Wie GTFS den öffentlichen Personenverkehr revolutionierte

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Der Verkehrsstau wird immer mehr zu einem kritischen Problem für Behörden des ÖPVs. Der öffentliche Personenverkehr ist in manchen Städten ein echter Alptraum. Allerdings machen manche Städte Gebrauch von der zeitgemäßen Lösung namens GTFS.

Die Lösung nennt sich General Transit Feed Specification (GTFS). GTFS-Daten sind eine Datenspezifkation, die ÖPV-Behörden die Möglichkeit bietet, ihre Daten in einem bestimmten Format zu veröffentlichen. Das Format kann durch verschiedene Anwendungen eingesehen und analysiert werden. So können tausende unterschiedliche ÖPV-Dienstleister die GTFS-Daten nutzen.

Nicht extrahierte GTFS-Datei, die von Mason Transit Authority veröffentlicht wurde. Bildquelle: Mason Transit Authority
stop_times.txt GTFS file published by Mason Transit Authority {Image Source: Mason Transit Authority}

GTFS-Komponenten

GTFS-Feeds enthalten Daten für den öffentlichen Personenverkehr. Die Daten können in zwei Hauptkategorien aufgeteilt werden.

  • Statische Komponente
  • Echtzeit-Komponente

Statische Komponente

Die statischen GTFS-Komponente benötigt eine Bearbeitungszeit von ein oder zwei Tagen, nachdem sie an Google gesendet wurde. Allerdings kann sich die Verarbeitung verzögern, wenn die Suchmaschine Fehler im Feed erkennt.

Es ist auf die Vorplanung von ÖPV-Gestaltungen sowie Fahrplänen zugeschnitten. Die Nutzer müssen min. zwei Tage im Voraus ihren Feed an Google senden. Jedoch empfiehlt es sich, eine Woche im Voraus den Feed zu versenden, sollte Google Ungereimtheiten oder auffällige Probleme feststellen, die nochmal von einem Mitarbeiter analysiert werden muss.

Die statische Komponente enthält Informationen wie Fahrtpläne und -preise.

Echtzeit-Komponente

Wenn es um Echtzeit-Komponenten geht, werden die Aktualisierungen, die die Nutzer an Google übermitteln, sofort eingesehen.

Echtzeit-GTFS wurde entwickelt, um Echtzeit-Updates zu versenden. Diese Daten enthalten Informationen zu Fahrzeug-Standorten und können Updates über den Fahrplan geben, der zuvor in der statischen Komponente definiert wurde.

Die Echtzeit-Komponente enthält Details wie z. B. Fahrzeug-Standorte, Vorhersagen zur Ankunftszeit und Tipps bzw. Warnhinweise.

Wer hat GTFS entwickelt?

GTFS ist unter der Leitung von Google und einer Vielzahl an anderen Entwicklern entstanden und letztendlich implementiert worden. Die Idee dahinter war, GTFS in Google Maps zu integrieren und somit den Fahrgästen die Möglichkeit zu bieten, verschiedene Optionen auf ihrer Reise von A nach B in Erwägung zu ziehen.

Echtzeit-GTFS

Behörden des öffentlichen Personenverkehrs können nun die Nutzer (hauptsächlich Anwendungsentwickler) mit Echtzeit-Daten versorgen. Die Versorgung gelingt durch den GTFS-Feed in Echtzeit, eine erweiterte Funktion des GTFS.

Echtzeit-GTFS wurde wegen der einfacheren Implementierungsmöglichkeit entwickelt. So wird die Interfunktionsfähigkeit ermöglicht. Aber auch Fahrgastinformationen wurden bei der Entwicklung der Anwendung beachtet.

Welche Städte veröffentlichen ihre Transportdaten?

Eine Vielzahl an Städten veröffentlicht ihre Transportdaten im GTFS-Format. Allerdings unterscheiden sich die Lizenzarten.

Die folgenden Städte veröffentlichen ihre Transportdaten im GTFS-Format und nutzen dabei open-data Lizenzen wie Creative Commons oder Open Database Licence (ODbL) von Open Data Commons. Mit diesen Lizenzen können Daten geteilt werden, allerdings verfügen die Informationen unterschiedlichen Zugangsbeschränkungen. Die Daten können dann für wissenschaftliche Zwecke genutzt.

Hier ist eine Liste mit den Städten, die ihre Daten per GTFS teilen:

Adelaide (Australien), Belfast (Nordirland), Berlin (Deutschland), Bordeaux (Frankreich), Brisbane (Australien), Canberra (Australien), Detroit (USA), Dublin (Irland), Grenoble (Frankreich), Helsinki (Finnland), Kuopio (Finnland), Lissabon (Portugal), Melbourne (Australien), Nante (Frankreich), Palermo (Italien), Paris (Frankreich), Prag (Tschechien), Rennes (Frankreich), Rom (Italien), Sydney (Australien), Toulouse (Frankreich), Turku (Finnland), Venedig (Italien) und Winnipeg (Kanada).

Wie funktioniert GTFS?

Wie zu Beginn erwähnt, wurde GTFS mit dem Ziel entwickelt, kleineren Unternehmen die Möglichkeit zu bieten, den gleichen Standard zu haben wie größere Firmen. Daher verwendet GTFS auch Comma-Seperated-Values-Datein (CSV).

CSV-Dateien

CSV-Datei sind Comma-Separated-Value-Dateien, die es ermöglichen, Informationen in einem Tabellenformat zu speichern. Deshalb erinnern CSV-Dateien an eine Tabellenkalkulation. Die Dateiendung lautet dementsprechend “.csv”.

CSV-Dateien sind einfach zu handhaben. Dieser Dateityp kann mit jeder Tabellenanwendung von Google oder Microsoft Excel bearbeitet werden.

Eine Schlüsselfunktion von CSV-Dateien ist, dass sie nur eine Tabelle pro Datei erlauben. CSV-Dateien können nicht als Zeilen, Spalten oder in Zellen gespeichert werden – das beste Mittel für schlaflose Nächte.

Eine Beispieldatei im CSV-Format zeigt Details einer Rechnung eines nicht näher benannten Unternehmens. Bildquelle: Research Gate

Allerdings werden CSV-Dateien bevorzugt, da sie das Organisieren größerer Mengen an Daten zulassen.

GTFS-Feed

Ein GTFS-Feed kann als eine komprimierte ZIP-Datei definiert werden, die CSV-Dateien mit unterschiedlichen Transportsystemeigenschaften beinhaltet. Zu den Eigenschaften gehören: Routen, Haltezeiten, Haltestellen sowie weitere Details.

Benötigte Dateien für einen GTFS-Feed

  • Haltezeiten.txt 
  • Behörde.txt
  • Fahrten.txt
  • Strecken.txt
  • Haltestellen.txt
  • Kalendar.txt
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Extrahierte GTFS-Datei. Bildquelle: Mason Transit Authority
Haltezeit.txt

Hält Ankunfts- und Abfahrtszeiten eines Fahrzeugs an jeder Haltestelle während der gesamten Fahrt fest.

Behörde.txt

Enthält Informationen über die Behörde, die für den Feed verantwortlich ist.

Fahrten.txt

Enthält Informationen über die genaue Fahrten auf einer Route.

Strecke.txt

Enthält Informationen über die verschiedenen möglichen Transportstrecken.

Haltestellen.txt

Umreißt die individuellen Haltestellen, die auf einer bestimmten Strecke angefahren werden.

Kalendar.txt

Enthält einen Plan über die aktuellen Fahrten.

Eine Mind-Map stellt die GTFS-Dateien dar.

GTFS-Daten

Unten sehen Sie eine Beispieldatei im GTFS-Format. Das Bild stellt ein Strecke.txt-Datei für das Transportsystem TARC dar. Die erste Zeile beinhaltet die Überschriften der Spalten.

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GTFS-Daten einer Strecken.txt-Datei für TARC. Bildquelle: Tech Republic

Es ist einfach GTFS-Daten aus der Datei zu holen und sie weiterzuverwenden, da die Informationen durch Kommata abgegrenzt werden. Des Weiteren werden GTFS-Daten täglich aktualisiert. Das bedeutet, das TARC jeden Morgen eine neue ZIP-Datei auf ihrer Seite hochladen. Das hat zur Folge, dass veraltete ZIP-Dateien auf anderen Verzeichnissen abgelegt werden müssen, da die ZIP-Dateien das Stammverzeichnis der Seite sind.

Wie GTFS-Daten den öffentlichen Personenverkehr veränderten

Wir können nicht über GTFS reden, ohne zu erwähnen, welche Auswirkungen es auf den ÖPV hat.

Open Data

Dank GTFS können Behörden des Transportsektors ihre Daten einfacher teilen. Zu aller erst stellen sie ihre Daten der Öffentlichkeit zur Verfügung, aber auch den Anwendungsentwicklern. So können die Daten mit anderen Datensätzen verknüpft werden.

Vor Kurzem veröffentlichte Google eine Erweiterung zur statischen GTFS. Die Neuerung hilft ÖPV-Behörden App-Entwickler in Echtzeit mit Aktualisierungen zu versorgen. Ein Teil dieser Erweiterung beinhaltet Standorte der Fahrzeuge und Warnhinweise. Die Entwickler können somit ihre Programme verbessern und auf dem neusten Stand halten. Diese fortschreitenden Prozesse werden dem öffentlichen Verkehr zugute kommen und die Lebensqualität der Bürger verbessern.

Multimodale Verkehrsmittel in Victoria, Kanada. Victoria gehört zu den Städten, die ihre Transportdaten im GTFS-Format veröffentlichen. Bildquelle: Daniel Bowen

Die Regierungen profitieren ebenfalls von Transportdaten, die frei zugänglich sind. Durch diesen Informationsaustausch können Probleme gelöst werden, die Wirtschaft kann wachsen und das Analysieren von GTFS-Daten bietet die Möglichkeit der Zusammenarbeit und Städte können von einander lernen.

Entwicklung von revolutionären Transportanwendungen

Da GTFS privaten und staatlichen Transportbehörden den einfachen Austausch ihrer Daten mit Google erlaubt, wurde GTFS sehr schnell sehr bekannt. Aus diesem Grund nutzen viele Behörden GTFS, um ihre Daten an Dritte, in diesem Fall Entwickler, weiterzugeben.

Das hatte zur Folge, dass viele ÖPV-Apps sich dem Austausch von Daten im GTFS-Format angepasst haben.

Ein Beispiel:

Travel Assistance Device: Eine revolutionäre App, die ihren Nutzern signalisiert, wenn sie sich in der Nähe ihres Ziels befinden. Die Anwendung nutzt GTFS als Eingabeformat, um Fahrpläne und Haltestellen einzupflegen.

Solche Apps sind die Zukunft des Transportsektors.

Effizienz für Pendler

Der Beginn von GTFS und seine Entwicklung kam gerade richtig für die Transportbehörden. Beispielsweise brachte Google im Jahr 2011 eine Erweiterung der Echtzeit-GTFS heraus, die ihre Nutzer mit Echtzeit-Informationen versorgt.

Die Autoren Mario Braga, Maribel Yasmina Santos, und Adriano Moreira veröffentlichten 2014 im Research Center an der Universität Minho Guimaraes, Portugal, einen Artikel über die Entwicklung und Verarbeitung von GTFS-Daten. Sie hielten fest, dass Echtzeit-Daten dem öffentlichen Verkehrssektor, der Gebrauch von Technologien macht, den notwendigen Komfort gebracht haben.

Der Komfort beinhaltet reduzierte Reisezeiten, reduzierte Kosten, die Nutzung von effizienteren Strecken und intelligente Navigierung von bevölkerungsreichen Städten.

Die Studie zeigte das Potential das hinter GTFS steckt, indem sie GTFS-Daten aus Calgary Transit als Fallstudie verwendeten.

Die Forscher arbeiteten nutzerzentriert, d. h., Endnutzer wurden vom Anfang bis zum Ende der Forschungsarbeiten miteinbezogen. Diese Vorgehensweise diente aber auch dem iterativen Testen von Lösungen. Außerdem konnten Methoden angepasst werden, um lebensechte Szenarien wiederzugeben.

“Der Zugriff auf Echtzeit-Daten verringert die Wartezeiten der Fahrgäste, sie fühlen sich sicherer und greifen somit häufiger auf den ÖPV zurück. Diese neue Funktion bestätigte nochmal die Möglichkeiten die GTFS für den Austausch von Daten bietet. So wird GTFS tatsächlich zur Standardausrüstung einer jeden Transportbehörden, wenn es um das Austauschen von Daten geht.”

Titel des Berichts: Integrating Public Transportation Data: Creation and Editing of GTFS Data

Pendler profitieren am meisten von der Weiterentwicklung der GTFS-Daten. Dadurch werden sich weitere Empfehlungen ergeben, die Effizienz des öffentlichen Verkehrs voranzutreiben.

Ein Pendler wirft einen Blick auf sein Smartphone während er sich in einem Fahrzeug des öffentlichen Verkehrs befindet. GTFS-Daten haben dabei geholfen, der Öffentlichkeit eine Menge Geld und Zeit zu ersparen.

Planung

Die meisten Transportbehörden haben tagtäglich mit einer Vielzahl an Problemen zu kämpfen – dabei haben sie nur begrenzte Ressourcen. GTFS ist eine gute Option, um diese Ressourcen sinnvoll zu nutzen.

Eine Studie der Forscher Postavee Prommaharaj, Santi Phithakkitnukoon, Merkebe Getachew Demissie, Lina Kattan, und Carlo Ratti zur Visualisierung des Transportbetriebs mithilfe von GTFS-Daten, wurde 2020 in ScienceDirect veröffentlicht. Sie beobachteten, dass GTFS-Datenanalysen nützliche Einblicke gewähren, um den Service rundum den Transportsektor zu verbessern.

Busse auf den Straßen von Calgary, Kanada. GTFS-Daten können Behörden dabei helfen, besser für die Zukunft zu planen. Bildquelle: Dreamstime.com

“Beispielsweise führt Calgary Transit vier tiefgreifende Serviceveränderungen in einem Jahr durch. Die Änderungen werden hauptsächlich auf Grundlage der Bewertungen von Fahrgästen, Fahrern, Politikern, schwankenden Fahrgastzahlen und neuen Entwicklungen vorgenommen.”

Titel des Berichts: visualizing public transit system operation with gtfs data: a case study of calgary, canada.

Die Studie versuchte das Potential der GTFS-Daten zu zeigen. GTFS-Daten von Calgary Transit, Kanada, wurden hierbei als Fallstudie genutzt.

Die Analyse der Streckengruppierung wurde einzig und allein anhand der Informationen der GTFS-Daten durchgeführt. So konnte herausgefunden werden, wie das Transportnetz verbessert werden kann.

Ein neues Zeitalter

Das Transportwesen zu organisieren stellt eine Herausforderung dar. Große Probleme gibt es dabei in Großstädten. Während Millionen Menschen tagtäglich zur selben Zeit die Verkehrsmittel nutzen wollen, müssen Transportunternehmen intelligent handeln, um den Menschen zu helfen, ihren Alltag zu meistern.

Das Teilen und Analysieren von GTFS-Daten kommt Städten wie Calgary zugute. Die Stadt passt ihre Verkehrsmittel entsprechend den GTFS-Daten an.

Scheint der erste Schritt in die richtige Richtung zu sein.

https://www.iunera.com/kraken/big-data/bigdata/geospatial-data/
https://www.iunera.com/kraken/big-data/geospatial-data-visualization/

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