Unsere Bike Zähler - Wieso sind sie wichtig und wie funktionieren sie?
An der jährlichen GV von Züritrails präsentieren wir jeweils die Abfahrtszahlen der Trails vom letzten Jahr. Aber warum sind diese Zahlen so wichtig?
Die Zahlen sind extrem wertvoll, um das steigende Wachstum des Bikens rund um Zürich aufzuzeigen.
Zentral dabei ist, dass wir nicht über persönliche Erfahrungen oder Einschätzungen sprechen - die Zähler liefern dabei eine Datengrundlage, die man nicht so einfach kleinreden kann.
So bringen die Zähler Legitimation für das Bedürfnis nach mehr Trails. Mit den Zahlen konnten wir eine grosse Zunahme in den letzten 5 Jahren und mittlerweile eine sehr grosse konstante Nachfrage gegenüber der Stadt beweisen.
So läuft es bisher im 2023
Auch dieses Jahr konnten wir in den ersten sechs Monaten bereits ca. 67’000 Abfahrten auf den Trails verzeichnen - und die zweite Jahreshälfte ist im allgemeinen die noch stärkere!
Wie sammeln wir diese Daten?
Solche Zahlen schon seit vielen Jahren verlässlich zu sammeln ist ein grosser Luxus für einen Verein - wir verdanken das unserem Vorstandsmitglied Guido Schnider - er ist seit Jahren selbst am basteln, um uns diese fundierten Einblicke zu ermöglichen.
Bevor wir selber aktiv wurden, hatte die Stadt Zürich einige Zähler im Einsatz, dessen Standorte geheim waren und die Bikes wurden über Induktionsschleifen im Boden gezählt. Die Auswertung macht die Stadt und die Zahlen wurden uns nur auf Nachfrage kommuniziert. Die Geräte waren anfällig und die Zahlen mussten manuell vor Ort, einmal pro Jahr, aus dem Speicher ausgelesen werden. Als die Geräte dann defekt waren, wurden sie nicht mehr ersetzt und wir wussten somit nicht, wie sich die Zahlen entwickelten. Dies in einer Zeit, wo wir stark den Eindruck hatten, dass der Bikeboom immer mehr Leute auf die Trails bringt. Dies war im Jahr 2019.
Angefangen hat das ganze, weil wir uns auf die Zähler der Stadt nicht mehr verlassen konnten (und wollten). Es musste also was eigenes her. Die Angebote im Internet wie z.B. Eco-Counter waren aber alles andere als günstig und daher war fix fertig kaufen auch kein Thema. Als Software Entwickler war dann der Gedanke nahe, das Ganze dann halt selber zu entwickeln. Mein Arbeitgeber gibt mir jedes Jahr zwei Wochen Zeit für eigene Projekte und somit ging ich an die Arbeit.
Was waren unsere Anforderungen?
Daten sollten mehr oder weniger in Echtzeit ins Internet übertragen werden
Die Batterien sollten mindestens ein halbes Jahr halten
Die Geräte sollten einfach zu installieren sein
Die Hardware sollte pro Zähler maximal ein paar Hundert Franken kosten
Wie wird gezählt?
Gezählt wird per Passiv Infrarot Sensor (PIR) Sensor - wie man es man von Bewegungsmeldern kennt, die zu Hause das Licht anmachen.
Der PIR Sensor ist immer am lauschen und wenn sich etwas bewegt, dann wird der Controller Chip aufgeweckt und die Zahl wird um +1 erhöht. Der Chip geht danach gleich wieder in den Schlafmodus, um Strom zu sparen. Natürlich kann es da mal sein, dass auch ein Reh oder Dachs vom Sensor erfasst wird, dafür werden auch mal zwei schnell hintereinander fahrende Bikende gemeinsem gezählt. Das ist bei diesen Zählern ganz normal und die Daten zeigen trotzdem die Grössenordnung und Entwicklung auf.
Wie werden die Daten übertragen?
Das passiert per Funk. Wegen der Batterielaufzeit war schnell klar, dass die Übertragung über das Mobilfunknetz nicht in Frage kommt, da dies zu viel Strom braucht. Auf der Suche nach Alternativen bin ich dann auf “The Things Network” aufmerksam geworden. The Things Network ist eine offene und freie Gemeinschaft, die weltweit und eben auch in Zürich ein Funknetz betreibt mit dem LoRaWAN Protokoll. Das Netzwerk besteht aus Gateways, die als Empfangs- und Sendeantennen funktionieren und diese Gateways werden von Privatleuten in Zürich betrieben (Es gibt auch eine kommerzielle Variante von Swisscom).
Das LoRa Protokoll ist optimiert für grosse Reichweiten (bis 15 km) und wenig Stromverbrauch. Der Kompromiss ist aber, dass nur kleine Datenmengen übertragen werden können. Mit über 200 Gateways in Zürich und viele davon draussen, war dann die Chance gross, dass wir auch im Wald Empfang haben.
2019 kaufte ich dann einen Gateway und einige Endgeräte für den Wald.
Wie werden die Daten gespeichert?
Wenn der Infrarotsensor eine bestimmte Anzahl gezählt hat, wird diese Zahl an das LoRa Netzwerk übergeben. Von dort wird es weitergeleitet auf eine kleine Applikation in der Google Cloud, welche die Daten entgegennimmt und in einer Datenbank mit dem Zeitstempel und dem Trail zusammen ablegt.
Vom Prototyp zum verlässlichen System
Ein Prototyp war relativ schnell zusammengebaut und auch die Software dazu war anfangs sehr einfach. Wie so oft in der Entwicklung von solch einem verteilten System ist der Weg vom Prototyp bis zu einem stabilen System dann doch oft lang und steinig. So hatte ich mit den folgenden Problemen zu kämpfen:
Die ersten Gehäuse waren nicht genug wasserdicht und es bildete sich Kondenswasser im Gehäuse, was die Elektronik gar nicht gerne hat. Lösung waren bessere Gehäuse und auch Silika Gel Kügelchen in das Gehäuse mit reinpacken.
In der Freien Wildbahn hat sich die Software immer mal wieder aufgehängt und hat einfach dauernd gezählt und gesendet, auch ohne Bikes vor dem Sensor, bis die Batterie leer war.
Wir wussten nicht wann die Batterie leer sein wird und daher waren die Geräte teilweise einige Woche offline.
Zum Glück haben wir Unterstützung bekommen - an der Online GV 2020 stelle ich das Projekt erstmal den Mitgliedern von Züritrails vor und kurz danach hat sich Tobias Meier für das Projekt gemeldet. Er hat viel mehr Erfahrung mit Elektronik und Hardware hat als ich und er hat mit viel Einsatz die Hard- und Software der Geräte im Feld stark verbessert.
Erste “Freestyle” Version der Hardware, bei der alles mit losen Kabeln verlötet war
Aktuelle Version mit Platine, auf die das Arduino Board aufgesteckt ist
(hier im Bild ohne die Platine mit den zwei Akkus)
In der aktuellen Hardware Version werden nicht nur die Zählerdaten übermittelt, sondern auch die Batteriespannung sowie die Luftfeuchtigkeit und Temperatur im Gehäuse.
Die Software ist Open Source und kann von jedem eingesetzt werden. Auch findet ihr alle wichtigen Informationen zur Hardware, falls ihr selbst Hand anlegen möchtet.
Und jetzt - ab auf die Trails!
Wie viele der 67’000 Abfahrten dieses Jahr sind von dir? Wie viele Abfahrten schaffen wir noch gemeinsam als Community dieses Jahr? Schwing dich aufs Rad und du unterstützt die Weiterentwicklung der Zürcher Bike-Infrastruktur auf die spassigste Art und Weise!