專利名稱：基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬手機定位信息數(shù)據(jù)處理應(yīng)用領(lǐng)域?？捎糜跍?zhǔn)確地獲取地鐵乘客出行路徑。在進行地鐵乘客出行路徑誘導(dǎo)、地鐵應(yīng)急管理及票務(wù)清分時，具有重重要的作用。
背景技術(shù)：
軌道交通網(wǎng)絡(luò)以其大容量的運輸能力，為城市居民出行提供了巨大的便利，但是軌道交通的建設(shè)費用也較高，無法進行高密度的建設(shè)。研究地鐵出行者在軌道網(wǎng)內(nèi)的出行路徑，以引導(dǎo)乘客進行合理的出行換乘，提高軌道交通有效利用率，及為合理的票務(wù)清算提供決策支持具有重要的意義。目前，能較好獲取地鐵出行路徑的方法包括AFC系統(tǒng)(Automated farecollection system)采集數(shù)據(jù)推算法；售票機采樣法；站廳驗票機采樣法；站臺驗票機采樣法；車廂驗票機采樣法；手持驗票機采樣法。除AFC數(shù)據(jù)推算法，其它均需對現(xiàn)有地鐵售票系統(tǒng)、驗票系統(tǒng)或者車箱設(shè)備進行改造。對于AFC數(shù)據(jù)推算法。傳統(tǒng)的地鐵出行路徑采用“最短路徑法”，即最短路徑上客流量按100%分配，其它路徑則全為零。但實際中出行者的路徑選擇并非完全按最短路，于是，通過分析影響路徑選擇的主要因素，建立了路徑選擇概率計算模型；或者通過研究行程時間與各類隨機因素間的關(guān)系，推算出行路徑。但是，這些方法均是通過理論模型推算，與乘客實際的出行路徑存在一定的誤差，該誤差因模型的不同具有一定的偏向性。因而至今無法得到一種公認(rèn)的、權(quán)威的出行路徑算法模型。隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，我國手機用戶數(shù)量得到快速的增長，手機用戶由2006年的4.6億發(fā)展到2010年的近8.6億。如何利用現(xiàn)有的手機用戶的無線通信網(wǎng)絡(luò)確定地鐵乘客出行路徑的定位信息是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，通過提供一種基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，以提供一種行之有效的地鐵乘客出行路徑辨識方法。本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實現(xiàn)的:一種基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，包括:出行中未發(fā)生換乘，發(fā)生了線路間換乘；當(dāng)?shù)罔F出行者經(jīng)地面基站信號覆蓋范圍進入地鐵線路站點時，跨越不同的位置區(qū)(Location Area)，將向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報當(dāng)前位置點信息；當(dāng)出行者再經(jīng)換乘站到另外一條地鐵線路時，跨越不同的位置區(qū)，將向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報當(dāng)前位置點信息；同樣，出行者離開地鐵進入地面時，再次發(fā)生位置區(qū)切換，也向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報位置點信息；以此可確定出行者的進線站點、換乘站點、離線站點；包括:數(shù)據(jù)過濾；對初始手機信令數(shù)據(jù)中的錯誤的無效數(shù)據(jù)，進行剔除處理；對出行用戶中不包含地鐵出行的過戶提前過濾；基站數(shù)據(jù)庫與地鐵站點匹配；包括進地鐵站點辨別、換乘站點辨別、出地鐵站點辨別；判別規(guī)則如下:當(dāng)出行者的位置信息由地面基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號變?yōu)榈罔F基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號，且發(fā)生的通信事件是正常位置更新，則認(rèn)為該出行者進入或者離開地鐵，該基站對應(yīng)的地鐵站點認(rèn)為是其出入站點；當(dāng)出行者的位置信息由地鐵基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號變化至另一個地鐵基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號，且發(fā)生的通信事件是正常位置更新，則認(rèn)為該出行者發(fā)生地鐵出行換乘；將出行者判斷為進入地鐵至離開地鐵期間發(fā)生的其它信令事件保留，稱為地鐵出行間非正常位置更新事件，用于對后面判斷的路徑進行修正；地鐵路徑有效性判別；經(jīng)基站與地鐵站點匹配后，初步得到地鐵出行進入地鐵起點站點、換乘站點、離開地鐵迄點站點；將出行者進入地鐵至離開地鐵期間發(fā)生的非正常位置更新事件，用于對識別的路徑進行修正。地鐵出行起、迄點完整性檢驗；一次完整的地鐵出行至少包括進站和出站點，若經(jīng)基站數(shù)據(jù)庫與地鐵站點匹配得到的每次出行結(jié)果中無法完整的包含進站和出站站點，則認(rèn)為此次出行不完整，應(yīng)從有效出行中剔除；對于一天多次地鐵出行的情形，需對相鄰換乘點間的時間間隔進行判別，若超出一定閾值，則此次出行也應(yīng)從有效出行中剔除；地鐵換乘站點合理性檢驗及路徑修正；利用步驟2.3得到的地鐵出行間非正常位置更新事件進行路徑修正，修正規(guī)則如下:在一次起、迄出行中，若起點對應(yīng)的地鐵線路與迄點對應(yīng)的地鐵線路相交的站點中，包括了已被判斷為本次出行的換乘站點，則認(rèn)為本次換乘路徑匹配成功；在一次起、迄出行中，若起點對應(yīng)的地鐵線路與迄點對應(yīng)的地鐵線路不存在相交站點，且通過信令數(shù)據(jù)判斷未發(fā)現(xiàn)有換乘站點；則利用地鐵出行間非正常位置更新事件進一步判斷；起、迄之間尋找第K短路徑，K的值不超過3，若某K短路能將本次地鐵出行間非正常位置更新事件對應(yīng)的站點完全包括，認(rèn)為該路徑是出行的實際選擇路徑。前述的基站數(shù)據(jù)庫包括:由地鐵線路編號、站點編號、基站經(jīng)緯度組成的地鐵基站ID表；由周期性位置更新、關(guān)機、開機、正常位置更新、被叫、發(fā)短信、主叫、收短信、小區(qū)切換組成的信令事件對應(yīng)表。前述的位置點信息數(shù)據(jù)庫包括:手機識別碼、時間戳、位置區(qū)編碼、蜂窩小區(qū)編號和事件類型。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果:本發(fā)明充分利用了手機被動定位(Cell-1D定位法)產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)，通過分析地鐵乘客在地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的手機信令數(shù)據(jù)，研究乘客出行規(guī)律，實現(xiàn)乘客出行路徑的精確識另IJ。提供了一種基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，以提供一種行之有效的地鐵乘客出行路徑辨識方法。


圖1.地鐵出行路徑辨識原理圖；圖2.地鐵出行路徑辨識流程圖；圖3.換乘站點的合理性判別流程；圖4.換乘站點的合理性判別示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
加以說明。
處于待機狀態(tài)的手機通過基站(Base Station BS)與無線通信網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，無線通信網(wǎng)絡(luò)對手機所處的位置區(qū)(Location Area)信息進行記錄，在用戶撥打電話和接聽電話時根據(jù)所記錄的位置區(qū)信息可通過呼叫路由選擇找到手機，建立通話連接，位置信息都以數(shù)據(jù)庫的形式存儲在來訪用戶位置寄存器(VRL)中。在正常情況下，當(dāng)移動臺(MS)發(fā)生以下事件時:a、需要使用網(wǎng)絡(luò)通信時，如主叫；被叫；發(fā)短信；收短信b、開、關(guān)機；C、周期性位置更新:長時間沒有上報位置信息時；d、小區(qū)切換:在移動中打電話切換了所使用的基站時；e、正常位置更新:在待機狀態(tài)下跨越了位置區(qū)時。會向寄存器上傳信息(包括上傳的時間、事件編號、所用的基站編號即Cell-1D)，稱為位置點信息，如表I所示。若沒有發(fā)生以上事件，移動平臺(MS)會以一定的時間間隔自動上報信息置寄存器(VRL)中。表I位置點信息數(shù)據(jù)庫
權(quán)利要求
1.一種基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，其特征在于:當(dāng)?shù)罔F出行者經(jīng)地面基站信號覆蓋范圍進入地鐵線路站點時，跨越不同的位置區(qū)(Location Area)，將向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報當(dāng)前位置點信息；當(dāng)出行者再經(jīng)換乘站到另外一條地鐵線路時，跨越不同的位置區(qū)，將向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報當(dāng)前位置點信息；同樣，出行者離開地鐵進入地面時，再次發(fā)生位置區(qū)切換，也向無線通信網(wǎng)絡(luò)上報位置點信息；以此可確定出行者的進線站點、換乘站點、離線站點；將出行者進入地鐵至離開地鐵期間發(fā)生的非正常位置更新事件，用于對識別的路徑進行修正。
包括以下步驟: 步驟1:數(shù)據(jù)過濾；對初始手機信令數(shù)據(jù)中的錯誤的無效數(shù)據(jù)，進行剔除處理；對出行用戶中不包含地鐵出行的過戶提前過濾； 步驟2:基站數(shù)據(jù)庫與地鐵站點匹配；包括進地鐵站點辨別、換乘站點辨別、出地鐵站點辨別；判別規(guī)則如下: 2.1、當(dāng)出行者的位置信息由地面基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號變?yōu)榈罔F基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號，且發(fā)生的通信事件是正常位置更新，則認(rèn)為該出行者進入或者離開地鐵，該基站對應(yīng)的地鐵站點認(rèn)為是其進入或離開站點； 2.2、當(dāng)出行者的位置信息由地鐵基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號變化至另一個地鐵基站數(shù)據(jù)庫位置區(qū)編號，且發(fā)生的通信事件是正常位置更新，則認(rèn)為該出行者發(fā)生地鐵出行換乘，該基站對應(yīng)原地鐵站為換乘站點； 2.3、將出行者判斷為進入地鐵至離開地鐵期間發(fā)生的其它信令事件保留，稱為地鐵出行間非正常位置更新事件，用于對判斷的 路徑進行修正(見步驟3)； 步驟3:地鐵路徑有效性判別； 經(jīng)基站與地鐵站點匹配后，初步得到進入地鐵起始站點(起點)、換乘站點、離開站點(迄點)； 3.1:地鐵出行起、迄點完整性檢驗；一次完整的地鐵出行至少包括進站和出站點，若經(jīng)基站數(shù)據(jù)庫與地鐵站點匹配得到的每次出行結(jié)果中無法完整的包含進站和出站站點，則認(rèn)為此次出行不完整，應(yīng)從有效出行中剔除；對于一天多次地鐵出行的情況，需對相鄰換乘點間的時間間隔進行判別，若超出一定閾值，則此次出行也應(yīng)從有效出行中剔除； 3.2:地鐵換乘站點合理性檢驗及路徑修正；利用步驟2.3得到的地鐵出行間非正常位置更新事件進行路徑修正，修正規(guī)則如下: 3.2.1:在一次起、迄出行中，若起點對應(yīng)的地鐵線路與迄點對應(yīng)的地鐵線路相交的站點中，包括了已被判斷為本次出行的換乘站點，則認(rèn)為本次換乘路徑匹配成功； 3.2.2:在一次起、迄出行中，若起點對應(yīng)的地鐵線路與迄點對應(yīng)的地鐵線路不存在相交站點，且通過信令數(shù)據(jù)判斷未發(fā)現(xiàn)有換乘站點；則利用地鐵出行間非正常位置更新事件進一步判斷；起、迄之間尋找第K短路徑，K的值不超過3，若某K短路能將本次地鐵出行間非正常位置更新事件對應(yīng)的站點完全包括，認(rèn)為該路徑是出行的實際選擇路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，其特征在于:所述的基站數(shù)據(jù)庫包括:由地鐵線路編號、站點編號、基站經(jīng)緯度組成的地鐵基站ID表；由周期性位置更新、關(guān)機、開機、正常位置更新、被叫、發(fā)短信、主叫、收短信、小區(qū)切換組成的信令事件對應(yīng)表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，其特征在于:所述的位置點信息數(shù)據(jù)庫包括:手機識別碼、時間戳、位置區(qū)編碼、蜂窩小區(qū)編號和事件類型。`
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于手機定位信息的地鐵乘客出行路徑辨識方法，利用手機被動定位產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)，通過分析地鐵乘客在地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的手機信令數(shù)據(jù)，研究乘客出行規(guī)律，實現(xiàn)乘客出行路徑的精確識別，包括數(shù)據(jù)過濾；基站數(shù)據(jù)庫與地鐵站點匹配；地鐵出行起、迄點完整性檢驗；地鐵換乘站點合理性檢驗及路徑修正；提供一種行之有效的地鐵乘客出行路徑辨識方法。
文檔編號H04W4/02GK103179509SQ201310075590
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者陳艷艷, 賴見輝, 張偉偉, 蔡熠文, 鐘園 申請人:北京工業(yè)大學(xué)