手機(jī)信令在智慧高速公路中的運(yùn)用研究

薄秀麗

（山西省交通科學(xué)研究院 ，山西 太原 030006）

手機(jī)信令在智慧高速公路中的運(yùn)用研究

薄秀麗

（山西省交通科學(xué)研究院 ，山西 太原 030006）

手機(jī)信令在智慧高速公路系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以有效促進(jìn)高速公路管理水平的提升。本文主要從手機(jī)信令應(yīng)用于主流交通狀態(tài)采集技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)入手，對(duì)手機(jī)信令應(yīng)用于智能高速公路的原理、關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計(jì)方案等問題進(jìn)行了探究。并對(duì)手機(jī)信令用于智慧高速公路的注意事項(xiàng)進(jìn)行了明確。

手機(jī)信令；智慧高速公路；移動(dòng)通信技術(shù)

手機(jī)信令主要指的是手機(jī)在進(jìn)行語(yǔ)音、短信息等業(yè)務(wù)中，向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的控制信息。手機(jī)在車輛移動(dòng)過(guò)程中主動(dòng)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過(guò)程也可以被看作是手機(jī)信令的傳輸過(guò)程。對(duì)手機(jī)原始信令數(shù)據(jù)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析以后，人們可以借助以下技術(shù)對(duì)高速公路不同路段的行程車速、行程時(shí)間等路況交通信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：第一是地圖路徑匹配技術(shù)；第二是移動(dòng)通信技術(shù)原理；第三是交通工程學(xué)大數(shù)據(jù)分析模型。因而手機(jī)信令在智慧高速公路建設(shè)中的應(yīng)用，可以有效促進(jìn)高速公路管理技術(shù)的優(yōu)化。

1 手機(jī)信令應(yīng)用于主流交通狀態(tài)采集技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

高速公路管理工作中所應(yīng)用的交通狀態(tài)采集技術(shù)涉及到了以下內(nèi)容：一是感應(yīng)線圈檢測(cè)技術(shù)；二是攝像圖形處理技術(shù)；三是衛(wèi)星定位采集技術(shù)等多種技術(shù)。手機(jī)信令在交通數(shù)據(jù)采集、提取過(guò)程中的應(yīng)用，可以讓線圈采集技術(shù)等技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的局限性進(jìn)行有效彌補(bǔ)。在交通信息的提取過(guò)程中，相關(guān)人員可以通過(guò)利用專業(yè)化的通信信令分析設(shè)備，在通信網(wǎng)絡(luò)中截取相關(guān)手機(jī)信號(hào)的特征數(shù)據(jù)，以便對(duì)高速公路的路況信息進(jìn)行收集整理。采樣數(shù)據(jù)種類的多樣性、覆蓋范圍廣和數(shù)據(jù)報(bào)信息的海量性，是手機(jī)信令在主流交通狀態(tài)采集技術(shù)中發(fā)揮的主要優(yōu)勢(shì)。

2 手機(jī)信令交通狀態(tài)分析原理及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 手機(jī)信令交通狀態(tài)分析原理

基站控制器與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心之間的接口發(fā)揮著對(duì)手機(jī)切換通信信息進(jìn)行記錄的作用。手機(jī)數(shù)據(jù)切換過(guò)程就是將數(shù)據(jù)信息由擠占控制器轉(zhuǎn)交至移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心的過(guò)程。高速公路路段與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的基站小區(qū)之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，與之相關(guān)的特定匹配規(guī)則構(gòu)建以后，人們可以對(duì)移動(dòng)用戶在高速公路上的出行情況進(jìn)行分析，因而對(duì)手機(jī)信令所反映的用戶出行軌跡點(diǎn)進(jìn)行分析，是手機(jī)信令交通狀態(tài)分析的主要應(yīng)用原理。

2.2 手機(jī)信令交通狀態(tài)分析的關(guān)鍵技術(shù)

手機(jī)信令交通狀態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)涉及到了地圖匹配、路徑推測(cè)和速度生成等多方面內(nèi)容。如表1所示的內(nèi)容就是手機(jī)信令交通狀態(tài)數(shù)據(jù)分析中的關(guān)鍵技術(shù)。

3 手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的建設(shè)方案

3.1 手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理流程在手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商信令采集子系統(tǒng)、2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理過(guò)程中常用的系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，相關(guān)人員可以借助上述兩種系統(tǒng)為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與道路交通網(wǎng)絡(luò)之間構(gòu)建映射關(guān)系數(shù)據(jù)。預(yù)先定義的路況信息數(shù)據(jù)發(fā)布接口可以將手機(jī)信令所反映的交通信息數(shù)據(jù)提交至相對(duì)應(yīng)的接口，進(jìn)而為數(shù)據(jù)信息的后續(xù)處理提供幫助。我國(guó)現(xiàn)階段正在構(gòu)建的智能高速公路體系主要涉及到了交通規(guī)劃管理、電子收費(fèi)系統(tǒng)、車輛安全與輔助駕駛等多個(gè)環(huán)節(jié)。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)在對(duì)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行吸收借鑒的基礎(chǔ)上，對(duì)高速公路現(xiàn)代運(yùn)營(yíng)體系、高速公路緊急事件管理系統(tǒng)和信息服務(wù)、事故救援處理系統(tǒng)進(jìn)行了完善。手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能的應(yīng)用，可以讓人們更好地對(duì)高速公路路況信息、氣象信息等信息進(jìn)行了解。

表1 手機(jī)信令交通狀態(tài)數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)

3.2 手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的物理架構(gòu)

從手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的物理架構(gòu)來(lái)看，手機(jī)信令采集設(shè)備可以被應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商IDC機(jī)房之中。高速公路管理部門信息中心可以借助網(wǎng)絡(luò)專線實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營(yíng)商IDC機(jī)房之間的連接。手機(jī)計(jì)算服務(wù)器的應(yīng)用，可以為后續(xù)其他基于信令數(shù)量的應(yīng)用提供統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器也可以通過(guò)專線將結(jié)果數(shù)據(jù)傳送至高速公路管理機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)接收服務(wù)器中。例如交通事故快速處理機(jī)制的構(gòu)建，可以為高速公路的正常運(yùn)行提供幫助。手機(jī)交通信息采集系統(tǒng)的物理架構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，可以讓高速公路管理機(jī)關(guān)借助手機(jī)信令對(duì)巡邏車在事故巡檢中存在的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)。手機(jī)信令與巡邏車輛相互配合的事故巡檢機(jī)制的構(gòu)建，可以讓交警、路政等部門對(duì)高速公路的路況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)了解。

3.3 手機(jī)交通信息系統(tǒng)的軟件架構(gòu)

手機(jī)交通信息系統(tǒng)的軟件架構(gòu)主要涉及到了以下幾方面的內(nèi)容：一是信令數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)；二是高速公路交通狀態(tài)處理子系統(tǒng)；三是系統(tǒng)管理子系統(tǒng)；四是業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)發(fā)布接口子系統(tǒng)。信令數(shù)據(jù)接受子系統(tǒng)可以對(duì)原始手機(jī)信令進(jìn)行接收，并將原始信令傳送至交通狀態(tài)處理子系統(tǒng)；高速公路交通狀態(tài)子系統(tǒng)在對(duì)信令信息進(jìn)行分析以后，可以生成實(shí)時(shí)化的高速公路狀態(tài)信息。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)工作中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行有效管理。數(shù)據(jù)發(fā)布接口子系統(tǒng)是對(duì)外提供高速公路信息數(shù)據(jù)的重要載體。它可以對(duì)高速公路收費(fèi)、監(jiān)控、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)和高速公路路政系統(tǒng)中存在的信息孤立問題進(jìn)行有效解決，進(jìn)而促進(jìn)高速公路管理水平的提升。

4 手機(jī)信令應(yīng)用于智慧高速公路的注意事項(xiàng)

4.1 手機(jī)信令的準(zhǔn)確度

手機(jī)信令應(yīng)用于智慧高速公路系統(tǒng)中的應(yīng)用的措施，需要與高速公路管理工作中的實(shí)際情況相吻合，從實(shí)際情況來(lái)看，手機(jī)信令交通狀態(tài)分析的精度值和可信度值需要被控制在80%以上。在樣本量、路網(wǎng)切換標(biāo)定等因素的影響下，一些省區(qū)的高速公路手機(jī)信令交通狀態(tài)分析體系依然有著較大的提升空間。當(dāng)?shù)馗咚俟饭芾聿块T需要通過(guò)與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商加強(qiáng)協(xié)調(diào)的方式，促進(jìn)手機(jī)信令準(zhǔn)確度的提升。

4.2 移動(dòng)通信技術(shù)更新?lián)Q代的影響

2000年起，3G技術(shù)開始在移動(dòng)通信領(lǐng)域得到普及。自2010以來(lái)，4G移動(dòng)智能通信技術(shù)受到了移動(dòng)用戶的歡迎，預(yù)計(jì)在2020年以后，5G技術(shù)將在移動(dòng)通信領(lǐng)域逐步取代4G技術(shù)。在基于手機(jī)信令的高速公路交通狀態(tài)分析系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)我國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域可能出現(xiàn)的新變革進(jìn)行關(guān)注，進(jìn)而在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、算法和數(shù)據(jù)處理等方面為移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí)換代提供預(yù)留條件，進(jìn)而避免系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)問題的出現(xiàn)。

4.3 運(yùn)營(yíng)商基站變化的影響

移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的靜態(tài)基站數(shù)據(jù)主要包含了以下內(nèi)容：一是基站ID；二是區(qū)域ID；三是地址、扇區(qū)和經(jīng)緯度等要素。對(duì)路網(wǎng)切換點(diǎn)的重新標(biāo)定，是相關(guān)人員在新建基站路段應(yīng)用手機(jī)信令智能系統(tǒng)的重要措施，在完成標(biāo)定路網(wǎng)切換點(diǎn)標(biāo)定以后，相關(guān)人員需要對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行更新，以便對(duì)手機(jī)信令在交通狀態(tài)分析領(lǐng)域的精度和可信度進(jìn)行提升。

5 結(jié)語(yǔ)

基于手機(jī)信令的交通狀態(tài)分析系統(tǒng)在智慧高速公路系統(tǒng)中具有著較為廣闊的應(yīng)用前景。增加算法的有效性，降低運(yùn)行商基站變化，是提升系統(tǒng)實(shí)效性的有效措施。在機(jī)與手機(jī)信令的交通狀態(tài)分析系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，相關(guān)人員還需要對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的更新進(jìn)步所帶來(lái)的影響進(jìn)行充分關(guān)注。

[1]劉見振,周蘭孫,盛剛.手機(jī)信令在智慧高速公路中的應(yīng)用和研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2017,13(05):306-308.

[2]唐嘉立. 基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)分析的路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 中國(guó)交通信息化,2015,(12):115-117.

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