Sensor von ETH-Studierenden ermöglicht klimabewusste Platzgestaltung in Zürich
ETH-Studierende haben Sensoren entwickelt, die Aufschluss geben k?nnen, wie Menschen st?dtische Pl?tze nutzen. Sie messen anonym, wie die Leute zum Beispiel Stühle auf einem Platz gebrauchen. Die Sensoren haben sich im Testlauf bew?hrt und k?nnten künftig für eine bedarfsgerechte Planung von ?ffentlichen R?umen zum Einsatz kommen.
Wie verhalten sich Menschen im ?ffentlichen Raum, wenn es in der Stadt sehr heiss ist und als Folge der Klimaerw?rmung künftig noch heisser wird? Wie benutzen sie zum Beispiel Sitzgelegenheiten wie vorhandene Stühle auf ?ffentlichen Pl?tzen? Wie unterscheidet sich deren Gebrauch je nach Tageszeit, Wetter oder Ausstattung eines Platzes? Um diese Fragen zu kl?ren, haben das Tiefbauamt und das Elektrizit?tswerk der Stadt Zürich im August und September 2022 ein Pilotprojekt durchgeführt und 16 der gemeinsam mit der ETH Zürich entwickelte Sensoren getestet. Eingesetzt wurden je acht Sensoren auf dem Münsterhof und auf dem Vulkanplatz in Zürich. Die beiden Pl?tze unterscheiden sich in ihrer Lage und auch hinsichtlich des Materials der Stühle. Die Sensoren wurden an den Stühlen befestigt.
Tats?chlich registrierten die Sensoren auch Unerwartetes: Eines Nachts schlugen die Daten bezüglich L?rmpegel und Stuhlbewegungen ungew?hnlich stark aus. Das war am 13. August 2022, als die Street Parade nach zwei Jahren Corona-bedingten Unterbruch wieder mit tausenden Teilnehmenden stattfand und viele Raver:innen die Nacht auf den beiden Pl?tzen verbrachten.
Entworfen und gebaut haben diese Sensoren ETH-Studierende am D-ITET Center for Project Based Learning (vgl. Kasten). Mit den Sensoren lassen sich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und L?rmpegel messen. Ausserdem liefern sie Daten, die auf die Belegung und den jeweiligen Standort der Stühle hinweisen: ?Der Sensor kann die Position eines Stuhls mittels GPS bestimmen?, erkl?rt Lukas Schulthess, Projektleiter von Seiten der ETH. ?Mit einem Beschleunigungssensor und einem intelligenten Auswertungsalgorithmus l?sst sich ermitteln, wie lange jemand auf einem Stuhl sitzt.?
Zudem wurde getestet, ob die Sensoren einen Beitrag zu einer bedarfsgerechten Planung des ?ffentlichen Raums leisten, da diese Planung in Zürich an Wichtigkeit gewinnt.
ETH-Sensoren haben sich bew?hrt
Nun teilt die Stadt Zürich heute mit (vgl. externe Seite Medienmitteilung des Tiefbau- und Entsorgungsdepartements der Stadt Zürich), dass sich die neu entwickelten Sensoren bew?hrt haben: Die drahtlose Datenübertragung funktionierte in der Testphase zuverl?ssig, der Betrieb lief st?rungsfrei und die Datenqualit?t war gut. Die Datenauswertung konnte zudem Aufschluss darüber geben, wo und wie h?ufig die Stühle genutzt wurden.
Entsprechend k?nnen, schreibt die Stadt weiter, die Sensoren künftig für Angebotsverbesserungen (etwa mehr Sitzgelegenheiten oder mehr Schattenpl?tze) und zur bedarfsgerechten Planung von Pl?tzen eingesetzt werden. Natürlich, sagt Schulthess, lassen sich solche Daten auch mittels Beobachtung, Frageb?gen, Z?hlungen oder Kameras erzeugen. ?Die Sensoren erheben diese Daten jedoch effizienter, zuverl?ssig, kontinuierlich und anonym. Die Daten gestatten keine Rückschlüsse auf einzelne Personen.?
Und was ?sagt? die Datenauswertung insgesamt? Neben Gemeinsamkeiten zeigen sich vor allem auch Unterschiede, wie die Pl?tze genutzt werden: Die Sitzm?glichkeiten wurden auf beiden Pl?tzen morgens und abends ?hnlich stark genutzt. Die Stühle auf dem Münsterhof waren nachmittags am st?rksten ausgelastet, diejenigen auf dem Vulkanplatz am Mittag. Am Samstag waren die Sitzgelegenheiten auf dem Münsterhof st?rker besucht als diejenigen auf dem Vulkanplatz.
Bezüglich der Position der Stühle zeigte sich, dass die Stühle auf dem Münsterhof bei Sonneneinstrahlung in den Schatten gestellt wurden. Auf dem Vulkanplatz hingegen blieben sie unabh?ngig von Sonneneinstrahlung und Temperatur über den ganzen Platz verteilt. Dies hat mit der Gestaltung der Pl?tze zu tun: Der Vulkanplatz beherbergt viele kleine B?ume die Schatten liefern, w?hrend der Münsterhof ohne Begrünung gestaltet ist.
Das Pilotprojekt wurde im Rahmen von ?Smart City Zürich? durchgeführt und umfasst auch Aspekte des ?Urban Computing? und ?Urban Planning?. Für die ETH-Studierenden ist das Sensorprojekt nun abgeschlossen, w?hrend die Stadt Zürich weitere Einsatzm?glichkeiten prüft.
Center for Project-Based Learning
Das Center for Project-Based Learning (PBL) geh?rt zum Departement für Informationstechnologie und Elektrotechnik (D-ITET). Das PBL konzentriert sich in erster Linie auf Lehrveranstaltungen mit Projekten und praktischer Anwendung für Bachelor- und Master-Studierende. Um den Studierenden innovative und realit?tsnahe Projekte zu bieten, finden solche oftmals in Zusammenarbeit mit Industriepartnern und externen Institutionen – wie im aktuellen Fall mit der Stadt Zürich – statt.
Die Kernkompetenz des PBL liegt dabei in der Forschung und Entwicklung von energieeffizienten, smarten Systemen mittels neuartiger Sensoren, Sensorfusion und Edge Computing (worunter die dezentrale Datenverarbeitung am Rand eines Netzwerks verstanden wird). Dies erm?glicht es dem PBL, mit vielen interdisziplin?ren Forschungsbereichen zusammenzuarbeiten, die auf spezialisierte Systeme angewiesen sind.