Monitorare un grande evento con i dati di traffico telefonico: il salone del Mobile di Milano

Fabio Manfredini,Laboratorio Analisi Dati e Cartografia

Dipartimento di Architettura e Pianificazione, Politecnico di Milano

Conferenza INPUT 2010Potenza 13-15 settembre 2010

Premessa

Convenzione di ricerca tra Telecom Italia e Dipartimento di Architettura e Pianificazione – Politecnico di MilanoUtilizzazione di dati di traffico telefonico nell’ambito di applicazioni urbanistiche e territoriali

Obiettivo: valutare il contributo dei dati di traffico di telefonia mobile per l’analisi delle dinamiche urbane e sperimentare usi di queste informazioni negli studi urbani e territoriali

• Which is the reliability of mobile phone data analysis compared to traditional data source?

• Traditional data survey are expansive and not updated.

• They are not able to describe adequatly practices and dynamics of the contemporary cities (mobility, trends in daily and seasonal popolation, etc.)

• Who uses mobile phone? When?• It is important to have a reference social model for mobile phone usage.

• How can we interpret spatial and temporal patterns of mobile phone use density from a urban perspective?

• Where occur anomalies? where concentrates activity?• When? • For which reason?

• Are mobile phone data useful for Urban Analysis?• Which applications of these data for public administrations?• Which is the mobile data “added value” in knowoledge for urban actors

respect to traditional data sources?

Le domande di ricerca

Data Research area Purpose

Tracks of displacements of individuals of a small selected sample (case study)

Tracking technologies(GPS, SMS, …)

Study of mobility behaviour of specific group/population category

Tracks of calls of individual phone users(active mobile positioning)

Network science Study of geometrical patterns of the mobility of individuals (deprived of the specific geographical reference)

Spatial distribution of cell phone network traffic intensity (derived from cellular network log files)

Mobile landscapes Study of the density of use of a territory

Data volum

e

Privacy Issues

Le linee di ricerca

Un approccio multi-scala

Scala MICRO Scala MACRO

Monitoraggiogrande evento

(Salone del Mobile)Dati Erlang

Sezioni urbane

- Quartieri residenziali ERP

- Comparti esclusivamente residenziali

- Centri direzionali

- Piastre produttive

- Tessuto rado (sprawl edilizio)

- Stazioni

- Tessuto urbano denso

- Università

Dati ErlangDati MSC

Dati HandoverDati SMS

Erlang aggregato su base comunale per i comuni capoluogo di provincia correlato con il dato sulla popolazione presente in un giorno feriale tipo

Scala comunale

Estrazione di Variabili socio – economiche

correlabili con l’andamento dei dati telefonici

Sezioni di censimento ISTAT(Variabili e indicatori)

- densità abitativa- densità addetti- percentuale di popolazione giovane- presenze diurne- ….

Variabili socio-economiche

Variabili di carattere territoriale- destinazioni d’uso del suolo urbano- grandi attrattori (es. centri commerciali, aeroporti, parchi divertimento, ecc.)

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SCALA MACROindividuare applicazioni estendibili a contesti territoriali più ampi, integrati con le altre banche dati disponibili “tradizionali”.

SCALA MICROverificare le congruenze tra curve di traffico in contesti urbani che dovrebbero caratterizzarsi per comportamenti d’uso simili;

clusterizzazione a partire dalle situazioni urbane trattate, da confrontare con mappe d’uso del suolo costruita attraverso indicatori territoriali tradizionale o attraverso il rilievo diretto.

Obiettivo: •verificare le potenzialità dei dati di traffico telefonico per evidenziare pattern spazio temporali nella regione milanese in occasione del Salone del Mobile 2009•quantificare le ricadute di un evento specifico sull’intero sistema urbano sia per la gestione dell’evento stesso, sia per valutare i suoi impatti sul sistema territoriale (mobilità, congestione) ed economico (indotto, turismo).

Dati a disposizione:Matrici di intensità di traffico telefonico (Erlang) ad alta risoluzione spaziale (250 m x 250 m) e temporale (15 minuti)

La spazializzazione del dato di traffico telefonico: il salone del Mobile 2009

Costruzione di mappe di traffico telefonico semplici e composite, integrazione con banche dati tradizionali (uso suolo, distribuzione popolazione e attività, etc.)

Confronto della distribuzione spaziale del traffico telefonico in occasione dei giorni del salone del mobile con quella di giorni privi di eventi specifici o, in prospettiva, con quella di giorni tipici (feriali, sabato, domenica medi).

La finalità è costruire un modello descrittivo e interpretativo degli eventi che, attraverso l’analisi delle matrici di traffico telefonico in Erlang, tenga conto di quanto accade sia nel momento in cui essi si svolgono, potenzialmente in tempo reale, sia della configurazione di uso del territorio negli altri giorni.

Lo studio delle concentrazioni, degli addensamenti, delle “anomalie”, nella loro distribuzione spaziale e temporale, può contribuire ad una nuova conoscenza dei modi e dei tempi di uso dei territori

Metodologia

Mappe di traffico telefonico: 24 aprile 2009; 1 maggio 2009

Mappe di traffico telefonico: 24 aprile 2009 tra le 17 e le 18.

Mappe di traffico telefonico: 29 aprile 2009 tra le 17 e le 18 – giorno feriale privo di eventi

Mappe di traffico telefonico: rapporto tra il giorno del salone del Mobile (24 aprile 2009) con un giorno senza eventi (29 aprile 2009

Mappe di traffico telefonico: rapporto notte / giorno feriali

Mappe di traffico telefonico: rapporto notte / giorno festivi

Mappe di traffico telefonico: rapporto festivi / feriali

h. 17, 16 aprile 2010 h. 18, 16 aprile 2010

h. 19, 16 aprile 2010 h. 20, 16 aprile 2010

h. 21, 16 aprile 2010 h. 22, 16 aprile 2010

venerdì 16 aprile 2010 – traffico telefonicoConcentrazione dell’attività telefonica: la Fiera di Milano, il centro di Milano, che progressivamente si svuota con il passare delle ore, la zona dei Navigli, via Tortona, Lambrate, sedi di importanti iniziative del Fuori Salone. Nel corso della serata si accende la zona intorno allo stadio di San Siro dove si è svolto l’anticipo di campionato Inter-Juventus.

Le configurazioni spaziali evidenziano le parti di città più utilizzate da parte delle popolazioni temporanee e possono costituire un’importante strumento per conoscere le dinamiche spazio-temporali di uso della città.

Un’ulteriore analisi ha riguardato la correlazione tra l’intensità di traffico telefonico registrata in alcuni orari della giornata con la configurazione spaziale della concentrazione di residenti e di addetti nell’area milanese.

Sono stati quindi costruiti, a partire dai dati sulle sezioni di censimento due indicatori sintetici relativi alla densità di popolazione residente (residenti per kmq) e alla densità di addetti (addetti per kmq), che vogliono rappresentare, ovviamente in modo statico e datato, dal momento che sono riferiti al 2001, la variabilità della concentrazione di attività sul territorio, così come ricavabile dalle fonti istituzionali. Ai due indicatori, abbiamo aggiunto anche la somma per ottenere un dato sintetico capace di restituire entrambi i fenomeni (residenza e addetti alle Unità locali).

Correlazione tra matrici di traffico telefonico e dati “tradizionali”

traffico (Erlang) –h. 17, 29/4/09

densità addetti (addetti per kmq)

densità residenti (residenti per kmq )

traffico (Erlang) – h. 17, 29/4/09 1 0.541833 0.185193

densità addetti (addetti per kmq) 1 0.070816

densità residenti (residenti per kmq ) 1

Correlazione tra matrici di traffico telefonico e dati “tradizionali”: area centrale di Milano

Per le sue caratteristiche di risoluzione spaziale e temporale e per la possibilità di visualizzarne gli andamenti nella loro articolazione territoriale, i dati telefonici costituiscono un’interessante e unica fonte di informazione sui modi e sui tempi d’uso della città. Infatti, se consideriamo le matrici di traffico telefonico come l’effetto di comportamenti e abitudini individuali che diventano, aggregati, un’informazione sulle caratteristiche del territorio possiamo concludere che i dati di telefonia mobile si candidano a contribuire ad una nuova lettura delle dinamiche urbane.

In prospettiva sarebbe interessante verificare come varia il grado di correlazione a seconda degli orari della giornata in cui si registra il traffico, anche rispetto ad indicatori che tengano in considerazione anche, ad esempio, la mobilità (usciti per sezione di censimento), la struttura demografica, i settori di attività prevalenti.

Spazializzazione del dato di traffico telefonico: conclusioni

Il numero di utenti registrati in ogni MSC (Centrale di commutazione della rete radiomobile) corrisponde al numero di utenti aventi il cellulare acceso e registrato sulla rete TIM presenti nelle celle servite dal MSC.

Il dato rappresenta per ogni ora della giornata il numero totale di clienti attivi, cioè dei telefoni accesi, negli MSC che coprono il territorio della Regione Lombardia sulla rete GSM, suddivisi per nazionalità delle SIM che si registrano al sistema. Il dato, per ciascuna MSC, viene fornito ad una risoluzione temporale oraria.

L'area di servizio di ciascuna MSC ha una dimensione variabile che dipende dal numero di celle servite e dalla dimensione media di queste.

Utenti registrati nelle MSC: descrizione del dato

Finalità• ricostruire la variabilità dei telefoni accesi, e quindi della

popolazione presente, nelle diverse aree di servizio di ciascuna MSC • stimare la popolazione diurna e notturna, per determinare la

variabilità dei presenti rispetto a differenti scansioni temporali (giorni feriali / fine settimana, stagionalità rispetto ai mesi estivi);

• valutare, grazie al dato sulla nazionalità delle SIM che si connettono alle diverse MSC, anche gli andamenti dei visitatori stranieri nelle diverse MSC;

Utenti registrati nelle MSC: monitoraggio della variabilità della popolazione presente e straniera

Configurazione spaziale delle aree MSC – settembre 2009

Valore medio per ora nel periodo 7-20 settembre 2009 degli active clients GSM stranieri in Regione Lombardia (prime 10 cittadinanze più numerose)

Cittadinanza Percentuale

Germania 22.9%

Svizzera 15.1%

Regno Unito 6.9%

Francia 6.4%

Romania 5.9%

Polonia 5.8%

Spagna 4.3%

Paesi Bassi 2.7%

Rep. Ceca 2.2%

Austria 2.1%

Quota popolazione residente nel 2008 in Regione Lombardia (prime 10 cittadinanze più numerose) – fonte Istat

Cittadinanza Percentuale

Romania 35.5%

Marocco 29.5%

Albania 27.1%

Egitto 15.9%

Filippine 12.3%

Cina Rep. Popolare 11.3%

India 11.1%

Ecuador 10.8%

Perù 10.0%

Ucraina 8.7%

Utenti registrati negli MSC: approfondimento sugli stranieri

Escludendo le SIM Italiane si evidenziano due eventi. Pasqua: 4-5 aprile; Salone del mobile: 14-19 aprile (64% in più della media degli altri giorni di aprile)

Media giornaliera utenti stranieri registrati nel periodo Aprile 2010

Salone del mobile

Pasq

ua 2

010

Nell’area milanese si evidenzia la mancanza dei flussi pendolari e il fenomeno di abbandono della città nei periodi festivi e nei week-end

Densità dei contatti Aprile 2010

Wee

k-en

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Pasq

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010

Le differenti tipologie di dati telefonici (Erlang, Handover, MSC), integrate tra loro e inserite in un sistema di informazioni urbanistiche di riferimento, possono contribuire a fornire conoscenze e spunti interpretativi nuovi sulle dinamiche urbane, utili per la messa a punto di azioni e politiche diversificate.Questo è quanto emerso anche dall’interlocuzione con diversi soggetti istituzionali e non, tecnici, ricercatori o amministratori, con cui abbiamo avuto modo di confrontarci sia nella fase di costruzione e avvio della ricerca, sia nella fase conclusiva presentando gli esiti del lavoro.

Integrare i dati per una nuova conoscenza dei tempi d’uso della città

Sperimentazione Descrizione analisi svolta Applicabilità

Erlang: scala micro Variabilità del traffico telefonico per diverse sezioni urbane in un giorno feriale tipo e in un giorno festivo tipo

Validazione della rilevanza del dato in Erlang nell’esprimere la variabilità degli usi delle sezioni urbane.

Identificazione delle variabili più significative per spiegare gli andamenti degli Erlang.

Utilizzo dei profili per definire i tipi urbani e mappare tutta la regione urbana e proporre un clusteringdelle aree urbane.

Erlang: salone del mobile

Mappe di traffico telefonico nel giorno del grande evento e in giorni privi di eventi, correlazione con variabile urbanistiche

Monitoraggio e gestione di grandi eventi, variazioni notte/giorno, concentrazione/addensamenti.

Fornitura di servizi agli utentiProtezione civileAttrattività urbana

Erlang: macro Correlazione della variabilità delle presenze ricavate da OD Lombardia 2002 con Traffico telefonico espresso in Erlang normalizzato per i capoluoghi lombardi

Validazione dato aggregato degli Erlang per monitoraggio presenze alla scala comunale

Aggiornamento / integrazioni fonti statistiche

Utenti registrati negli MSC

Variabilità delle presenze negli MSC, approfondimento sui visitatori stranieri

Tourism management, Costruzione di profili d’uso degli utenti, grazie a

correlazioni con dati socio-economici e demografici

Costruzione di “coefficienti di proporzionalità” tra MSC e erlang per ogni configurazione spaziale delle Msc

SMS muti Definizione delle traiettorie di micro-mobilità urbana, utili per le analisi di traffico

Possibile utilizzo per la costruzione di matrici o/d di traffico e flussi tra comuni

Conclusione: ambiti applicativi