手機信令在智慧高速公路中的運用研究

薄秀麗

（山西省交通科學研究院 ，山西 太原 030006）

手機信令在智慧高速公路中的運用研究

薄秀麗

（山西省交通科學研究院 ，山西 太原 030006）

手機信令在智慧高速公路系統中的應用，可以有效促進高速公路管理水平的提升。本文主要從手機信令應用于主流交通狀態采集技術中的優勢入手，對手機信令應用于智能高速公路的原理、關鍵技術和設計方案等問題進行了探究。并對手機信令用于智慧高速公路的注意事項進行了明確。

手機信令；智慧高速公路；移動通信技術

手機信令主要指的是手機在進行語音、短信息等業務中，向移動通信網絡發送的控制信息。手機在車輛移動過程中主動與移動通信網絡進行數據交換的過程也可以被看作是手機信令的傳輸過程。對手機原始信令數據和移動通信網絡數據進行系統分析以后，人們可以借助以下技術對高速公路不同路段的行程車速、行程時間等路況交通信息進行統計分析：第一是地圖路徑匹配技術；第二是移動通信技術原理；第三是交通工程學大數據分析模型。因而手機信令在智慧高速公路建設中的應用，可以有效促進高速公路管理技術的優化。

1 手機信令應用于主流交通狀態采集技術的優勢

高速公路管理工作中所應用的交通狀態采集技術涉及到了以下內容：一是感應線圈檢測技術；二是攝像圖形處理技術；三是衛星定位采集技術等多種技術。手機信令在交通數據采集、提取過程中的應用，可以讓線圈采集技術等技術在實際應用過程中存在的局限性進行有效彌補。在交通信息的提取過程中，相關人員可以通過利用專業化的通信信令分析設備，在通信網絡中截取相關手機信號的特征數據，以便對高速公路的路況信息進行收集整理。采樣數據種類的多樣性、覆蓋范圍廣和數據報信息的海量性，是手機信令在主流交通狀態采集技術中發揮的主要優勢。

2 手機信令交通狀態分析原理及關鍵技術

2.1 手機信令交通狀態分析原理

基站控制器與移動業務交換中心之間的接口發揮著對手機切換通信信息進行記錄的作用。手機數據切換過程就是將數據信息由擠占控制器轉交至移動業務交換中心的過程。高速公路路段與移動網絡中的基站小區之間存在著一定的對應關系，與之相關的特定匹配規則構建以后，人們可以對移動用戶在高速公路上的出行情況進行分析，因而對手機信令所反映的用戶出行軌跡點進行分析，是手機信令交通狀態分析的主要應用原理。

2.2 手機信令交通狀態分析的關鍵技術

手機信令交通狀態數據分析系統涉及到了地圖匹配、路徑推測和速度生成等多方面內容。如表1所示的內容就是手機信令交通狀態數據分析中的關鍵技術。

3 手機交通信息采集系統的建設方案

3.1 手機交通信息采集系統的數據處理

數據處理流程在手機交通信息采集系統中發揮著重要的作用。移動運營商信令采集子系統、2G、3G、4G網絡基礎數據采集處理子系統是數據處理過程中常用的系統。在數據處理過程中，相關人員可以借助上述兩種系統為移動通信網絡與道路交通網絡之間構建映射關系數據。預先定義的路況信息數據發布接口可以將手機信令所反映的交通信息數據提交至相對應的接口，進而為數據信息的后續處理提供幫助。我國現階段正在構建的智能高速公路體系主要涉及到了交通規劃管理、電子收費系統、車輛安全與輔助駕駛等多個環節。近年來，我國已經在對國外經驗進行吸收借鑒的基礎上，對高速公路現代運營體系、高速公路緊急事件管理系統和信息服務、事故救援處理系統進行了完善。手機交通信息采集系統的數據處理功能的應用，可以讓人們更好地對高速公路路況信息、氣象信息等信息進行了解。

表1 手機信令交通狀態數據分析關鍵技術

3.2 手機交通信息采集系統的物理架構

從手機交通信息采集系統的物理架構來看，手機信令采集設備可以被應用于運營商IDC機房之中。高速公路管理部門信息中心可以借助網絡專線實現與運營商IDC機房之間的連接。手機計算服務器的應用，可以為后續其他基于信令數量的應用提供統一化的數據接口。數據庫服務器也可以通過專線將結果數據傳送至高速公路管理機構的數據接收服務器中。例如交通事故快速處理機制的構建，可以為高速公路的正常運行提供幫助。手機交通信息采集系統的物理架構的有效設計，可以讓高速公路管理機關借助手機信令對巡邏車在事故巡檢中存在的不足之處進行彌補。手機信令與巡邏車輛相互配合的事故巡檢機制的構建，可以讓交警、路政等部門對高速公路的路況信息進行實時了解。

3.3 手機交通信息系統的軟件架構

手機交通信息系統的軟件架構主要涉及到了以下幾方面的內容：一是信令數據接收子系統；二是高速公路交通狀態處理子系統；三是系統管理子系統；四是業務管理子系統和數據發布接口子系統。信令數據接受子系統可以對原始手機信令進行接收，并將原始信令傳送至交通狀態處理子系統；高速公路交通狀態子系統在對信令信息進行分析以后，可以生成實時化的高速公路狀態信息。系統管理子系統、業務管理子系統可以對系統的運行狀態和系統工作中的節點狀態進行有效管理。數據發布接口子系統是對外提供高速公路信息數據的重要載體。它可以對高速公路收費、監控、養護系統和高速公路路政系統中存在的信息孤立問題進行有效解決，進而促進高速公路管理水平的提升。

4 手機信令應用于智慧高速公路的注意事項

4.1 手機信令的準確度

手機信令應用于智慧高速公路系統中的應用的措施，需要與高速公路管理工作中的實際情況相吻合，從實際情況來看，手機信令交通狀態分析的精度值和可信度值需要被控制在80%以上。在樣本量、路網切換標定等因素的影響下，一些省區的高速公路手機信令交通狀態分析體系依然有著較大的提升空間。當地高速公路管理部門需要通過與移動運營商加強協調的方式，促進手機信令準確度的提升。

4.2 移動通信技術更新換代的影響

2000年起，3G技術開始在移動通信領域得到普及。自2010以來，4G移動智能通信技術受到了移動用戶的歡迎，預計在2020年以后，5G技術將在移動通信領域逐步取代4G技術。在基于手機信令的高速公路交通狀態分析系統的研發過程中，設計人員需要對我國在移動通信領域可能出現的新變革進行關注，進而在系統的數據采集、算法和數據處理等方面為移動通信技術的升級換代提供預留條件，進而避免系統重復開發問題的出現。

4.3 運營商基站變化的影響

移動運營商的靜態基站數據主要包含了以下內容：一是基站ID；二是區域ID；三是地址、扇區和經緯度等要素。對路網切換點的重新標定，是相關人員在新建基站路段應用手機信令智能系統的重要措施，在完成標定路網切換點標定以后，相關人員需要對計算模型進行更新，以便對手機信令在交通狀態分析領域的精度和可信度進行提升。

5 結語

基于手機信令的交通狀態分析系統在智慧高速公路系統中具有著較為廣闊的應用前景。增加算法的有效性，降低運行商基站變化，是提升系統實效性的有效措施。在機與手機信令的交通狀態分析系統的構建過程中，相關人員還需要對移動通信技術的更新進步所帶來的影響進行充分關注。

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U495

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：1671-0711（2017）12（下）-0145-02