基于手機(jī)信令技術(shù)的杭州市居民出行調(diào)查研究

摘 要：采用手機(jī)信令技術(shù)，對(duì)于居民出行空間效應(yīng)進(jìn)行調(diào)查，是當(dāng)前從交通規(guī)律的研究角度進(jìn)行的居民出行影響因素的調(diào)研。本文結(jié)合杭州市移動(dòng)手機(jī)信令數(shù)據(jù)的應(yīng)用，根據(jù)交通小區(qū)的通行時(shí)間，構(gòu)建了空間權(quán)重矩陣，建立了居民的空間相關(guān)模型的OD影響數(shù)據(jù)，分析了在邊際政策作用下，商業(yè)數(shù)量以及公交車站的數(shù)據(jù)和出行量的起點(diǎn)、等級(jí)等，得到了區(qū)域感知距離的出發(fā)點(diǎn)，將高等級(jí)建筑物的數(shù)量、居民的出行量等進(jìn)行了論證，得到了關(guān)于空間相關(guān)出行的重要影響的驗(yàn)證，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有空間效應(yīng)必要性的參考作用。

關(guān)鍵詞：居民出行；空間模型；空間效應(yīng)

中圖分類號(hào)：U491.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）12-0148-02

近年來，隨著移動(dòng)通訊的快速發(fā)展，手機(jī)信令數(shù)據(jù)的覆蓋率和數(shù)據(jù)質(zhì)量也得到較大提升?；谛帕顢?shù)據(jù)的人口分析、出行特征識(shí)別已成為當(dāng)前城市規(guī)劃、出行分析等領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。

1 手機(jī)信令技術(shù)

（1）手機(jī)信令數(shù)據(jù)是手機(jī)在通訊網(wǎng)絡(luò)中留下的位置信息，位置通過所聯(lián)系基站經(jīng)緯度確定。手機(jī)信令的觸發(fā)機(jī)制主要有：①開、關(guān)機(jī)，收、發(fā)短信，接、掛電話；②手機(jī)通話，記錄所經(jīng)過的每一個(gè)基站；③手機(jī)待機(jī)，定時(shí)記錄一次位置。這樣可以得到手機(jī)人口在時(shí)間、空間上的動(dòng)態(tài)分布。通過手機(jī)人口與實(shí)際人口的換算，空間位置識(shí)別、停留時(shí)間閾值判別等技術(shù)手段，從而獲得城市發(fā)展規(guī)劃活動(dòng)中各項(xiàng)所需數(shù)據(jù)[1]。

（2）人口分布及其活動(dòng)規(guī)律是城市規(guī)劃的基礎(chǔ)，但難以準(zhǔn)確把握。手機(jī)信令數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)調(diào)查方法相比，具有樣本量大、成本低、效率高、客觀等優(yōu)點(diǎn)，可作為規(guī)劃基礎(chǔ)資料來源。如果長(zhǎng)期積累數(shù)據(jù)，可以分析相關(guān)要素年度變化情況，以及評(píng)估已有規(guī)劃的實(shí)施效果。但是，在對(duì)手機(jī)信令數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、篩選、擴(kuò)樣等技術(shù)工作時(shí)，在處理方法、數(shù)據(jù)和指標(biāo)關(guān)聯(lián)、模型體系、可信度驗(yàn)證等方面尚需進(jìn)一步改善，以更好地為城市規(guī)劃分析與決策提供支持。

近年來，隨著移動(dòng)通訊的快速發(fā)展，手機(jī)信令數(shù)據(jù)的覆蓋率和數(shù)據(jù)質(zhì)量也得到較大提升。基于信令數(shù)據(jù)的人口分析、出行特征識(shí)別已成為當(dāng)前城市規(guī)劃、出行分析等領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。手機(jī)信令數(shù)據(jù)是手機(jī)在通訊網(wǎng)絡(luò)中留下的位置信息，位置通過所聯(lián)系基站經(jīng)緯度確定。手機(jī)信令的觸發(fā)機(jī)制主要有：①開、關(guān)機(jī)，收、發(fā)短信，接、掛電話；②手機(jī)通話，記錄所經(jīng)過的每一個(gè)基站；③手機(jī)待機(jī)，定時(shí)記錄一次位置。這樣可以得到手機(jī)人口在時(shí)間、空間上的動(dòng)態(tài)分布。通過手機(jī)人口與實(shí)際人口的換算，空間位置識(shí)別、停留時(shí)間閾值判別等技術(shù)手段，從而獲得城市規(guī)劃所需數(shù)據(jù)。

2 手機(jī)信令技術(shù)在杭州居民出行調(diào)查研究中的應(yīng)用

隨著杭州市新一輪城市總體規(guī)劃的開展，航舟市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院建立了規(guī)劃戰(zhàn)略數(shù)據(jù)庫，以加強(qiáng)規(guī)劃的定量分析決策功能。通過人口普查、經(jīng)濟(jì)普查等國家層面的調(diào)查數(shù)據(jù)，完善了全市用地?cái)?shù)據(jù)庫，輔以全市4萬戶居民出行調(diào)查和其他交通調(diào)查，加強(qiáng)了對(duì)“杭州市交通規(guī)劃模型”的建設(shè)工作的。同時(shí)，結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)，進(jìn)行基于手機(jī)信令的人員活動(dòng)調(diào)查，將傳統(tǒng)調(diào)查和大數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，改進(jìn)交通模型技術(shù)，增強(qiáng)了規(guī)劃和重大建設(shè)項(xiàng)目決策的科學(xué)性。

（1）獲得的數(shù)據(jù)分析量為每天約15億條，每天服務(wù)的手機(jī)用戶大概有1860萬，平均每個(gè)用戶每天約80條記錄手機(jī)數(shù)據(jù)覆蓋上海市區(qū)，基站數(shù)量約4.2萬，平均每個(gè)基站覆蓋約0.162km2，平均半徑約227m。通過個(gè)體手機(jī)時(shí)間序列的城市地理空間位置信息，利用活動(dòng)分析模型、活動(dòng)模式識(shí)別方法，識(shí)別個(gè)體手機(jī)的活動(dòng)情況，如進(jìn)入離開某片區(qū)域、OD出行、穿越某一關(guān)鍵斷面、是否乘坐軌道交通或換乘、出行耗時(shí)、出行距離、出行速度等，并可利用長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練識(shí)別其夜間常住地與白天工作地。

以下數(shù)據(jù)可以基于各分析區(qū)域統(tǒng)計(jì)：區(qū)域動(dòng)態(tài)人口、區(qū)域常住人口、工作人口、通勤人口分布、區(qū)域過境、產(chǎn)生、吸引、逗留客流、區(qū)域間OD客流、校核線客流等等（見表1）。

（2）人口分布及其活動(dòng)規(guī)律是城市規(guī)劃的基礎(chǔ)，但難以準(zhǔn)確把握。目前關(guān)于杭州居民出行及其分布數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)采集方式存在一定的問題。例如：①據(jù)了解，統(tǒng)計(jì)部門公布的常住人口是以2010年第六次人口普查為基礎(chǔ)，每年進(jìn)行小樣本調(diào)查修正得到，由于落戶政策、就業(yè)門檻、公共服務(wù)差異等因素，可能導(dǎo)致常住人口注冊(cè)地和實(shí)際居住地分離，從而影響常住人口數(shù)量和分布的準(zhǔn)確性；②就業(yè)崗位分布主要通過統(tǒng)計(jì)部門經(jīng)濟(jì)普查中單位在冊(cè)職工數(shù)得到，但是目前普遍存在職工實(shí)際工作地與在冊(cè)地分離的現(xiàn)象；③關(guān)于工作人口的居住地和工作地的空間分布情況，傳統(tǒng)方法是采用入戶調(diào)查的方式，但是由于人力、財(cái)力投入較大，居民出行調(diào)查往往樣本量低（一般在3%以下），難以準(zhǔn)確把握職住空間關(guān)系；④城市空間布局模式難以度量，“大餅”還是“組團(tuán)”式布局模式不僅反映在空間形態(tài)上，也應(yīng)體現(xiàn)在人口活動(dòng)關(guān)聯(lián)上。此外還存在公共服務(wù)設(shè)施服務(wù)半徑與實(shí)際分布缺乏校驗(yàn)、外來人口分布特征難以把握等方面的問題，借助手機(jī)信令數(shù)據(jù)有望解決以上問題[2]。

（3）城市空間布局結(jié)構(gòu)識(shí)別對(duì)于把握城市發(fā)展規(guī)律具有重要作用，區(qū)域間居民時(shí)空活動(dòng)在一定程度上反映了城市空間布局。傳統(tǒng)區(qū)域間人口活動(dòng)分析方法多是采用小樣本抽樣調(diào)查或經(jīng)濟(jì)普查，人力、物力耗費(fèi)較大。近些年隨著智能手機(jī)和智能交通興起，GPS、線圈、電警等數(shù)據(jù)已得到廣泛應(yīng)用，但由于不能進(jìn)行連續(xù)跟蹤或樣本偏差較大，分析結(jié)果實(shí)用性較差。信令數(shù)據(jù)接近全樣本且具有連續(xù)性，通過綜合所有手機(jī)用戶時(shí)空信息，能夠從大區(qū)層面較為準(zhǔn)確的分析出人口活動(dòng)情況，從而為城市空間布局模式進(jìn)行持續(xù)追蹤和度量提供了可能。例如：杭州市城市總體規(guī)劃提出了中心城區(qū)“三城聯(lián)動(dòng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)信令數(shù)據(jù)分析，杭州商務(wù)區(qū)人口與出行特征為：城市中主要商務(wù)活動(dòng)區(qū)域、城市發(fā)展中樞。手機(jī)信令數(shù)據(jù)分析顯示：商務(wù)區(qū)內(nèi)工作崗位10萬，常住人口9.1萬人（其中常住通勤人口為4.1萬人，低頻出行人口為4.0萬人，外地常住人口1萬人）；早上7點(diǎn)以后，商務(wù)區(qū)人口迅速增加，中午時(shí)段稍有回落，下午17點(diǎn)達(dá)到全天瞬間人口最大值，接近12萬人，晚高峰后，人口逐漸降低。

（4）旅游季節(jié)人口分布與活動(dòng)特征

杭州是典型的旅游城市，具有明顯季節(jié)特征[9]。手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以通過對(duì)停留時(shí)間（2～7d）和外地手機(jī)號(hào)碼分析得到旅游人口活動(dòng)規(guī)律。

“十一”期間，杭州市旅游人口中本省外市人占旅游總?cè)丝跀?shù)的66.7%。本省游客多來自于周邊城市，其中周邊地區(qū)來旅游人口最多，占比38%。來自外省的旅游人口主要分布在中東部，而西部來旅游人口數(shù)量較少，其中江蘇來杭州旅游人口最多，占比12.6%。旅游人口晝夜分布呈現(xiàn)出夜間相對(duì)集中，白天人口向旅游區(qū)擴(kuò)散的特征[3]。

（5）大型公共服務(wù)設(shè)施輻射范圍識(shí)別

利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以對(duì)大型公共服務(wù)設(shè)施的服務(wù)范圍進(jìn)行識(shí)別，改進(jìn)以簡(jiǎn)單的服務(wù)半徑劃定服務(wù)范圍的常用方法。本文利用信令數(shù)據(jù)對(duì)杭州主要體育場(chǎng)館、公園等的人員出行進(jìn)行了分析，對(duì)比發(fā)現(xiàn)：公共體育設(shè)施需求以3km以內(nèi)為主，主要服務(wù)周邊居民，距離是活動(dòng)人群出行考慮的主要因素，去體育設(shè)施活動(dòng)人群由近到遠(yuǎn)呈現(xiàn)較為明顯的遞減趨勢(shì)；從體育設(shè)施規(guī)模等級(jí)上看，規(guī)模等級(jí)越高（如國信體育中心），則覆蓋范圍越大。以杭州體育中心為例，3km以內(nèi)出行客流約占總出行量的77.8%，平均出行距離約2.1km。另外需要指出的是：在利用信令數(shù)據(jù)對(duì)于大型公共服務(wù)設(shè)施分析時(shí)，由于研究范圍較小，基站選取至關(guān)重要，外圍基站對(duì)設(shè)施內(nèi)部基站干擾要盡可能小，否則對(duì)分析結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生較大影響[4]。

3 結(jié) 語

城市活動(dòng)系統(tǒng)分析一直是各項(xiàng)城市規(guī)劃中分析的難題，主要的難點(diǎn)在于活動(dòng)系統(tǒng)分析需要定量化編制，由于傳統(tǒng)的調(diào)查方法成本高、周期長(zhǎng)，樣本率低，誤差大，不能實(shí)時(shí)更新，隨著21世紀(jì)個(gè)人手機(jī)終端的普及，出行群體中手機(jī)擁有率和使用率已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的比例，手機(jī)數(shù)據(jù)為人口分布與人口活動(dòng)分析提供了很好的探測(cè)器功能。手機(jī)信令數(shù)據(jù)成為一種低成本、動(dòng)態(tài)化、大樣本的調(diào)查方法。杭州市在現(xiàn)代信息技術(shù)的成果轉(zhuǎn)換和應(yīng)用方面，已實(shí)現(xiàn)了初步的商業(yè)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳菁菁.城市軌道交通客流檢測(cè)技術(shù)的特征及其應(yīng)用分析[J].城市軌道交通研究，2018（1）：137～142.

[4]毛曉汶.基于手機(jī)信令技術(shù)的區(qū)域交通出行特征研究[D].重慶交通大學(xué)，2014.

收稿日期：2018-3-24

作者簡(jiǎn)介：陳 臻（1969-），女，漢族，浙江余姚人，工程師，本科，主要從事交通規(guī)劃工作。