CN104574971B - 一种高速公路的路况分析方法及分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路的路况分析方法，包含以下步骤：1)、对高速公路进行路测，获取路测数据；2)、对路测数据进行梳理，关注高速公路上前后基站切换的地点或区域，将该地点或区域标记为关键点或区域并记录关键点或区域手机的信号强度；3)、从通信运营商处获取各基站的用户数据；4)、从用户数据中进行抽样分析，根据用户数据完成用户的粗定位；5)、将用户数据与路测数据进行匹配，对用户的粗定位信息进行校正；6)、根据用户数据的定位变化，分析行驶轨迹，计算行驶时间、行驶里程、行驶速度，从而形成高速公路上的交通路况信息。

Description

一种高速公路的路况分析方法及分析系统

技术领域

本发明涉及大数据分析、智能交通应用技术领域，尤其涉及一种基于通信运营商基站数据的实时路况分析方法。

背景技术

随着城市现代化进程的加快，虽然城市规模越来越大，道路越修越宽，但交通却越来越堵，如何有效解决交通拥堵，已成亟待解决的重大民生问题。

目前市场上的技术实现方案主要是基于浮动车(主要是指出租车)的数据来进行路况分析的，虽然形成的交通路况相对准确，但因受限于浮动车的出行范围(城区范围内)，致使城市郊区范围以及高速公路上实时路况信息不准确，而利用通信运营商的基站数据，则可以实现所有道路的全覆盖，尤其是在浮动车覆盖范围薄弱的高速公路上，通过对大数据的处理分析，形成精准的高速公路实时路况分析。

发明内容

本发明的目的是提出一种高速公路的路况分析方法，通过通信运营商基站的用户数据完成用户的位置定位，分析用户的行驶轨迹和行驶速度，从而可以形成道路上的交通路况信息。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种高速公路的路况分析方法，包含以下步骤：

步骤1)、对高速公路进行路测，获取路测数据；

步骤2)、对路测数据进行梳理，关注高速公路上前后基站切换的地点或区域，将该地点或区域标记为关键点或区域并记录关键点或区域手机的信号强度；

步骤3)、从通信运营商处获取各基站的用户数据；

步骤4)、从用户数据中进行抽样分析，根据用户数据完成用户的粗定位；

步骤5)、将用户数据与路测数据进行匹配，对用户的粗定位信息进行校正；

步骤6)、根据用户数据的定位变化，分析行驶轨迹，计算行驶时间、行驶里程、行驶速度，从而形成高速公路上的交通路况信息。

依据上述特征，所述路测数据包括被测高速公路的道路序列标识区、基站ID、基站经纬度、手机信号强度、基站扇区、基站海拔、基站与基站之间的距离、基站与基站的关系以及道路周边路网情况。

依据上述特征，所述用户数据来自于智能手机用户安装的各类APP在与后台的服务器保持通信时产生的数据，以及用户上网、打电话、发短信时产生的数据。

依据上述特征，所述用户数据包含产生数据的基站、产生数据的时间、基站的扇区、手机信号强度。

依据上述特征，所述粗定位的方法为：

首先是判断用户数据产生的基站；

其次根据基站的扇区，判断用户在基站的那个方向；

最终再结合手机信号强度，分析出用户的大概位置。

本发明还提供了一种实现所述路况分析方法的分析系统，包含数据请求模块、数据接入模块、应用服务器、数据库服务器以及web服务器，所述数据请求模块用于向通信运营商发送用户数据的请求工作；

所述数据接入模块用于接收通信运营商发送过来的用户数据；

所述数据库服务器用于完成路测数据的记录和梳理，并接收从运营商基站传递过来的用于数据，并完成对路测数据与用户数据的匹配；

所述应用服务器用于从数据库服务器中抽样用户数据，对用户数据进行定位，并计算用户的行驶速度，分析路况；

所述web服务器用于将最终形成的路况信息予以发布。

基于上述技术方案，本发明根据运营商的基站数据可以了解各个高速公路的实时交通路况信息，并进行路况信息的发布，让用户提前了解前方道路的交通情况，若发现交通拥堵时及时调整出行线路。

附图说明

图1为本发明一种高速公路的路况分析系统的架构图；

图2为本发明中路测方法的示意图；

图3为本发明一种高速公路的路况分析方法的流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

系统实施方案：

附图1中描述了基于通信运营商基站数据的高速公路的路况分析系统，该系统主要包括数据请求模块、数据接入模块、应用服务器、数据库服务器以及web服务器。数据请求模块则主要是完成数据的请求工作，通过TCP/IP协议完成信令的请求和建立；数据接入模块是建立在数据请求通过的基础上，通过FTP协议接收由运营商数据处理单元发送过来的用户数据；数据库服务器则负责路测数据的记录和梳理，并接收从运营商基站传递过来的用户数据，并完成对路测数据与用户数据的匹配。应用服务器则负责从数据库服务器中抽样用户数据，分析其中的有效用户，并对有效用户进行跟踪，挖掘用户数据与路网数据的匹配性，并计算用户的行驶速度等内容；；最后由通过web服务器的方式将最终形成的路况信息予以发布，方便用户查阅。在运营商处为配合本发明的实现，设有数据处理单元，所述数据处理单元包括数据控制单元和数据源存储单元，数据控制单元主要完成数据的交互认证，数据源存储单元则存储基站与用户交互时产生的用户数据。

附图2所示，要完成高速公路的实际环境的路测，需要由驾驶人员驾驶车辆在指定的道路上驾车行驶，通过汽车上的路测软件，实时采集周边基站的信息，路测内容主要包括道路序列标区号、基站ID、手机信号强度、基站扇区、基站经纬度、当前位置的经纬度、基站海拔、基站与基站之间的距离、基站与基站的关系以及道路周边路网情况等信息，并对路测数据进行梳理尤其是关注基站与基站切换的地点或区域及相应手机的信号强度，并将这些点或基站切换区域标记为关键点或区域。其中道路序列标区号包括：国家代码、网络代码、城市代码、区域代码。

提取高速公路相关基站的用户数据，通过运营商服务的智能手机用户，将为该路况分析系统提供庞大的数据流，这些用户数据主要来自于智能手机用户安装的各类APP，大部分APP均以“心跳”的方式和后台的服务器保持通信，这些“心跳”信息均需要通过运营商的基站来完成消息的传输，因此运营商基站会记录这些数据的产生时间、所属基站、基站扇区、手机信号强度等信息，还有一部分数据则来自于用户上网、打电话、发短信等行为产生的数据。

附图3运营商基站数据以FTP的接口传输给数据接入模块并存入数据库服务器,应用服务器从数据库服务器中抽取用户数据，通过分析用户产生的数据如产生时间、相应基站、基站扇区、手机信号强度等完成用户的粗定位，粗定位的实现首先是判断数据产生的基站，由于基站都有固定的经纬度，因此可以判断该数据产生的大概位置，其次是结合基站的扇区，由于每个扇区覆盖的方向不同，因此可以进一步的判断用户在该基站的那个方向，最终再结合信号强度，由于信号强度与手机与基站的距离成反比，距离越远信号强度越弱，可以大概的分析出用户的大概位置即粗定位信息。当发现用户的数据属性如基站、扇区、信号强度等信息与路测时标记的关键点数据属性如基站、扇区、信号强度等信息基本一致时，可以对用户的粗定位信息进行校正，形成大量的用户进行行驶轨迹分析。

进一步的应用服务器通过分析用户数据中基站ID的变化可以大概推算出用户的行进方向，若发现用户的行进方向与高速公路的方向基本一致，则可以判断该用户为一个有效用户，继而对有效用户的数据进行进一步跟踪和挖掘，由于基站有固定的经纬度信息，基站之间的距离恒定，基站与相邻基站发生切换的区域也相对固定如附图2中的基站切换区域1与基站切换区域2之间的距离相对固定，并可以将这两个切换区域与GIS系统的路网进行关联，通过分析用户在途经路网中的这两个区域的不同时间，可以算出大概的行驶时间差，通过速度计算公式距离/时间＝速度，因此可以大概的知道该用户的平均行驶速度，通过对大量用户数据的抽样、跟踪、定位、分析、加权等算法分析后生成道路的实时交通路况信息并将上述计算结果存入数据库服务器，最后web服务器通过调取数据库服务器中存储的路况分析结果对外发布路况信息。

交通路况首先强调的是实时性，因此为了保证路况的实时性，必须保证数据采集及数据处理的及时性，而通信运营商采集用户的数据是基于手机与通信运营商的基站交互时，只要有交互信息，通信运营商就可以实时采集到用户数据，之后由数据接入模块每隔一定的时间如1～2分钟批量获取通信运营商近1～2分钟内产生的用户数据，然后再经过1分钟的数据处理后，就可以形成延迟小于5分钟的实时路况，可以准确的反应交通路况信息。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种高速公路的路况分析方法，包含以下步骤：

步骤1)、对高速公路进行路测，获取路测数据；所述路测数据包括被测高速公路的道路序列标识区、基站ID、基站经纬度、手机信号强度、基站扇区、基站海拔、基站与基站之间的距离、基站与基站的关系以及道路周边路网情况；

步骤2)、对路测数据进行梳理，关注高速公路上前后基站切换的地点或区域，将该地点或区域标记为关键点或区域并记录关键点或区域手机的信号强度；

步骤3)、从通信运营商处获取各基站的用户数据；所述用户数据来自于智能手机用户安装的各类APP在与后台的服务器保持通信时产生的数据，以及用户上网、打电话、发短信时产生的数据；

步骤4)、从用户数据中进行抽样分析，根据用户数据完成用户的粗定位；

步骤5)、将用户数据与路测数据进行匹配，根据用户数据与关键点或区域的路测数据中的一致信息，对用户的粗定位信息进行校正；

步骤6)、根据用户数据的定位变化，分析行驶轨迹，计算行驶时间、行驶里程、行驶速度，从而形成高速公路上的交通路况信息。

2.根据权利要求1所述的路况分析方法，其特征在于所述用户数据包含产生数据的基站、产生数据的时间、基站的扇区、手机信号强度。

3.根据权利要求1所述的路况分析方法，其特征在于所述粗定位的方法为：

首先是判断用户数据产生的基站；

其次根据基站的扇区，判断用户在基站的那个方向；

最终再结合手机信号强度，分析出用户的大概位置。

4.一种用于实现权利要求1至3任一所述的路况分析方法的分析系统，包含数据请求模块、数据接入模块、应用服务器、数据库服务器以及web服务器，其特征在于：所述数据请求模块用于向通信运营商发送用户数据的请求工作；

所述数据接入模块用于接收通信运营商发送过来的用户数据；

所述数据库服务器用于完成路测数据的记录和梳理，并接收从运营商基站传递过来的用户数据，并完成对路测数据与用户数据的匹配；

所述应用服务器用于从数据库服务器中抽样用户数据，对用户数据进行定位，并计算用户的行驶速度，分析路况；

所述web服务器用于将最终形成的路况信息予以发布。