Bus passenger counts using Wi-Fi signals: some cautionary findings

Abstract

The viability of bus ridership surveys based on the detection of Wi-Fi MAC addresses of portable devices is analyzed. Motivation for the study arises from the apparent contradiction between success cases reported in the literature and empirical findings from field experiments we have carried out. Requirements for proper passenger identification in transit systems are used as the basis for evaluating the capabilities of commonly available detection hardware and software. More specifically, elapsed time intervals between detections of the same device are taken as the requirement for determination of the state of the device and, hence, the identification of the holder as a passenger. For instance, when performing boarding and alighting surveys with detection equipment placed onboard, it is necessary that multiple detections take place from right after passenger boarding and before he/she gets off, thus enabling accurate estimation of the trip origin and destination. Experimental results in controlled and uncontrolled trials indicate that off-the-shelf components used with available open source software may not grant successful detection. For instance, we have found times of up to 40 s for the first detection of 86% of nearby devices and an average of 80 s for a second detection of devices in the controlled experiment. For the uncontrolled experiment of rides on buses, significant differences between manual counts and detected devices were found. As a result of these empirical observations, careful assessment of the existing detection schemes used in ridership surveys is recommended.Analisa-se a viabilidade de pesquisas sobre usuários de ônibus com base na detecção de endereços MAC WiFi de dispositivos portáteis. A motivação para o estudo decorre da aparente contradição entre casos de sucesso publicados na literatura e resultados de experimentos de campo que realizamos. Requisitos para identificação adequada de passageiros de ônibus são usados como base para avaliar as capacidades do hardware e software de detecção comumente disponíveis. Mais especificamente, os intervalos de tempo decorridos entre as detecções do mesmo dispositivo são tomados como requisito para a determinação do estado do portador do dispositivo e, portanto, a identificação deste como passageiro. Por exemplo, ao realizar pesquisas de embarque e desembarque com equipamentos de detecção instalados a bordo, é necessário que várias detecções ocorram logo após o embarque do passageiro e antes do desembarque, permitindo assim uma estimativa precisa da origem e destino da viagem. Resultados experimentais em ensaios controlados e não controlados indicam que os componentes disponíveis no mercado com software de código aberto podem não fornecer detecções bem-sucedidas. No experimento controlado, encontramos tempos de 40 s para a primeira detecção de 86% dos dispositivos e uma média de 80 s para a segunda detecção de dispositivos. Para o experimento não controlado de viagens em ônibus com carregamento médio, foram encontradas diferenças significativas entre as contagens manuais e os dispositivos detectados. Como resultado dessas observações empíricas, recomenda-se uma avaliação cuidadosa dos esquemas de detecção existentes usados nas pesquisas de número de passageiros.