手機(jī)信令數(shù)據(jù)在交通規(guī)劃中的應(yīng)用及思考

（中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津市，300110） 張春輝 張 寶 張宏鵬 董 超

交通規(guī)劃是現(xiàn)代社會面對的棘手問題，隨著超大城市、衛(wèi)星城、生態(tài)城鎮(zhèn)層出不窮，各類原有定義的交通邊界逐漸模糊，特別是智慧城市不斷成為各級政府重點(diǎn)發(fā)展的方向，如何引用新手段，借助數(shù)據(jù)分析，把握交通發(fā)展規(guī)律，規(guī)劃未來智慧交通，成為亟需解決的問題。作為手機(jī)終端可提供的手機(jī)信令數(shù)據(jù)，其所載信息的實時性、完整性、可分析性，使其在交通規(guī)劃應(yīng)用中嶄露頭角。

1 手機(jī)信令概述

1.1 手機(jī)信令定義

手機(jī)信令數(shù)據(jù)是由手機(jī)終端在通話、短信或位移等場景下，被運(yùn)營商基站捕獲并記錄。在我國，各大運(yùn)營商是手機(jī)信令大數(shù)據(jù)的直接提供者，通過各接口間的連接實現(xiàn)通信。通信系統(tǒng)各類接口實現(xiàn)不同信息交互，例如：基站與基站控制器之間使用A-bis 接口互聯(lián)；基站與手機(jī)使用Um 接口互聯(lián)；基站控制器與交換機(jī)使用A接口互聯(lián)；交換機(jī)之間使用E接口互聯(lián)，不同接口所采集到的手機(jī)信令有所不同。手機(jī)信令數(shù)據(jù)可分為CS 域信令數(shù)據(jù)、PS域信令數(shù)據(jù)、話單數(shù)據(jù)等。話單數(shù)據(jù)信令只有當(dāng)終端撥打或接聽電話、發(fā)送或接收短信時才可以觸發(fā)信令；CS域信令具有BSC切換、位置更新、開關(guān)機(jī)和位置區(qū)切換等信令，更容易作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析

1.2 手機(jī)信令特點(diǎn)

手機(jī)信令較其他公共源數(shù)據(jù)具有相似性和特殊性，其數(shù)據(jù)的如下特性，更便于作為交通規(guī)劃分析應(yīng)用。

1.2.1 準(zhǔn)確性

終端手機(jī)信令的位置信息有準(zhǔn)確的地理信息，其時間以秒計，精度較高，便于判斷終端用戶的軌跡。

1.2.2 實時性

手機(jī)終端用戶信息隨時更新，不斷變化。

1.2.3 全面性

終端用戶攜帶并開啟手機(jī)，則系統(tǒng)將即時更新終端動態(tài)實時信息，其范圍不限于屬地，可以覆蓋全國及全球。

1.2.4 冗余性

手機(jī)信令數(shù)據(jù)量非常大，如果全部存儲需要占用大量存儲空間，同時這些數(shù)據(jù)因為其數(shù)據(jù)對應(yīng)性，有很多是冗余性數(shù)據(jù)，因此必須實時處理再做存儲。

1.3 手機(jī)信令算法初探

如果想將手機(jī)信令數(shù)據(jù)應(yīng)用于交通規(guī)劃中，其最基本的算法就是提取完整的出行鏈（Trip Chain）。手機(jī)信令數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理等處理工作后，關(guān)鍵的工作就是TC提取。出行鏈（Trip Chain）是指分析范圍的一次行程，如交通出行，獲取終端用戶在某時刻離開之前未發(fā)生變動位置，依照某移動速度位置發(fā)生變化，實時對應(yīng)位置出行信息，到達(dá)某個終點(diǎn)后，其活動區(qū)域即指定時間和指定門限范圍內(nèi)，可確定其交通軌跡為一次完整的TC。

2 現(xiàn)代交通發(fā)展特點(diǎn)

現(xiàn)代交通是以工業(yè)革命發(fā)展起來的迅捷路網(wǎng)及運(yùn)輸體系，它是以航空、鐵路、海運(yùn)、高速路網(wǎng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)化、網(wǎng)格化體系工程。覆蓋于城市及鄉(xiāng)村，運(yùn)輸形式多樣，而現(xiàn)代交通最突出的特點(diǎn)是城市交通體系的建設(shè)。當(dāng)前世界范圍內(nèi)城市化進(jìn)程不斷發(fā)展，城市交通已經(jīng)成為城市發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。

2.1 城市交通密集度提高，交通形式多樣

在發(fā)達(dá)的城市經(jīng)濟(jì)帶，城市交通越來越密集，交通方式也設(shè)計海陸空、地面地下等多種類型。交通的便捷性也使得時空距離不斷縮小，京津冀一體化、長三角一體化等“城市圈”趨勢日益明顯。

2.2 鄉(xiāng)村路網(wǎng)建設(shè)逐漸完備，成為交通規(guī)劃新的增長點(diǎn)

隨著城市發(fā)展規(guī)模受限，現(xiàn)代化鄉(xiāng)村建設(shè)也在不斷發(fā)展，小城鎮(zhèn)路網(wǎng)交通成為城市圈交通的有益補(bǔ)充，同時城市、鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)交通衍生作用不斷出現(xiàn)，成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，綠色農(nóng)業(yè)開發(fā)、旅游消費(fèi)聚集等多種生態(tài)圈的互聯(lián)互通基礎(chǔ)，因此急需提供更為精細(xì)的交通規(guī)劃。

3 手機(jī)信令在交通規(guī)劃中的數(shù)據(jù)應(yīng)用

出行鏈（TC）的導(dǎo)出，對于交通規(guī)劃只是很小的一部分。手機(jī)信令數(shù)據(jù)雖然只是一種運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)，但有非常關(guān)鍵的研判作用。雖然手機(jī)信令沒有包含出行的其他信息，但是可以通過運(yùn)動速度、運(yùn)動空間等分析，可以獲得更為有利用價值的數(shù)據(jù)應(yīng)用。

3.1 對TC數(shù)據(jù)匹配交通方式

獲得手機(jī)信令數(shù)據(jù)后，根據(jù)相關(guān)交通方式篩選原理和判定準(zhǔn)則，在算法設(shè)定一定的判定條件，運(yùn)用符合閾值標(biāo)準(zhǔn)，提高判別的準(zhǔn)確度，這樣可以精確的劃分出交通行程是客機(jī)、高鐵或客貨車等情況。

3.2 根據(jù)速度進(jìn)行交通裝置判斷及交通流量分析

利用手機(jī)信令中TC 的首末點(diǎn)，用終點(diǎn)與起點(diǎn)的時間差，計算出移動速度。如果移動速度大于700km/s 以上的為飛機(jī)；在160-500km/s 的為高鐵，在200km/s以下的為動車或汽車。

3.3 關(guān)注手機(jī)信令數(shù)據(jù)隱私保護(hù)

隨著運(yùn)營商對于手機(jī)信令數(shù)據(jù)內(nèi)容的不斷改進(jìn)和迭代，其數(shù)據(jù)的可用性、隱私性也在不斷增加，因為數(shù)據(jù)接口的改進(jìn)，數(shù)據(jù)空間分辨率以基站密度確定，定位準(zhǔn)確度不斷提升。時間分辨率因為利用了GPS/Beidou 等技術(shù)，已經(jīng)從秒級向毫秒級遞進(jìn)。這些信令數(shù)據(jù)字段中的時空屬性數(shù)據(jù)，以及終端用戶通話和信息記錄等信息，通過合理算法分析及進(jìn)行相關(guān)性輔助驗證，可以提取準(zhǔn)確的終端用戶各類行程數(shù)據(jù)，雖然這是開展交通規(guī)劃的有效數(shù)據(jù)源，也存在個人隱私信息泄露風(fēng)險，因此在使用中必須相應(yīng)做好脫敏和模糊處理。

4 結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)用手機(jī)信令數(shù)據(jù)在交通規(guī)劃中，不能簡單的將其局限于行程數(shù)據(jù)，相比其他類型的大數(shù)據(jù)源，手機(jī)信令數(shù)據(jù)具有覆蓋面最廣、定位信息準(zhǔn)確、精度高、能二次辨識信息多等獨(dú)到的優(yōu)勢?；谑謾C(jī)信令數(shù)據(jù)得出的各類分析可為多類交通規(guī)劃決策提出支持，對重大交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃選址合理性論證、公交線路規(guī)劃等，準(zhǔn)確性更高，對于交通規(guī)劃決策支持更為有效。