淺談手機(jī)數(shù)據(jù)在交通行業(yè)的應(yīng)用

劉柏秀，唐　翔，劉園園，齊　晨

(1.南寧市工程咨詢規(guī)劃事務(wù)所，廣西 南寧　530022；2.廣西新發(fā)展交通集團(tuán)有限公司，廣西 南寧　530029；3.山東科技大學(xué)交通學(xué)院，山東 青島　266000；4.長(zhǎng)安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，陜西 西安　710064)

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管理工程

淺談手機(jī)數(shù)據(jù)在交通行業(yè)的應(yīng)用

劉柏秀1，唐翔2，劉園園3，齊晨4

(1.南寧市工程咨詢規(guī)劃事務(wù)所，廣西 南寧530022；2.廣西新發(fā)展交通集團(tuán)有限公司，廣西 南寧530029；3.山東科技大學(xué)交通學(xué)院，山東 青島266000；4.長(zhǎng)安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，陜西 西安710064)

摘要：近年來(lái)，隨著手機(jī)用戶的迅猛增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)日益成熟，為手機(jī)數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。手機(jī)數(shù)據(jù)分為兩部分，兩者有其異同點(diǎn)，已應(yīng)用于城市規(guī)劃及交通流量檢測(cè)的各個(gè)方面，對(duì)掌握居民職住地、大區(qū)間OD分布、人流活動(dòng)特征及交通路況等信息提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和量化依據(jù)。

關(guān)鍵詞：手機(jī)話單數(shù)據(jù)；手機(jī)信令數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)應(yīng)用

1手機(jī)數(shù)據(jù)源

基于手機(jī)數(shù)據(jù)人員出行信息主要分為兩類數(shù)據(jù)：手機(jī)話單數(shù)據(jù)和手機(jī)信令數(shù)據(jù)。

手機(jī)話單數(shù)據(jù)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所記錄保存的用戶手機(jī)使用信息；手機(jī)信令數(shù)據(jù)是手機(jī)為確保業(yè)務(wù)動(dòng)作的接續(xù)正確性，向移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的一系列控制信息。兩種數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及區(qū)別見(jiàn)表1。

表1　手機(jī)數(shù)據(jù)分類介紹

由表1可知，兩者的差別在于手機(jī)信令數(shù)據(jù)定位信息更完整，但采集依賴于運(yùn)營(yíng)商采集設(shè)備是否完善；手機(jī)信令數(shù)據(jù)包含手機(jī)話單數(shù)據(jù)，其獲取難度也比較低。

2手機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)用

2.1話單數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用

楊超、張玉梁等使用深圳市某移動(dòng)通訊公司8月至10月中工作日41天的手機(jī)話單數(shù)據(jù)分析本市的通勤出行特征。將本市事業(yè)和企業(yè)單位工作時(shí)段(9∶00-18∶00)定位居民最可能的工作時(shí)段，20:00—次日8∶00定為居民最可能的居家時(shí)段。為提高工作地和居住地判斷正確率，以10天(相當(dāng)于兩周的數(shù)據(jù))作為閾值，根據(jù)居民作息時(shí)間將8∶00之前、20∶00之后的記錄定為有效的最早、最晚記錄，統(tǒng)計(jì)頻次，規(guī)定頻次大于等于10的用戶數(shù)據(jù)作為有效數(shù)據(jù)，兩周的記錄可呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，用以判斷用戶居住地。與居住地判斷相似，將用戶在工作時(shí)段產(chǎn)生通話記錄最多的區(qū)域作為用戶的工作地。其次從用戶每天產(chǎn)生的居住地—工作地(或者工作地—居住地)連續(xù)通話序列時(shí)間中提取最小時(shí)間差，使其最接近用戶實(shí)際通勤時(shí)間，定義為用戶的特征通勤序列，表征用戶通勤特征，并將早通勤定位開(kāi)始于12∶00之前的通勤行為，晚通勤定義為開(kāi)始于14∶00之后的通勤行為，并對(duì)其早晚通勤特征進(jìn)行對(duì)比分析，可得到手機(jī)話單數(shù)據(jù)。雖在時(shí)間判斷的準(zhǔn)確性方面存在誤差，但比傳統(tǒng)交通調(diào)查更加詳細(xì)的信息，且省時(shí)省力。主要內(nèi)容如圖1所示。

圖1　居住地判斷流程

城際鐵路是指為短途且沿線都是在人口稠密的城市帶或都市圈規(guī)劃和修建的高速鐵路客運(yùn)專線。為了能在有限時(shí)間和資源條件下，準(zhǔn)確的把握城際鐵路的定位，南海超利用手機(jī)話單數(shù)據(jù)對(duì)客流量進(jìn)行分析；首先確定研究地區(qū)范圍，加載途徑的移動(dòng)基站小區(qū)，確立各小區(qū)信號(hào)覆蓋范圍，初步劃分交通OD小區(qū)，然后根據(jù)話單數(shù)據(jù)提供的基站小區(qū)代碼，得出各個(gè)小區(qū)之間的OD量，檢驗(yàn)其OD矩陣，合格后，根據(jù)相關(guān)條件決定車(chē)站建設(shè)位置以及各車(chē)站所能吸引的客流范圍，計(jì)算城際鐵路的客運(yùn)分擔(dān)量與鐵路客流量；以此能更好的促進(jìn)城市帶之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化交流。主要內(nèi)容見(jiàn)圖2。

圖2　城鐵客流量預(yù)測(cè)流程圖

其次手機(jī)話單數(shù)據(jù)在對(duì)大紐約地區(qū)和洛杉磯地區(qū)的通勤距離估計(jì)以及判斷用戶職住地，并用四個(gè)區(qū)域的手機(jī)數(shù)據(jù)和一個(gè)小汽車(chē)GPS數(shù)據(jù)對(duì)不同區(qū)域用戶的通勤特征進(jìn)行描述分析等方面都有其相關(guān)的應(yīng)用。

針對(duì)手機(jī)話單數(shù)據(jù)的不同應(yīng)用可以大致了解手機(jī)用戶的通勤特征、確定居民職住地以及車(chē)站的大概位置，對(duì)城市的交通規(guī)劃及其發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

2.2手機(jī)信令數(shù)據(jù)的相關(guān)應(yīng)用

手機(jī)信令具體是指移動(dòng)用戶的手機(jī)終端根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的特性及其需提供給移動(dòng)用戶服務(wù)的功能，會(huì)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)保持著不斷的聯(lián)系，而形成的一系列控制指令。

任頤、毛榮昌調(diào)查對(duì)占無(wú)錫市人口大部分的移動(dòng)手機(jī)用戶2013年末期的信令數(shù)據(jù)進(jìn)行了連續(xù)采樣分析，通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析，得出了無(wú)錫市常住人口由內(nèi)向外呈逐次遞減的趨勢(shì)，向中心老城區(qū)和新區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)兩極集中是無(wú)錫市崗位分布的明顯特征；同時(shí)以目標(biāo)小區(qū)對(duì)外交通的交通量來(lái)評(píng)價(jià)對(duì)各個(gè)目標(biāo)小區(qū)的對(duì)外出行頻率，并對(duì)各目標(biāo)小區(qū)的活躍程度進(jìn)行評(píng)價(jià)；掌握城市人口分布特征，可為基于人口出行特征進(jìn)行城市交通綜合布局的優(yōu)化調(diào)整提供數(shù)據(jù)理論支持。

2012年中下旬，重慶市交通委員會(huì)為緩解高速公路擁堵問(wèn)題，提出高速公路擁擠信息自動(dòng)識(shí)別與發(fā)布信息的研究課題。近年來(lái)，車(chē)牌標(biāo)示系統(tǒng)逐步用于各地高速公路運(yùn)行管理，浮動(dòng)車(chē)識(shí)別系統(tǒng)被用來(lái)判斷高速公路網(wǎng)的交通狀態(tài)，以此發(fā)布高速公路擁堵信息，以上兩種識(shí)別系統(tǒng)有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。作為傳統(tǒng)識(shí)別方式的補(bǔ)充，完善交通出行服務(wù)系統(tǒng)，沈?yàn)?、姜新農(nóng)等建立一個(gè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中對(duì)信令信息進(jìn)行處理和采集，并將獲得的實(shí)時(shí)交通信息輸出到顯示屏上，方便出行者能夠及時(shí)看到道路擁堵信息，方便出行。同時(shí)由于高速公路上的干擾因素較少，所以經(jīng)本系統(tǒng)獲得的信息具有較高的準(zhǔn)確度。

根據(jù)以上述原理來(lái)發(fā)布實(shí)時(shí)路況以及擁堵預(yù)警信息，向路段內(nèi)的司機(jī)和乘客發(fā)送提醒短信，減緩交通擁堵；所得數(shù)據(jù)還可分析估算高速公路車(chē)流量狀況。

表2　車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)與浮動(dòng)車(chē)識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

為判斷道路交通狀況，胡斌杰、詹益旺主要運(yùn)用基于3D射線追蹤與隱馬爾可夫模型的Cell-ID定位方法來(lái)進(jìn)行道路用戶定位，將出行速度作為聚類閾值對(duì)不同的道路用戶進(jìn)行聚類來(lái)識(shí)別用戶出行模式，統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)該道路的所有用戶，并以每個(gè)用戶的切換間隔距離作為權(quán)重，對(duì)速度進(jìn)行加權(quán)平均得到每個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)輛用戶在該道路的統(tǒng)計(jì)平均速度，最后將處在該道路上的所有機(jī)動(dòng)車(chē)輛用戶的統(tǒng)計(jì)平均速度的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以95%的用戶達(dá)到的車(chē)速范圍作為該道路的交通速度，以此來(lái)判斷道路的交通狀況。

基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的道路交通狀態(tài)識(shí)別與預(yù)測(cè)逐漸趨于成熟，目前，人們也在嘗試用不同的方法利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)判斷有關(guān)道路擁堵及車(chē)輛信息實(shí)時(shí)公布。

3結(jié)語(yǔ)

在信息化和大數(shù)據(jù)浪潮的沖擊下，各種新的技術(shù)方法應(yīng)運(yùn)而生，獲取組成城市細(xì)胞-人的活動(dòng)特性，可直接通過(guò)手機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，相比傳統(tǒng)交通方法，具有投資小，數(shù)據(jù)采集覆蓋范圍廣、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，有著先天的優(yōu)勢(shì)，為充分了解現(xiàn)狀城市居民出行實(shí)際需求提供了方便，并為智慧化城市提供了技術(shù)上的支持。

參考文獻(xiàn)：

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[3]冉斌.手機(jī)數(shù)據(jù)在交通調(diào)查和交通規(guī)劃中的應(yīng)用[J].城市交通，2013，(1).

收稿日期：2016-04-06

作者簡(jiǎn)介：劉柏秀(1981-)，女，廣西岑溪人，工程師，主要從事交通規(guī)劃與管理研究。

中圖分類號(hào)：U491

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)06-0165-02