Mobiele sensoren in openbaar vervoer maken luchtkwaliteitsmetingen representatiever

Dekking van Amsterdam en haar inwoners met zes bussen en trams uitgerust met luchtkwaliteitssensoren, geoptimaliseerd voor maximale ruimtelijke dekking. Hiermee kan bijna de helft van de bevolking (46%) worden bereikt. (Afbeelding TUDelft)

Luchtkwaliteit is een belangrijk aandachtspunt bij de inrichting en ontwikkeling van stedelijke gebieden. Om de concentraties van onder meer fijnstof en stikstofdioxide te monitoren, maken gemeenten traditioneel gebruik van vaste meetstations. Hoewel deze meetpunten waardevolle gegevens opleveren, hebben ze een belangrijk nadeel: ze meten uitsluitend op specifieke locaties. Daardoor blijven delen van de stad buiten beeld en geven de meetresultaten niet altijd een representatief beeld van de blootstelling van de gehele stadsbevolking.

Een mogelijke oplossing is het inzetten van mobiele sensoren op bestaande vervoersmiddelen. Door bussen en trams uit te rusten met meetapparatuur kunnen luchtkwaliteitsgegevens op uiteenlopende locaties worden verzameld, zonder dat daarvoor een volledig nieuw netwerk van vaste meetstations nodig is.

Aanvulling op bestaande meetnetwerken
Onderzoekers van MIT Senseable City Lab, TU Delft en AMS Institute onderzochten het potentieel van deze mobiele meetmethode voor Amsterdam. Daarbij combineerden zij GPS-gegevens van bussen en trams met gedetailleerde demografische gegevens van het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS). De bevolkingsgegevens werden geanalyseerd op een ruimtelijke schaal van 100 bij 100 meter. Daarbij werd gekeken naar leeftijd, migratieachtergrond en woningwaarde op basis van de WOZ-gegevens.

Het onderzoek laat zien dat met een relatief klein aantal voertuigen al een aanzienlijk deel van de Amsterdamse bevolking kan worden bereikt. Wanneer zes bussen of trams worden uitgerust met sensoren, vertegenwoordigt het meetnetwerk binnen 24 uur al 17,6 procent van de inwoners. Na een volledige week loopt dit percentage op tot 26,2 procent.

Niet alleen het geografische bereik is daarbij van belang. Ook de samenstelling van de gemeten gebieden blijkt representatiever te worden. Door de meetroutes te combineren met demografische gegevens kunnen onderzoekers beoordelen in hoeverre verschillende bevolkingsgroepen in de metingen zijn vertegenwoordigd.

Strategische inzet van sensortechnologie
Volgens co-auteur Titus Venverloo, programmaontwikkelaar bij AMS Institute en onderzoeker bij MIT Senseable City Lab, biedt de methode mogelijkheden om bestaande milieumeetnetwerken inclusiever te maken.

“Veel steden kunnen nog beter kijken naar hoe de meetsystemen alle bevolkingsgroepen goed meenemen. Bij de plaatsing van sensoren ontstaat het risico dat de vervuilde lucht voor specifieke groepen over het hoofd wordt gezien. Door aanvullend op vaste sensoren het meetnetwerk uit te breiden met sensoren op het openbaar vervoer, bouwen we verder aan een eerlijk en dekkend milieunetwerk.”

Ook hoofdauteur Petar Koljenšić, onderzoeker bij TU Delft, MIT en AMS Institute, benadrukt dat een strategische inzet van mobiele meetapparatuur belangrijker kan zijn dan het simpelweg uitbreiden van het aantal vaste meetpunten.

“Met een selectie van twintig uitgeruste voertuigen kan vrijwel de gehele toegankelijke stad op een demografisch verantwoorde manier worden gemonitord. Het gaat er niet om dat je duizenden dure sensoren ophangt, maar dat je de mobiele sensoren strategisch op de juiste routes inzet.”

Online dashboard voor gemeenten
Om de praktische toepassing van de onderzoeksmethode te ondersteunen, hebben de onderzoekers een interactief online dashboard ontwikkeld. Via fair-sensing.com kunnen gemeenten verschillende scenario’s simuleren. Zo wordt inzichtelijk hoeveel voertuigen met sensoren moeten worden uitgerust en welke routes nodig zijn om een zo representatief mogelijk meetnetwerk te realiseren.

Hoewel het onderzoek zich richt op luchtkwaliteit, biedt de mobiele meetmethode ook mogelijkheden voor andere toepassingen. Zo kunnen vergelijkbare sensoren worden ingezet voor het monitoren van temperatuur en geluidsniveaus. Daarmee ontstaat perspectief op een breder netwerk voor stedelijke milieumonitoring.

Vervolgonderzoek in Rotterdam
De onderzoeksresultaten laten zien dat bestaande infrastructuur voor openbaar vervoer een waardevolle aanvulling kan vormen op traditionele milieumeetnetwerken. Door mobiele sensoren slim te combineren met vaste meetstations kunnen gemeenten meer inzicht krijgen in lokale verschillen in luchtkwaliteit en de blootstelling van inwoners.

De volgende stap is het testen van de methode in Rotterdam. Daar worden momenteel sensoren op het openbaar vervoer geïnstalleerd. De resultaten van dit vervolgonderzoek worden naar verwachting over twee maanden bekendgemaakt.

De belangrijkste conclusie is dat effectievere milieumonitoring niet noodzakelijk vraagt om een grote uitbreiding van het aantal vaste meetstations. Door bestaande vervoersnetwerken te benutten en sensortechnologie strategisch in te zetten, kunnen steden hun meetbereik vergroten en een gedetailleerder beeld krijgen van de leefomgeving.