本發(fā)明涉及一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的居民出行od(交通起、終點(diǎn)，下同)獲取方法，用于城市居民出行研究，屬于交通大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

交通需求分析和交通規(guī)劃制定需要獲取大范圍準(zhǔn)確、可靠的居民出行od數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)信息。目前在交通調(diào)查中，居民出行od的獲取方法主要分為兩類：第一，傳統(tǒng)的居民出行調(diào)查往往采用路邊問卷、家庭訪查等方式，存在抽樣率低、調(diào)查成本高、數(shù)據(jù)處理周期長(zhǎng)等問題。第二，采用感應(yīng)線圈、微波檢測(cè)、視頻圖像識(shí)別等定點(diǎn)信息采集技術(shù)，以及gps浮動(dòng)車、電子標(biāo)簽等浮動(dòng)信息采集技術(shù)，根據(jù)檢測(cè)到的車流信息反推居民出行od信息，準(zhǔn)確度較差，且由于其分配算法的復(fù)雜性，難以用于較大空間范圍。因此，交通研究者與交通從業(yè)人員一直都在找尋更經(jīng)濟(jì)、效率更高、精度更高的居民出行od獲取技術(shù)。

隨著移動(dòng)終端的迅速普及，出行群體中手機(jī)持有率和使用率已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的比例。手機(jī)信令數(shù)據(jù)是在手機(jī)發(fā)生信令事件時(shí)記錄在移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(msc)的數(shù)據(jù)字段。信令數(shù)據(jù)在手機(jī)發(fā)生位置區(qū)更新時(shí)產(chǎn)生，未發(fā)生位置區(qū)更新則周期性記錄，此外在開關(guān)機(jī)和發(fā)生話單業(yè)務(wù)時(shí)也會(huì)記錄。記錄的數(shù)據(jù)字段包含用戶的匿名id、時(shí)間戳、位置區(qū)編號(hào)、蜂窩小區(qū)編號(hào)以及事件類型等信息。手機(jī)信令數(shù)據(jù)所包含的時(shí)間和位置信息記錄了用戶的活動(dòng)軌跡，這使得手機(jī)成為一種較為理想的交通探測(cè)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的居民出行od獲取方法。該方法的核心思想是通過(guò)分析用戶手機(jī)信令數(shù)據(jù)中的時(shí)空位置信息，識(shí)別出用戶的移動(dòng)和停留行為，從而確定出行端點(diǎn)。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案具體是：

c1、根據(jù)交通調(diào)查要求進(jìn)行手機(jī)信令數(shù)據(jù)的采集，并篩選處理成格式化數(shù)據(jù)，每條數(shù)據(jù)包含經(jīng)過(guò)脫敏處理的手機(jī)唯一識(shí)別號(hào)、時(shí)間戳、基站小區(qū)編號(hào)和經(jīng)緯度坐標(biāo)。

c2、對(duì)用戶全天的手機(jī)信令數(shù)據(jù)按時(shí)間排序得到非連續(xù)的位置點(diǎn)序列，設(shè)定用戶行為規(guī)則，判定位置點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而確定出行端點(diǎn)。

c3、利用gis處理建立交通分區(qū)與基站小區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，按照交通分區(qū)對(duì)所有用戶的出行端點(diǎn)統(tǒng)計(jì)匯總，并根據(jù)需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)樣。

步驟c1的過(guò)程包括：

c11、從運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心抽取并保存所調(diào)查范圍內(nèi)的手機(jī)信令數(shù)據(jù)。

c12、對(duì)采集的手機(jī)信令數(shù)據(jù)逐條篩選，對(duì)時(shí)間錯(cuò)誤、經(jīng)緯度異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并匹配經(jīng)緯度坐標(biāo)，并按格式整理。

步驟c2的過(guò)程包括：

c21、追蹤用戶全天的手機(jī)信令數(shù)據(jù)，提取出信令數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)的時(shí)空位置點(diǎn)序列。

c22、結(jié)合歷史運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定時(shí)刻t用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分以下兩種情況：

(1)如果t-1時(shí)刻處于停留狀態(tài)：

t-1時(shí)刻及之前連續(xù)時(shí)間段內(nèi)為停留狀態(tài)的n個(gè)點(diǎn)的平均位置記作pn，計(jì)算pn的坐標(biāo)

計(jì)算t時(shí)刻點(diǎn)pt與點(diǎn)pn之間的距離d1：

若d1小于給定的臨界值，則判定t時(shí)刻為停留點(diǎn)，并與t-1時(shí)刻在同一位置；若d1大于等于臨界值，則t時(shí)刻可能處于移動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)要考慮t+1時(shí)刻的狀態(tài)。

(2)如果t-1時(shí)刻處于移動(dòng)狀態(tài)：

計(jì)算t時(shí)刻和t-1時(shí)刻的兩點(diǎn)間的距離d2：

若d2小于臨界值，則判定t和t-1時(shí)刻為停留點(diǎn)，并且停留在一個(gè)新的位置；若d2大于等于臨界值，則判定t-1時(shí)刻為移動(dòng)點(diǎn)，t時(shí)刻可能處于移動(dòng)狀態(tài)。

c23、計(jì)算在某一停留位置的所有停留點(diǎn)的平均位置為o點(diǎn)，下一停留位置的所有停留點(diǎn)的平均位置為d點(diǎn)，從而確定一次出行的起訖點(diǎn)；

步驟c3的過(guò)程包括：

c31、結(jié)合交通小區(qū)劃分地圖，通過(guò)gis匹配居民出行od所分別對(duì)應(yīng)的交通小區(qū)，按格式進(jìn)行整理成如下格式：

c32、根據(jù)需要對(duì)各小區(qū)間出行od矩陣按比例擴(kuò)樣得到總od；

其中：od為常住人口od分布；od為利用移動(dòng)手機(jī)用戶數(shù)據(jù)得出的od分布；a為手機(jī)用戶的人均擁有量；p為手機(jī)滲透率；m為運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)占有率；d為運(yùn)營(yíng)商用戶手機(jī)被檢測(cè)到概率。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出了一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的居民出行od獲取方法。相比傳統(tǒng)的居民出行od獲取方法，本發(fā)明具有調(diào)查樣本大、實(shí)施成本低、可長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，可為交通需求分析和交通規(guī)劃制定中獲取大范圍準(zhǔn)確、可靠的居民出行od數(shù)據(jù)提供技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1獲取過(guò)程流程圖；

圖2出行端點(diǎn)判定示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的居民出行od獲取方法包括：根據(jù)調(diào)查要求采集和預(yù)處理手機(jī)信令數(shù)據(jù)；位置點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定；分區(qū)統(tǒng)計(jì)和結(jié)果擴(kuò)樣。

本發(fā)明的基本步驟如下：

c1、根據(jù)交通調(diào)查要求進(jìn)行手機(jī)信令數(shù)據(jù)的采集，并篩選處理成格式化數(shù)據(jù)，每條數(shù)據(jù)包含經(jīng)過(guò)脫敏處理的手機(jī)唯一識(shí)別號(hào)、時(shí)間戳、基站小區(qū)編號(hào)、經(jīng)緯度坐標(biāo)等。

c2、對(duì)用戶全天的手機(jī)信令數(shù)據(jù)按時(shí)間排序得到非連續(xù)的位置點(diǎn)序列，設(shè)定用戶行為規(guī)則，判定位置點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而確定出行端點(diǎn)。

c3、利用gis處理建立交通分區(qū)與基站小區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，按照交通分區(qū)對(duì)所有用戶的出行端點(diǎn)統(tǒng)計(jì)匯總，并根據(jù)需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)樣。

步驟c1的過(guò)程包括：

c11、從運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心抽取并保存所調(diào)查范圍內(nèi)的手機(jī)信令數(shù)據(jù)。

c12、對(duì)采集的手機(jī)信令數(shù)據(jù)逐條篩選，對(duì)時(shí)間錯(cuò)誤、經(jīng)緯度異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并匹配經(jīng)緯度坐標(biāo)，整理成如下格式。

步驟c2的過(guò)程包括：

c21、追蹤用戶全天的手機(jī)信令數(shù)據(jù)，提取出信令數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)的時(shí)空位置點(diǎn)序列。

c22、結(jié)合歷史運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定時(shí)刻t用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分以下兩種情況：

(1)如果t-1時(shí)刻處于停留狀態(tài)：

t-1時(shí)刻及之前連續(xù)時(shí)間段內(nèi)為停留狀態(tài)的n個(gè)點(diǎn)的平均位置記作pn，計(jì)算pn的坐標(biāo)

計(jì)算t時(shí)刻點(diǎn)pt與點(diǎn)pn之間的距離d1：

若d1小于給定的臨界值，則判定t時(shí)刻為停留點(diǎn)，并與t-1時(shí)刻在同一位置；若d1大于等于臨界值，則t時(shí)刻可能處于移動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)要考慮t+1時(shí)刻的狀態(tài)。

(2)如果t-1時(shí)刻處于移動(dòng)狀態(tài)：

計(jì)算t時(shí)刻和t-1時(shí)刻的兩點(diǎn)間的距離d2：

若d2小于臨界值，則判定t和t-1時(shí)刻為停留點(diǎn)，并且停留在一個(gè)新的位置；若d2大于等于臨界值，則判定t-1時(shí)刻為移動(dòng)點(diǎn)，t時(shí)刻可能處于移動(dòng)狀態(tài)。

c23、計(jì)算在某一停留位置的所有停留點(diǎn)的平均位置為o點(diǎn)(起點(diǎn)，下同)，下一停留位置的所有停留點(diǎn)的平均位置為d點(diǎn)(終點(diǎn)，下同)，從而確定一次出行的起訖點(diǎn)。

步驟c3的過(guò)程包括：

c31、結(jié)合交通小區(qū)劃分地圖，通過(guò)gis匹配居民出行od所分別對(duì)應(yīng)的交通小區(qū)，整理成如下格式：

c32、根據(jù)需要對(duì)各小區(qū)間出行od矩陣按比例擴(kuò)樣得到總od。

其中：od為常住人口od分布；od為利用移動(dòng)手機(jī)用戶數(shù)據(jù)得出的od分布；a為手機(jī)用戶的人均擁有量，單位：部/人；p為手機(jī)滲透率；m為運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)占有率；d為運(yùn)營(yíng)商用戶手機(jī)被檢測(cè)到概率。

實(shí)施例：以某城市為例，應(yīng)用本方法獲取某日居民出行od。

步驟c1：

(1)從運(yùn)營(yíng)商處的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心抽取并保存該城市所調(diào)查范圍內(nèi)3時(shí)至次日3時(shí)的手機(jī)信令數(shù)據(jù)；

(2)對(duì)采集的手機(jī)信令數(shù)據(jù)逐條篩選，對(duì)時(shí)間錯(cuò)誤、經(jīng)緯度異常、不能有效追蹤imsi號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并整理成如下格式：

步驟c2：

(1)以某imsi編號(hào)的手機(jī)信令數(shù)據(jù)為例，提取出信令數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)的時(shí)空位置點(diǎn)序列；

(2)以第一個(gè)位置點(diǎn)為停留點(diǎn)，計(jì)算第二個(gè)位置點(diǎn)與之前3個(gè)停留點(diǎn)(可少于)平均位置之間的距離d＝0，小于臨界值，亦為停留點(diǎn)；

計(jì)算第三個(gè)位置點(diǎn)與之前3個(gè)停留點(diǎn)(可少于)平均位置之間的距離d＝0，小于臨界值，仍為停留點(diǎn)；

直至第10個(gè)位置點(diǎn)與之前3個(gè)停留點(diǎn)平均位置之間的距離d＝279m大于臨界值200m，可能處于移動(dòng)狀態(tài)。

第11個(gè)位置點(diǎn)與之前一個(gè)可能移動(dòng)點(diǎn)之間的距離d＝230m大于臨界值200m，則此點(diǎn)可能處于移動(dòng)狀態(tài)，且第10個(gè)位置點(diǎn)為移動(dòng)點(diǎn)。

直至第13個(gè)位置點(diǎn)與前一個(gè)可能移動(dòng)點(diǎn)之間的距離d＝124m小于臨界值200m，則此兩點(diǎn)均為停留點(diǎn)，且停留在一個(gè)新的位置。

如此依次判別該imsi編號(hào)所有位置點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(3)計(jì)算各停留位置的所有停留點(diǎn)的平均位置為出行端點(diǎn)，連續(xù)兩個(gè)出行端點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)od對(duì)。

步驟c3：

(1)結(jié)合交通小區(qū)劃分地圖，通過(guò)gis匹配居民出行od所分別對(duì)應(yīng)的交通小區(qū)。

(2)根據(jù)需要可統(tǒng)計(jì)各個(gè)小區(qū)間出行od總量，并按抽樣比擴(kuò)樣得到總出行量。