De sensoren maken gebruik van infrarood laserlicht om een zwart-wit ‘dieptebeeld’ te construeren. Ze meten dag en nacht, met in normale situaties zo’n honderdduizend metingen per dag, wat in de eerste drie maanden van corona daalde tot gemiddeld zestienduizend dagelijkse metingen.

De sensoren volgen anoniem de looppaden van reizigers, volgens een principe dat al in 2014 aan de TU/e is ontwikkeld. Het systeem draait om het reconstrueren van een dieptekaart. Deze kaart geeft de afstand weer tussen elk ruimtelijk punt en de sensoren. Als voetgangers langs een sensor lopen, komt er een duidelijke ‘diepte-vingerafdruk’ tevoorschijn: hoofden zijn de bovenste punten, schouders iets lager, dan komt de rest van het lichaam, met armen en benen.
 


Privacy

Zo'n vingerafdruk, die op zichzelf geen informatie bevat die herleidbaar is tot een persoon, duurt slechts een fractie van een seconde. Meer tijd is niet nodig om de positie van voetgangers te identificeren en te bepalen hoe ze lopen. 'Alleen de posities en trajecten worden vervolgens opgeslagen voor analyse', zegt Corbetta.' Dat maakt het mogelijk een betrouwbare analyse te maken zonder de privacy van individuele treinrezigers te schaden. 

Corbetta hoopt dat de bevindingen ook zullen helpen om mensenmassa's elders beter te monitoren, zoals in musea, stadions of op luchthavens.

'Het onderzoek van de TU/e is voor ProRail interessant omdat het meer inzicht geeft in de loopstromen op het station, niet alleen tijdens de anderhalvemetersamenleving, maar ook daarna', zegt Frank van Schadewijk, loopstroomdeskundige bij ProRail  in een persbericht. 'Met die kennis kunnen wij in de toekomst nog betere stations ontwerpen.' 


Foto: ProRail