手機信令數據在交通規劃中的應用及思考

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

交通規劃是現代社會面對的棘手問題，隨著超大城市、衛星城、生態城鎮層出不窮，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發展的方向，如何引用新手段，借助數據分析，把握交通發展規律，規劃未來智慧交通，成為亟需解決的問題。作為手機終端可提供的手機信令數據，其所載信息的實時性、完整性、可分析性，使其在交通規劃應用中嶄露頭角。

1 手機信令概述

1.1 手機信令定義

手機信令數據是由手機終端在通話、短信或位移等場景下，被運營商基站捕獲并記錄。在我國，各大運營商是手機信令大數據的直接提供者，通過各接口間的連接實現通信。通信系統各類接口實現不同信息交互，例如：基站與基站控制器之間使用A-bis 接口互聯；基站與手機使用Um 接口互聯；基站控制器與交換機使用A接口互聯；交換機之間使用E接口互聯，不同接口所采集到的手機信令有所不同。手機信令數據可分為CS 域信令數據、PS域信令數據、話單數據等。話單數據信令只有當終端撥打或接聽電話、發送或接收短信時才可以觸發信令；CS域信令具有BSC切換、位置更新、開關機和位置區切換等信令，更容易作為基礎數據進行大數據分析

1.2 手機信令特點

手機信令較其他公共源數據具有相似性和特殊性，其數據的如下特性，更便于作為交通規劃分析應用。

1.2.1 準確性

終端手機信令的位置信息有準確的地理信息，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，則系統將即時更新終端動態實時信息，其范圍不限于屬地，可以覆蓋全國及全球。

1.2.4 冗余性

手機信令數據量非常大，如果全部存儲需要占用大量存儲空間，同時這些數據因為其數據對應性，有很多是冗余性數據，因此必須實時處理再做存儲。

1.3 手機信令算法初探

如果想將手機信令數據應用于交通規劃中，其最基本的算法就是提取完整的出行鏈（Trip Chain）。手機信令數據獲取、預處理等處理工作后，關鍵的工作就是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生變動位置，依照某移動速度位置發生變化，實時對應位置出行信息，到達某個終點后，其活動區域即指定時間和指定門限范圍內，可確定其交通軌跡為一次完整的TC。

2 現代交通發展特點

現代交通是以工業革命發展起來的迅捷路網及運輸體系，它是以航空、鐵路、海運、高速路網為基礎的系統化、網格化體系工程。覆蓋于城市及鄉村，運輸形式多樣，而現代交通最突出的特點是城市交通體系的建設。當前世界范圍內城市化進程不斷發展，城市交通已經成為城市發展的風向標。

2.1 城市交通密集度提高，交通形式多樣

在發達的城市經濟帶，城市交通越來越密集，交通方式也設計海陸空、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 鄉村路網建設逐漸完備，成為交通規劃新的增長點

隨著城市發展規模受限，現代化鄉村建設也在不斷發展，小城鎮路網交通成為城市圈交通的有益補充，同時城市、鄉村、城鎮交通衍生作用不斷出現，成為促進經濟發展，綠色農業開發、旅游消費聚集等多種生態圈的互聯互通基礎，因此急需提供更為精細的交通規劃。

3 手機信令在交通規劃中的數據應用

出行鏈（TC）的導出，對于交通規劃只是很小的一部分。手機信令數據雖然只是一種運動軌跡數據，但有非常關鍵的研判作用。雖然手機信令沒有包含出行的其他信息，但是可以通過運動速度、運動空間等分析，可以獲得更為有利用價值的數據應用。

3.1 對TC數據匹配交通方式

獲得手機信令數據后，根據相關交通方式篩選原理和判定準則，在算法設定一定的判定條件，運用符合閾值標準，提高判別的準確度，這樣可以精確的劃分出交通行程是客機、高鐵或客貨車等情況。

3.2 根據速度進行交通裝置判斷及交通流量分析

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

3.3 關注手機信令數據隱私保護

隨著運營商對于手機信令數據內容的不斷改進和迭代，其數據的可用性、隱私性也在不斷增加，因為數據接口的改進，數據空間分辨率以基站密度確定，定位準確度不斷提升。時間分辨率因為利用了GPS/Beidou 等技術，已經從秒級向毫秒級遞進。這些信令數據字段中的時空屬性數據，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行相關性輔助驗證，可以提取準確的終端用戶各類行程數據，雖然這是開展交通規劃的有效數據源，也存在個人隱私信息泄露風險，因此在使用中必須相應做好脫敏和模糊處理。

4 結束語

綜上所述，應用手機信令數據在交通規劃中，不能簡單的將其局限于行程數據，相比其他類型的大數據源，手機信令數據具有覆蓋面最廣、定位信息準確、精度高、能二次辨識信息多等獨到的優勢?；谑謾C信令數據得出的各類分析可為多類交通規劃決策提出支持，對重大交通基礎設施規劃選址合理性論證、公交線路規劃等，準確性更高，對于交通規劃決策支持更為有效。