淺談手機數據在交通行業的應用

劉柏秀，唐　翔，劉園園，齊　晨

(1.南寧市工程咨詢規劃事務所，廣西 南寧　530022；2.廣西新發展交通集團有限公司，廣西 南寧　530029；3.山東科技大學交通學院，山東 青島　266000；4.長安大學特殊地區公路工程教育部重點實驗，陜西 西安　710064)

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管理工程

淺談手機數據在交通行業的應用

劉柏秀1，唐翔2，劉園園3，齊晨4

(1.南寧市工程咨詢規劃事務所，廣西 南寧530022；2.廣西新發展交通集團有限公司，廣西 南寧530029；3.山東科技大學交通學院，山東 青島266000；4.長安大學特殊地區公路工程教育部重點實驗，陜西 西安710064)

摘要：近年來，隨著手機用戶的迅猛增長，大數據處理技術日益成熟，為手機數據的采集和應用奠定了良好基礎。手機數據分為兩部分，兩者有其異同點，已應用于城市規劃及交通流量檢測的各個方面，對掌握居民職住地、大區間OD分布、人流活動特征及交通路況等信息提供了基礎數據和量化依據。

關鍵詞：手機話單數據；手機信令數據；數據應用

1手機數據源

基于手機數據人員出行信息主要分為兩類數據：手機話單數據和手機信令數據。

手機話單數據是移動通信網絡所記錄保存的用戶手機使用信息；手機信令數據是手機為確保業務動作的接續正確性，向移動網絡發送的一系列控制信息。兩種數據的特點及區別見表1。

表1　手機數據分類介紹

由表1可知，兩者的差別在于手機信令數據定位信息更完整，但采集依賴于運營商采集設備是否完善；手機信令數據包含手機話單數據，其獲取難度也比較低。

2手機數據應用

2.1話單數據相關應用

楊超、張玉梁等使用深圳市某移動通訊公司8月至10月中工作日41天的手機話單數據分析本市的通勤出行特征。將本市事業和企業單位工作時段(9∶00-18∶00)定位居民最可能的工作時段，20:00—次日8∶00定為居民最可能的居家時段。為提高工作地和居住地判斷正確率，以10天(相當于兩周的數據)作為閾值，根據居民作息時間將8∶00之前、20∶00之后的記錄定為有效的最早、最晚記錄，統計頻次，規定頻次大于等于10的用戶數據作為有效數據，兩周的記錄可呈現一定的規律性，用以判斷用戶居住地。與居住地判斷相似，將用戶在工作時段產生通話記錄最多的區域作為用戶的工作地。其次從用戶每天產生的居住地—工作地(或者工作地—居住地)連續通話序列時間中提取最小時間差，使其最接近用戶實際通勤時間，定義為用戶的特征通勤序列，表征用戶通勤特征，并將早通勤定位開始于12∶00之前的通勤行為，晚通勤定義為開始于14∶00之后的通勤行為，并對其早晚通勤特征進行對比分析，可得到手機話單數據。雖在時間判斷的準確性方面存在誤差，但比傳統交通調查更加詳細的信息，且省時省力。主要內容如圖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劃和修建的高速鐵路客運專線。為了能在有限時間和資源條件下，準確的把握城際鐵路的定位，南海超利用手機話單數據對客流量進行分析；首先確定研究地區范圍，加載途徑的移動基站小區，確立各小區信號覆蓋范圍，初步劃分交通OD小區，然后根據話單數據提供的基站小區代碼，得出各個小區之間的OD量，檢驗其OD矩陣，合格后，根據相關條件決定車站建設位置以及各車站所能吸引的客流范圍，計算城際鐵路的客運分擔量與鐵路客流量；以此能更好的促進城市帶之間的經濟發展、文化交流。主要內容見圖2。

圖2　城鐵客流量預測流程圖

其次手機話單數據在對大紐約地區和洛杉磯地區的通勤距離估計以及判斷用戶職住地，并用四個區域的手機數據和一個小汽車GPS數據對不同區域用戶的通勤特征進行描述分析等方面都有其相關的應用。

針對手機話單數據的不同應用可以大致了解手機用戶的通勤特征、確定居民職住地以及車站的大概位置，對城市的交通規劃及其發展起到一定的促進作用。

2.2手機信令數據的相關應用

手機信令具體是指移動用戶的手機終端根據通信網絡的特性及其需提供給移動用戶服務的功能，會和移動通信網絡保持著不斷的聯系，而形成的一系列控制指令。

任頤、毛榮昌調查對占無錫市人口大部分的移動手機用戶2013年末期的信令數據進行了連續采樣分析，通過大量數據分析，得出了無錫市常住人口由內向外呈逐次遞減的趨勢，向中心老城區和新區產業聚集區兩極集中是無錫市崗位分布的明顯特征；同時以目標小區對外交通的交通量來評價對各個目標小區的對外出行頻率，并對各目標小區的活躍程度進行評價；掌握城市人口分布特征，可為基于人口出行特征進行城市交通綜合布局的優化調整提供數據理論支持。

2012年中下旬，重慶市交通委員會為緩解高速公路擁堵問題，提出高速公路擁擠信息自動識別與發布信息的研究課題。近年來，車牌標示系統逐步用于各地高速公路運行管理，浮動車識別系統被用來判斷高速公路網的交通狀態，以此發布高速公路擁堵信息，以上兩種識別系統有其自身的優缺點見表2。作為傳統識別方式的補充，完善交通出行服務系統，沈瀲、姜新農等建立一個系統，在該系統中對信令信息進行處理和采集，并將獲得的實時交通信息輸出到顯示屏上，方便出行者能夠及時看到道路擁堵信息，方便出行。同時由于高速公路上的干擾因素較少，所以經本系統獲得的信息具有較高的準確度。

根據以上述原理來發布實時路況以及擁堵預警信息，向路段內的司機和乘客發送提醒短信，減緩交通擁堵；所得數據還可分析估算高速公路車流量狀況。

表2　車牌識別系統與浮動車識別系統的優缺點

為判斷道路交通狀況，胡斌杰、詹益旺主要運用基于3D射線追蹤與隱馬爾可夫模型的Cell-ID定位方法來進行道路用戶定位，將出行速度作為聚類閾值對不同的道路用戶進行聚類來識別用戶出行模式，統計經過該道路的所有用戶，并以每個用戶的切換間隔距離作為權重，對速度進行加權平均得到每個機動車輛用戶在該道路的統計平均速度，最后將處在該道路上的所有機動車輛用戶的統計平均速度的分布進行統計，以95%的用戶達到的車速范圍作為該道路的交通速度，以此來判斷道路的交通狀況。

基于手機信令數據的道路交通狀態識別與預測逐漸趨于成熟，目前，人們也在嘗試用不同的方法利用手機信令數據判斷有關道路擁堵及車輛信息實時公布。

3結語

在信息化和大數據浪潮的沖擊下，各種新的技術方法應運而生，獲取組成城市細胞-人的活動特性，可直接通過手機數據進行判斷，相比傳統交通方法，具有投資小，數據采集覆蓋范圍廣、實時性好的特點，有著先天的優勢，為充分了解現狀城市居民出行實際需求提供了方便，并為智慧化城市提供了技術上的支持。

參考文獻：

[1]柴彥威,趙瑩,馬修軍等.基于移動定位的行為數據采集與地理應用研究[J].地域研究與開發,2010.

[2]張惠，沈亮，李寶磊，戴鵬程.手機數據在交通規劃中的應用研究[J].互聯網天地，2015，(5).

[3]冉斌.手機數據在交通調查和交通規劃中的應用[J].城市交通，2013，(1).

收稿日期：2016-04-06

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

中圖分類號：U491

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0165-02