Frequenzmessung in Städten: Anonyme Daten für die smarte Stadtplanung der Zukunft

Die Frequenzmessung in Städten hat sich als ein wirksames Werkzeug zur Gestaltung lebenswerter urbaner Räume etabliert. Sie eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten – von der Optimierung des Verkehrsflusses über die Evaluierung von Infrastrukturprojekten bis hin zur Entwicklung smarter Stadtstrategien. Wir werfen einen Blick auf moderne Technologien der Frequenzmessung und beleuchten, wie sie zur Stadtentwicklung beitragen können.

Was ist Frequenzmessung?

Frequenzmessung ist der Prozess der Erhebung, Analyse und Auswertung von Daten über die Anzahl und Bewegungen von Personen und Fahrzeugen in spezifischen urbanen Räumen. Die Daten können sowohl an festen Standorten, etwa an wichtigen Kreuzungen, öffentlichen Plätzen oder in Einkaufsstraßen, als auch durch mobile Systeme an wechselnden „Point of Interests“ erhoben werden. Dabei kommt eine Vielzahl von Technologien zum Einsatz, die je nach Methode historische Daten oder Echtzeit-Daten zur Verfügung stellen.

Frequenzmessung als Grundlage für informierte Stadtplanung

Um zukunftsfähig zu bleiben, müssen sich Städte zunehmend umweltbewusster, lebenswerter und attraktiver präsentieren. Eine wesentliche Voraussetzung dafür sind präzise Informationen über die Bewegungsströme von Menschen und Fahrzeugen im urbanen Raum.

Fehlt eine solide Datenbasis, mangelt es an Erkenntnissen für sinnvolle Entscheidungen. Frequenzmessungen liefern hier objektive, belegbare Fakten, die pauschalisierten Meinungen und subjektiven Einschätzungen entgegenwirken. Durch datenbasierte Einblicke sind städtische Planer und Entscheidungsträger deutlich besser in der Lage, informierte Entscheidungen zu treffen und die Effektivität von Stadtentwicklungs-, Verkehrsplanungs- und Marketingstrategien zu erhöhen. ​

Optimierung urbaner Prozesse durch Frequenzdaten

Frequenzmessung hat im städtischen Kontext vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, die wichtigsten davon sind:

• Stadtplanung und Infrastrukturentwicklung: Frequenzdaten bieten eine Entscheidungsgrundlage, um öffentliche Räume bedarfsgerecht zu gestalten und die Infrastruktur gezielt auszubauen.
• Evaluierung von Maßnahmen: Die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Steigerung der Standortattraktivität, Verkehrsberuhigung oder Flächennutzung lässt sich durch Frequenzanalysen bewerten. Nur durch Messungen ist eine Erfolgskontrolle möglich!
• Verkehrsmanagement: Die Analyse von Personen- und Fahrzeugströmen unterstützt die Verkehrsplanung, Verkehrsflussoptimierung sowie Parkraumbewirtschaftung.
• Standort- und Immobilienanalyse: Standortattraktivität, Immobilienwerte und Betriebsansiedelungen lassen sich anhand von Frequenzdaten bewerten.
• Wirtschaftsförderung und Einzelhandel: Frequenzmessung ermöglicht eine zielgerichtete Anpassung von Marketingstrategien und unterstützt den Einzelhandel durch Kundenstromanalysen.
• Tourismusförderung: Daten zur Besucherfrequenz zeigen auf, welche Attraktionen und Tourismusangebote besonders beliebt sind und wo es Verbesserungspotenzial gibt.
• Smart-City-Entwicklung: Frequenzmessungen fördern Smart-City-Projekte, indem sie städtische Abläufe digitalisieren und Optimierungspotenzial für urbane Prozesse aufzeigen.

Frequenzmessung im Einklang mit dem Datenschutz

Ein zentrales Anliegen bei der Frequenzmessung in Städten ist der Schutz personenbezogener Daten. Durch die DSGVO und andere Datenschutzgesetze ist der Umgang mit Bewegungsdaten streng reguliert.

Viele Systeme, wie z. B. Kamerasysteme, arbeiten ohne die Speicherung von Bilddaten, wodurch eine hohe Datenschutzkonformität gewährleistet ist. Frequenzmessungen, die auf Mobilfunkdaten, WLAN- oder Bluetooth-Signalen basieren, anonymisieren die Daten, sodass Rückschlüsse auf individuelle Personen ausgeschlossen sind.

Bedenken der Bürger, insbesondere gegenüber Kamerasystemen, sollten jedoch frühzeitig aufgegriffen werden. Eine offene Kommunikation bereits im Planungsprozess schafft Transparenz und ermöglicht, den Nutzen der Technologie zu verdeutlichen.

Tradition vs. Innovation: Frequenzzählung im Wandel

Die traditionelle manuelle Frequenzzählung ist in der modernen Datenanalyse nicht mehr zeitgemäß. Die Methode ist nicht nur zeitaufwendig, sondern kann auch nicht durchgängig eingesetzt werden und liefert oft lückenhafte Daten, die für viele Anwendungsbereiche unzureichend sind. Auch Lichtschranken und Induktionsschleifen unter dem Straßenbelag werden aufgrund ihrer begrenzten Präzision immer seltener genutzt und zunehmend durch genauere Technologien ersetzt.

Moderne Alternativen

Heutzutage gehören moderne Systeme wie Mobile Tracking, WLAN- und Bluetooth-Tracker sowie optische Sensoren wie Kameras, Infrarotscanner und Laserscanner (z. B. LiDAR) zu den gängigen Alternativen. Diese Technologien erfassen nicht nur die Anzahl der Verkehrsteilnehmer, sondern liefern auch eine Fülle zusätzlicher Daten, die mit traditionellen Methoden nicht generiert werden können.

Wichtige Entwicklungen in der Frequenzmessung

Zu den bedeutendsten Entwicklungen in diesem Bereich zählen sensorbasierte und KI-gestützte Systeme, wie etwa LiDAR und fortschrittliche Videoanalysen. Auch die Fortschritte in der 3D-Bildgebung und der Sensorfusion (Kombination verschiedener Sensordaten) haben die Präzision der Frequenzmessung maßgeblich verbessert. Zudem haben intelligente Zähltechnologien, die mit IoT- und Cloud-Plattformen verbunden sind, das Potenzial, die Frequenzmessung in Städten revolutionär zu verändern, indem sie Echtzeitdaten, verbesserte Analysefunktionen und eine hohe Flexibilität bieten.

Multifunktionale Systeme in urbanen Umgebungen

In komplexen urbanen Umgebungen erweisen sich vor allem multifunktionale Systeme als deutlich leistungsfähiger. Durch die Kombination verschiedener Technologien und Sensoren bieten sie eine umfassendere und verlässlichere Datenbasis für Stadtplanung und Verkehrskonzepte. Systeme dieser Art sind in der Lage, unterschiedliche Parameter wie Frequenz, Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Verweildauer zu erfassen. Beispiele hierfür sind Systeme, die LiDAR, Kameras und andere Sensortechnologien integrieren, um eine ganzheitliche Sicht auf die Verkehrssituation oder Besucherströme zu bieten.

Kameras mit Datenschutz: Anonyme Einblicke in die Stadt

Für die Frequenzmessung in Städten kommen verschiedene Systeme zum Einsatz, je nach Anforderung und Standort:

• IP-Kameras mit Analysesoftware sind ideal zur Erfassung von Passantenströmen in belebten Zonen wie Einkaufsstraßen.
• 3D-Videosensoren erzeugen durch zwei Linsen präzise Bilder und differenzieren Personen selbst in dichten Menschenmengen – eine gute Lösung für Veranstaltungen.
• Infrarot- und Thermalkameras, die nur Wärmesignaturen erfassen, sind besonders nützlich in schlecht beleuchteten Bereichen wie Parkhäusern und Tiefgaragen oder zur Verkehrsüberwachung. Die Klassifizierung von Verkehrsteilnehmern ist jedoch bei Videokameras  wesentlich präziser.
• Die fortschrittlichste Technologie zur Frequenzmessung nutzt KI-gestützte Kamerasysteme, die Videodaten in Echtzeit analysieren und mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen Muster, Objekte und Verhaltensweisen erkennen können.

Beispiel: BERNARD Mobility Analyser

Ein innovatives Beispiel für ein KI-gestütztes Kamerasystem ist der BERNARD Mobility Analyser (BMA), entwickelt von BERNARD Technologies, einem Unternehmen der österreichischen BERNARD-Gruppe. Die Gruppe ist mit Standorten in Hall, Wien, Graz sowie zehn weiteren in Deutschland vertreten.

Der BMA besteht aus einem intelligenten optischen System für die Erhebung von Mobilitätsdaten des fließenden Verkehrs wie Anzahl der Verkehrsteilnehmer, Fahrzeugklassen, Richtungserkennung, Abstandserhebung und Geschwindigkeitsmessungen sowie für den ruhenden Verkehr für Parkraumüberwachung. Die Informationen werden vor Ort in Echtzeit bereitgestellt.

Die Bildauswertung sowie die anonymisierte Datenauswertung erfolgen direkt im Kamerasystem. Es werden daher keine Videos und personenbezogenen Daten gespeichert.

KI-gestützte Frequenzmessungen sind die Zukunft – sie schaffen eine Grundlage für effizientere Verkehrsplanung, Umweltschutz und ein besseres Verständnis urbaner Dynamiken.  

Ing. Georg Schiestl, Geschäftsführer Bernard Technologies GmbH

Anwendungsbeispiele für den BERNARD Mobility Analyser

Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind sehr vielfältig und reichen von Parkraumüberwachung und Verkehrszählung bis zur dynamischen Verkehrssteuerung und Bewegungsstromanalyse:

• Parkleitsystem: Der Mobility Analyser identifiziert nicht nur freie Parkplätze, sondern erfasst auch deren Größen. Fahrer werden in Echtzeit über die verfügbaren Stellplätze über ein Dashboard informiert. Zusätzlich können die Daten in Kundensysteme eingespielt werden, um diese Informationen auch in verschiedene Apps zu integrieren.
• Kennzeichenerfassung für den Ziel- und Quellverkehr: Der Mobility Analyser ermöglicht die verschlüsselte Kennzeichenerfassung und kategorisiert Fahrzeuge nach Herkunftsregionen. Dadurch können Verkehrsströme in Echtzeit analysiert und Besucherströme gezielt gelenkt werden. Das System lässt sich auch zur Identifizierung von Falschparkern bei E-Ladestationen effizient einsetzen.
• Verkehrszählung: Der Mobility Analyser erfasst die Geschwindigkeit von Fahrzeugen und kann feststellen, ob es beispielsweise eine hohe Anzahl von Schnellfahrern gibt, die Maßnahmen wie Radaranlagen oder Tempo-30-Zonen erfordern. Ebenso kann er die Anzahl von Scootern und Fahrrädern erfassen und überprüfen, ob diese die vorgesehenen Fahrflächen nutzen.
• Verkehrssteuerung: Der Mobility Analyser wird zur Optimierung von Ampelsteuerungen eingesetzt, etwa durch die Verlängerung der Grünphase für Fußgänger an stark frequentierten Kreuzungen oder aber für die Bevorrangung von öffentlichen Verkehrsmitteln.

In Zukunft wird die Kombination verschiedener Technologien die Datenerfassung und -analyse erheblich verbessern. Die KI-gestützte Objekterkennung und -klassifizierung, wie sie im Mobility Analyser implementiert ist, wird beispielsweise in Verbindung mit Echtzeit-Handytracking oder Laserscannern zu präziseren Analysen und intelligenten Lösungen in Bereichen wie Verkehrsmanagement und urbaner Planung führen.

Ebenso können Lärmbelastungen durch den Verkehr durch einen zusätzlichen Sensor, dem BERNARD Sound Analyser permanent erfasst werden und daraus Maßnahmen zur Reduzierung der Lärmbelastung abgeleitet werden.

Laserscanner: Mehr Sicherheit und Übersicht mit Echtzeitdaten

LiDAR (Light Detection and Ranging) ist einer der am häufigsten eingesetzten Laserscanner für Frequenzmessungen in städtischen Umgebungen. Ein LiDAR-Sensor sendet kurze, gebündelte Laserimpulse aus und misst die Zeit, die der reflektierte Lichtstrahl benötigt, um zum Sensor zurückzukehren. Dadurch lassen sich der Abstand zwischen Objekten sowie deren Größe und Geschwindigkeit sehr präzise bestimmen und eine detailgetreue 3D-Karte der Umgebung erstellen. Ein Vorteil von LiDAR ist, dass es auch bei schlechten Lichtverhältnissen zuverlässig funktioniert.

Einsatzbereich

LiDAR-Systeme eigenen sich zur Erfassung von Echtzeitdaten, besonders an Standorten, wo Verkehrssicherheit wichtig ist. Die Technologie wird daher zunehmend zur Verkehrsüberwachung, Steuerung von Ampelphasen und bei der Planung von Verkehrssicherheitsmaßnahmen eingesetzt – oft auch in Kombination mit Kamerasystemen sowie Wi-Fi- oder Bluetooth-Tracking.

Beispiel: LiDAR und Mobility Analyzer für mehr Verkehrssicherheit

BERNARD Technologies hat den Mobility Analyser mit einem Laser-LiDAR-System kombiniert, um eine unfallgefährdete Kreuzung zu überwachen und Beinahe-Zusammenstöße zu detektieren. Ziel des Projekts war es, die Ursachen für die häufigen Zwischenfälle zu ermitteln.

Die KI identifizierte automatisch kritische Situationen, die anschließend analysiert wurden, um Einflussfaktoren wie Ampelschaltung, Beleuchtung und Beschilderung zu überprüfen. Dabei wurde auch untersucht, welche Verkehrsteilnehmer an den gefährlichen Situationen beteiligt waren. Das Ergebnis dieser Analyse führte schließlich dazu, dass Radfahrer einen eigenen Radfahrstreifen erhielten, um die Sicherheit zu erhöhen.

Mobile Tracking: Tagesaktuelle Daten für großflächige Analysen

Mobile Tracking, auch bekannt als Location-Based Services (LBS), verwendet anonymisierte Standortdaten von Mobilgeräten, um Bewegungsmuster von Personen und Fahrzeugen zu analysieren. Mobilfunkanbieter stellen diese aggregierten und anonymisierten Daten bereit und ermöglichen mithilfe von Big Data und KI wertvolle Einblicke in Besucherströme, Besuchsfrequenzen und Aufenthaltszeiten in bestimmten Gebieten. Ergänzende Analysen erlauben auch die Abschätzung von Besuchermerkmalen wie Geschlecht, Altersgruppe und Nationalität.

Einsatzbereich

Mobile Tracking zeigt keine Echtzeit-Bewegungen und absolute Zahlen, sondern liefert tagesaktuelle Frequenzmessungen, die auf Hochrechnungen basieren. Die Daten sind daher weniger präzise, eignen sich jedoch für großflächige Analysen von Besucherströmen und Trends. So lassen sich Trends über verschiedene Zeiträume hinweg erkennen, etwa wie sich Besucherzahlen an Wochentagen gegenüber Wochenenden verhalten oder wie spezielle Veranstaltungen die Frequenz beeinflussen.

Beispiel: Analysedaten für eine bessere Erreichbarkeit der Haller Innenstadt

In Hall in Tirol ist auf Initiative der Haller Kaufleute eine mehrjährige Zusammenarbeit mit der A1-Tochtergesellschaft Invenium Data Insights, geplant, um die Verkehrsbelastung in der Stadt zu reduzieren. Im Fokus steht der zentrale Verkehrsknotenpunkt zur Inntalautobahn, über den alle umliegenden Gemeinden fahren müssen, um Zugang zur Autobahn zu erhalten. Als Folge davon kommt es regelmäßig zu starken Staus, die  zunehmend die Erreichbarkeit der Innenstadt beeinträchtigen.

Mit der Frequenzmessung sollen Daten gewonnen werden, um zu analysieren, aus welchen Nachbargemeinden die Besucher kommen und welche Verkehrsmittel sie bevorzugen. Ziel ist es, durch die Auswertung dieser Bewegungsdaten Tendenzen zu erkennen – etwa, ob mehr Kunden aus Absam oder Mils kommen – und darauf aufbauend das Angebot an öffentlichen Verkehrsmitteln, Fahrradwegen und Parkplätzen gezielt zu verbessern und die Innenstadt insgesamt leichter zugänglich zu machen.

Uns ist es wichtig, dass Hall als Handelsstandort attraktiv und interessant bleibt – ein Ort, der den Besuch für Kunden wert ist. Die Frequenzmessung wird uns helfen, fundierte Informationen zu gewinnen, um das Verkehrsangebot und die Erreichbarkeit der Innenstadt gezielt zu verbessern.

Richard Madersbacher, Obmann der Haller Kaufleute

Bluetooth- und WLAN-Tracker: Echtzeit-Bewegungsmuster

Eine weitere Möglichkeit zur Frequenzmessung in Städten ist die Detektion mobiler Endgeräte und Navigationssysteme mit aktivierter WLAN- oder Bluetooth-Funktion. Damit können in Echtzeit Bewegungsmuster analysiert werden, während die Anonymität durch Verschlüsselung der Daten geschützt bleibt.

Obwohl die Datenerfassung von der Aktivierung der Geräte abhängt und somit nur Passanten erfasst, die WLAN oder Bluetooth nutzen, reichen die gesammelten Datenpunkte aus, um  statistische Auswertungen vorzunehmen. Die daraus generierten Analysen bieten Einblicke in Verhaltensmuster wie Aufenthaltsdauer, Häufigkeit von Besuchen und Bewegungsströme.

Einsatzbereich

Mit diesen Technologien lassen sich Pendelstrecken sowie das Verkehrsmanagement in Stoßzeiten effizient analysieren und die Parkplatzauslastung im Blick behalten. Ferner kommen Bluetooth- und WLAN-Tracker in Einkaufsstraßen und Innenstädten zum Einsatz, wo sie Informationen für die Planung und Evaluierung von Events und Marketingstrategien liefern.

Beispiel: Bluetooth- und WLAN-Tracker zur Smart City Entwicklung

Ein anschauliches Beispiel wie Bluetooth- und WLAN-Tracker in einer Gesamtstrategie integriert werden können, ist die deutsche Stadt Dormagen. Im Rahmen der „Smart Industrial City“ wurden zentrale Stadtbereiche mit Bluetooth- und WLAN-Trackern ausgestattet, die Echtzeitdaten zur Besucherfrequenz erfassen. Die erhobenen Daten werden in eine zentrale Datenplattform eingespeist und fließen zukünftig auch in den digitalen Zwilling der Stadt ein, der Bewegungen in der Innenstadt live widerspiegelt. Die Plattform bietet außerdem die Möglichkeit, Bewegungsdaten vergangener Zeiträume abzufragen.

Die Analysen der Besucherströme im Tages- und Wochenverlauf geben Dormagen wertvolle Einblicke, um Mobilitätsangebote gezielt zu verbessern, Aktionen im Stadtmarketing zu bewerten und das städtebauliche Entwicklungskonzept weiterzuentwickeln. Perspektivisch soll aus dieser Lösung eine umfassende urbane Datenplattform entstehen, die der gesamten Stadtgesellschaft – von Bürgern und Bildungseinrichtungen bis hin zu Unternehmen und dem Stadtkonzern – zugänglich gemacht wird.

Am Beispiel der Frequenzmessung zeigt sich, dass Digitalisierung auch im Kontext des städtischen Lebens Erkenntnisgewinn bringt und Teil von intelligenten Lösungen sein kann.

André Heryschek, Leiter Strukturwandel und Smart City bei der der Stadtmarketing- und Wirtschaftsförderungsgesellschaft (SWD)

Infrarotscanner: Günstige Lösung für einfache Messungen

Moderne Infrarotscanner erfassen die Wärmeabstrahlung von Menschen und leiten diese in Echtzeit an zentrale Analysetools weiter, um Bewegungsmuster und Besucherzahlen auszuwerten. Da sie ausschließlich Wärmebilder erfassen, bleiben die Daten anonym.

Ein besonderer Vorteil ist ihre Funktionalität bei schlechten Lichtverhältnissen und in der Nacht. Allerdings sind sie anfällig für Umwelteinflüsse wie Staub und Wetter, verfügen nur über eine begrenzte Reichweite und können bei der Unterscheidung einzelner Personen in dicht gedrängten Gruppen Schwierigkeiten haben.

Einsatzbereich

IR-Scanner haben in großen Menschenmengen ihre Grenzen und werden hier oft in Kombination mit anderen Technologien genutzt. Trotz dieser Einschränkung kommen sie häufig in stark frequentierten städtischen Gebieten zum Einsatz, jedoch strategisch an einzelnen Eingängen, Durchgängen oder Orten, an denen die Menschendichte relativ gering ist (z.B. Verkehrsknotenpunkte wie Bahnhöfe, Eingänge zu Einkaufszentren oder öffentlichen Veranstaltungen). Für einfache Frequenzdaten in verkehrsarmen Zeiten oder zur Überwachung allgemeiner Trends (anstelle exakter Zahlen) werden IR-Sensoren aber auch in belebten Gebieten eingesetzt.

Wie werden die Daten bereitgestellt?

Um die erfassten Daten optimal nutzbar zu machen, stehen verschiedene Bereitstellungsformate zur Verfügung, die sich an die Anforderungen von Kunden und kommunalen IT-Systemen anpassen lassen:

1. Dashboards: Interaktive Visualisierungen ermöglichen es Kunden, Daten in Echtzeit zu analysieren.
2. Daten-Export: Regelmäßige Berichte und Analysen, die Trends und Muster zusammenfassen.
3. API-Zugriff: Direkte Anbindung an bestehende Systeme für kontinuierlichen Datenfluss.
4. Mobile Apps: Benutzerfreundliche Apps für den schnellen Zugriff auf Frequenzdaten.

Die Daten werden zudem ansprechend grafisch aufbereitet, um die Ergebnisse ohne großen Aufwand in Stakeholder-Meetings präsentieren zu können. Relevante Informationen, wie Wetterbedingungen, werden ebenfalls zur Verfügung gestellt.

Fazit: Frequenzmessung in Städten als strategisches Instrument

Die Frequenzmessung in Städten ist mehr als nur ein technisches Verfahren zur Datenerfassung; sie ist ein strategisches Instrument für die Zukunftsfähigkeit urbaner Räume. Durch die Kombination moderner Technologien und datengestützter Analysen können Städte nicht nur ihre Infrastruktur optimieren, sondern auch die Lebensqualität ihrer Bürger nachhaltig steigern. In Anbetracht der fortschreitenden Urbanisierung und der wachsenden Anforderungen an die Mobilität ist die effektive Nutzung von Frequenzdaten entscheidend. Kommunen, die diesen Weg einschlagen, profitieren nicht nur von einer besseren Verkehrsplanung, sondern schaffen auch eine transparente und anpassungsfähige Stadtgestaltung, die den Bedürfnissen ihrer Bürger gerecht wird.

Lesen Sie auch: Künstliche Intelligenz in der urbanen Mobilität: Neue Wege für Verkehrsplanung und -management

Michael Gsaller

Michael Gsaller ist seit 25 Jahren Geschäftsführer vom Stadtmarketing Hall in Tirol, seit vielen Jahren im Vorstand des Dachverbandes „Stadtmarketing Austria“ und seit Oktober 2024 dessen Präsident. Ein ausgewiesener Experte für belebte und attraktive Orte.
Gsaller war Referent bei der zweiten Ausgabe der Südtiroler Akademie für Orts- und Stadtentwicklung.