CN110972073B - 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法 - Google Patents

一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110972073B
CN110972073B CN201911112414.2A CN201911112414A CN110972073B CN 110972073 B CN110972073 B CN 110972073B CN 201911112414 A CN201911112414 A CN 201911112414A CN 110972073 B CN110972073 B CN 110972073B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile phone
travel
phone user
network
road
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911112414.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110972073A (zh
Inventor
赵义华
黄刚
唐淑慧
孙小青
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGZHOU CITY PLANNING AND DESIGN INSTITUTE
Original Assignee
CHANGZHOU CITY PLANNING AND DESIGN INSTITUTE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANGZHOU CITY PLANNING AND DESIGN INSTITUTE filed Critical CHANGZHOU CITY PLANNING AND DESIGN INSTITUTE
Priority to CN201911112414.2A priority Critical patent/CN110972073B/zh
Publication of CN110972073A publication Critical patent/CN110972073A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110972073B publication Critical patent/CN110972073B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools

Abstract

本发明提供了一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法。本发明具有如下特点：(1)本发明区别仅使用静态数据或动态数据的传统方法；(2)本发明兼顾数据易得性与成果有效性。本发明通过结合静态城市路网数据和动态的手机信令数据，解决了传统方法的或成本较高，或成果不精确的问题，为新版《城市居住区规划设计标准》实施背景下，居住区规划和公共服务设施规划中居住区的划定提供了科学可行的方法。

Description

一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法
技术领域
本发明涉及城市居住区规划和管理领域，具体来说，本发明涉及一种基于手机大数据及步行可达性的划定居民生活圈的方法。
背景技术
长期以来，城市发展的生产空间导向特点突出，对人的城镇化与生活质量关注不够，造成目前社区基础设施配套不完善、职住错位、公共服务空间分布不均，弱势群体使用不便，城市基础设施建设重大型轻基层等城市生活问题突出，居民对重构紧凑、完整、便捷的生活空间的诉求日益强烈。
随着新版《城市居住区规划设计标准》正式实施，生活圈正式成为城市规划设计的标准。生活圈理念是借鉴世界优秀城市规划理念的成果，以人的步行时间作为设施分级配套的出发点，突出居民能够在适宜的步行时间内满足相应的生活服务需求，便于引导配套设施的合理布局。因此，以新方法新思路、兼顾效率与成本、科学地划定生活圈成为居住区规划和各项公共服务设施规划的当务之急。
发明内容
本发明目的是：以新方法新思路、兼顾效率与成本、科学地划定生活圈。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据实际路网拓扑关系，构建城市道路网络拓扑；
步骤2、基于手机基站信号与城市地理空间的相互映射关系，将手机用户所有数据匹配至城市地理空间，得到手机用户在城市地理空间中的位置电子脚印；
步骤3、根据手机信令数据的时间序列，将电子脚印前后连接，即得到每个移动用户的出行轨迹，以固定时间长度为阈值，划定一次出行，并将一次或多次出行按顺序先后排列组成出行链；
步骤4、获得各个移动用户在移动通信网络中的出行OD，其中，对于当前移动用户而言，若当前移动用户在某一区域内的停顿时间>当前区域内出行或其它行为的时间时，将当前区域和当前时间段作为当前移动用户的出行链划分的一个间隔点，当前区域作为当前移动用户前一出行的讫点和后一出行的起点；当前移动用户到达当前区域的时刻为前一出行的终止时刻，离开当前区域的时刻为后一出行的开始时刻；从而获得各个移动用户
步骤5、将各个移动用户在移动通信网络中的出行OD，基于非平衡分配模型，映射至步骤1建立的城市道路网络，得到各道路用户出行的速度分布，取各道路用户出行的速度中位数作为居民在各道路的出行速度；
步骤6、将获得的各道路的出行速度赋予城市道路网络，更新城市道路网络各路段属性；
步骤7、基于Arcgis的网络分析模块，输入经拓扑关系处理并赋予各道路的出行速度的城市道路网络，并以设定时间间隔作为中断点，求解即可得任意居民点的设定时间间隔的网络服务区；
步骤8、生成步骤7得到的网络服务区面层与城市道路网络交点，并计算网络服务区面层质心，可得各交点的方位角；
步骤9、通过方位角对各交点进行排序，生成最终的服务区面层的边线，迭代边线生成最终的服务区面层。
优选地，所述步骤5包括以下步骤：
步骤5.1、建立移动用户出行的起点、终点与步骤1所述城市道路网络拓扑节点对应关系；
步骤5.2、对于每一移动用户出行，基于网络拓扑关系，使用Dijkstra算法计算移动用户出行的起点、终点之间的最短路径；
步骤5.3、将移动用户的出行速度，赋予最短路径经过的路段；
步骤5.4、对于每一路段，形成所有经过该路段的移动用户出行速度分布，获取速度分布的中位数，作为路段的出行速度。
本发明具有如下特点：
(1)本发明区别仅使用静态数据或动态数据的传统方法：传统的居民生活圈划定，或采取纯静态数据，简单通过欧式距离作为半径划定居民点范围，这一方法没有考虑出居民区居民出行实际路线，其覆盖的范围不一定具备出行可达性，所划定的生活圈作为统计单元用于后续统计分析，将缺乏有效性。而采用GPS采集设备对居民出行轨迹进行跟踪，进而确定居民生活圈，虽然所得数据客观精确，生成的生活圈范围具备有效性，但数据采集成本高，周期长，难以在各个项目中大规模推广应用。而本方法结合静态路网数据和动态手机信令数据，是其区别传统生活圈划定方法的主要特征。
(2)本发明兼顾数据易得性与成果有效性：利用城市路网数据，可以模拟不同居民区居民在一定时间长度内出行的所有的可达线路。而通过手机信令数据挖掘，可以获得居民在不同道路的出行速度，而其出行速度中位数，有效代表了居民的真实步行速度，由此可以获得以时间为度量的生活圈范围。城市路网数据获得渠道较为多样，因此该方法可以在不同项目中普遍运用。而对手机信令数据进行进一步挖掘所得的OD出行数据，反映了居民实际出行的速度和时长，结果更贴近最新的居住区规范，更符合人本主义的城市规划思想。
本发明通过结合静态城市路网数据和动态的手机信令数据，解决了传统方法的或成本较高，或成果不精确的问题，为新版《城市居住区规划设计标准》实施背景下，居住区规划和公共服务设施规划中居住区的划定提供了科学可行的方法。
附图说明
图1是手机基站信号与城市地理空间相互映射示意图；
图2是手机用户OD识别方法示意图；
图3是基于非平衡分配模型获得各路段出行速度分布的方法流程图；
图4是出行起终点间最短路径的示意图；
图5是手机用户OD点与道路网络拓扑节点的对应关系；
图6是更新速度属性后道路拓扑网；
图7是某居民点15分钟网络服务区；
图8是某居民点15分钟网络服务区与路网的交点；
图9是某居民点15分钟服务区。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明提供了一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法，包括以下步骤：
步骤1、根据实际路网拓扑关系，对其进行路段与节点的抽象，构建城市道路网络拓扑。路段是网络中流动的线，其状态属性包括阻力和需求。节点是网络中路段的节点，其状态属性包括阻力和需求等。具体包括障碍、拐点、中心、站点。路网的拓扑关系处理即整理网络中的路段与节点的关系，并根据是否允许流动、流动拐弯的限制、接受或分配资源的位置、资源增减的位置对节点进行分类处理。
步骤2、基于手机基站信号与城市地理空间的相互映射关系，将手机用户所有数据匹配至城市地理空间，得到手机用户在城市地理空间中的位置电子脚印。原理如图1所示。
步骤3、根据手机信令数据的时间序列，将电子脚印前后连接，即得到当前手机用户的出行轨迹，以5分钟为阈值，划定一次出行，并将一次或多次“出行”(多个出行目的)按顺序先后排列组成出行链。
步骤4、获得各个移动用户在移动通信网络中的出行OD：
对于当前移动用户而言，若当前移动用户在某一区域内“停顿时间”>“区内出行或其它行为的时间”时，将此区域和此时间段作为该移动用户的“出行链”划分的一个间隔点。该区域作为该移动用户“前一出行”的“讫点”和“后一出行”的“起点”。“到达该区域的时刻”为“前一出行”的“终止时刻”，“离开该区域的时刻”为“后一出行”的“开始时刻”。原理如图2所示。
步骤5、将各个移动用户在移动通信网络中的出行OD，基于非平衡分配模型，映射至城市道路网络，可得到各道路用户出行的速度分布，取各道路用户出行的速度分布的中位数作为居民在各道路的出行速度，流程如图3所示，包括以下步骤：
步骤5.1、建立用户出行起点、终点与步骤1建立的城市道路网络拓扑节点对应关系，如图5所示。
步骤5.2、对于每一用户出行，基于网络拓扑关系，使用Dijkstra算法计算OD之间的最短路径，如图4，路径h-c-d-g-k为OD的最短路径。如下表1所示，ROAD_SET字段即为某用户出行OD点间最短路径所经过的道路编号集合。DURATION字段即为该用户在该路段上出行的耗时，DISTANCE字段为该路段长度，SPEED即为该用户在该路段上出行的速度。
Figure GDA0002382514470000041
Figure GDA0002382514470000051
表1
步骤5.3、将居民的出行速度，赋予最短路径经过的路段。
步骤5.4、对于每一路段，形成所有经过该路段的居民出行速度分布，获取速度分布的中位数，作为路段的出行速度。即下表2中的MID_SPEED字段：
Figure GDA0002382514470000052
Figure GDA0002382514470000061
表2
步骤6、将获得的各道路出行速度赋予道路网络，更新道路网络各路段属性。图6中的标注即为各路段更新的出行速度属性。
步骤7、基于Arcgis的网络分析模块，输入经拓扑关系处理并赋予路段出行速度的路网，并以15分钟、10分钟作为中断点，求解即可得任意居民点的15分钟网络服务区及10分钟网络服务区，如图7所示。
步骤8、生成服务区面层与路网交点，并计算服务区面层质心，可得各交点方位角，如图8所示。
步骤9、通过方位角对交点排序，生成最终服务区面层的边线。迭代边线生成最终服务区面层，如图9所示。

Claims (2)

1.一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据实际路网拓扑关系，构建城市道路网络拓扑；
步骤2、基于手机大数据与城市地理空间的相互映射关系，将手机大数据匹配至城市地理空间，得到手机用户在城市地理空间中的位置电子脚印；
步骤3、根据手机大数据的时间序列，将电子脚印前后连接，即得到每个手机用户的出行轨迹，以固定时间长度为阈值，划定一次出行，并将一次或多次出行按顺序先后排列组成出行链；
步骤4、获得各个手机用户在移动通信网络中的出行OD，其中，对于当前手机用户而言，若当前手机用户在某一区域内的停顿时间>当前区域内出行或其它行为的时间时，将当前区域和当前时间段作为当前手机用户的出行链划分的一个间隔点，当前区域作为当前手机用户前一出行的讫点和后一出行的起点；当前手机用户到达当前区域的时刻为前一出行的终止时刻，离开当前区域的时刻为后一出行的开始时刻；从而获得各个手机用户在移动通信网络中的出行OD；
步骤5、将各个手机用户在移动通信网络中的出行OD，基于非平衡分配模型，映射至步骤1建立的城市道路网络，得到各道路用户出行的速度分布，取各道路用户出行的速度中位数作为居民在各道路的出行速度；
步骤6、将获得的各道路的出行速度赋予城市道路网络，更新城市道路网络各路段属性；
步骤7、基于Arcgis的网络分析模块，输入经拓扑关系处理并赋予各道路的出行速度的城市道路网络，并以设定时间间隔作为中断点，求解即可得任意居民点的设定时间间隔的网络服务区；
步骤8、生成步骤7得到的网络服务区面层与城市道路网络交点，并计算网络服务区面层质心，可得各交点的方位角；
步骤9、通过方位角对各交点进行排序，生成最终的服务区面层的边线，迭代边线生成最终的服务区面层。
2.如权利要求1所述的一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法，其特征在于，所述步骤5包括以下步骤：
步骤5.1、建立手机用户出行的起点、终点与步骤1所述城市道路网络拓扑节点对应关系；
步骤5.2、对于每一手机用户出行，基于网络拓扑关系，使用Dijkstra算法计算手机用户出行的起点、终点之间的最短路径；
步骤5.3、将手机用户的出行速度，赋予最短路径经过的路段；
步骤5.4、对于每一路段，形成所有经过该路段的手机用户出行速度分布，获取速度分布的中位数，作为路段的出行速度。
CN201911112414.2A 2019-11-14 2019-11-14 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法 Active CN110972073B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911112414.2A CN110972073B (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911112414.2A CN110972073B (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110972073A CN110972073A (zh) 2020-04-07
CN110972073B true CN110972073B (zh) 2021-03-02

Family

ID=70030553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911112414.2A Active CN110972073B (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110972073B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111966769B (zh) * 2020-07-14 2024-01-02 北京城市象限科技有限公司 基于生活圈的信息推荐方法、装置、设备和介质
CN113344370B (zh) * 2021-05-26 2023-06-06 哈尔滨工业大学（深圳） 基于城市路网和区域功能的应急单元划分方法及装置
CN113516578B (zh) * 2021-08-04 2022-11-04 甘肃省建筑设计研究院有限公司 一种基于生活圈背景下的公共服务设施片区化管理系统及装置
CN113642928B (zh) * 2021-08-31 2022-04-01 广州市城市规划勘测设计研究院 应用于城市更新的社区生活圈的规划模拟测度与评价方法
CN115034524A (zh) * 2022-08-11 2022-09-09 北京融信数联科技有限公司 基于手机信令的工作居住人口预测方法、系统和存储介质
CN115730763A (zh) * 2022-11-11 2023-03-03 中山大学 基于终端信令数据的工作日设施可达性计算方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106454729A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 广州杰赛科技股份有限公司 一种城市轨道交通站点选址规划方法和装置
CN109688532A (zh) * 2017-10-16 2019-04-26 中移(苏州)软件技术有限公司 一种划分城市功能区域的方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101256083A (zh) * 2008-04-09 2008-09-03 山东大学 基于动态信息的城市交通网络路径选择方法
US20140324395A1 (en) * 2012-05-08 2014-10-30 David Silverman Data Driven Placemaking
CN106781463B (zh) * 2016-12-02 2019-05-31 北京中创信测科技股份有限公司 一种基于手机信令和od属性计算城市道路流速的方法
CN107909841A (zh) * 2017-11-06 2018-04-13 佛山市章扬科技有限公司 一种智慧交通城市路线规划的方法和装置
CN110032609B (zh) * 2019-02-28 2023-09-12 东南大学 一种基于定位数据的生活圈识别方法
CN109978746B (zh) * 2019-03-27 2023-02-28 东南大学 一种基于信令数据并结合动态阈值判断出行有效性的人口交换量估计方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106454729A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 广州杰赛科技股份有限公司 一种城市轨道交通站点选址规划方法和装置
CN109688532A (zh) * 2017-10-16 2019-04-26 中移(苏州)软件技术有限公司 一种划分城市功能区域的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110972073A (zh) 2020-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110972073B (zh) 一种基于手机大数据及步行可达性的生活圈划定方法
Kong et al. Mobility dataset generation for vehicular social networks based on floating car data
CN108955693B (zh) 一种路网匹配的方法及系统
CN108665149B (zh) 一种基于城市功能混合度的测算方法及系统
CN107643085B (zh) 一种路径推荐方法与装置
CN102136192B (zh) 一种基于手机信号数据的出行方式识别方法
CN101510357B (zh) 一种基于手机信号数据检测交通状态的方法
CN110111574B (zh) 一种基于流量树分析的城市交通不平衡评价方法
Tettamanti et al. Route choice estimation based on cellular signaling data
CN112133090A (zh) 一种基于手机信令数据的多方式交通分布模型构建方法
CN105466435B (zh) 一种导航系统的路线规划方法和装置
CN106920387B (zh) 获取交通道路中路线热度的方法及装置
CN109561386A (zh) 一种基于多源定位数据的城市居民出行活动模式获取方法
CN109688532B (zh) 一种划分城市功能区域的方法及装置
CN111581315B (zh) 一种公共服务设施可达性计算方法及装置
CN108320501A (zh) 基于用户手机信令的公交线路识别方法
CN104884899A (zh) 确定穿过交通运输网络的一或多个交叉口的轨迹的方法
Leung et al. Intra-city urban network and traffic flow analysis from GPS mobility trace
CN106971535B (zh) 一种基于浮动车gps实时数据的城市交通拥堵指数计算平台
CN111787488B (zh) 一种用户定位方法及系统
CN110414795B (zh) 基于改进两步移动搜索法的新增高铁枢纽可达性影响方法
CN107655490B (zh) 基于移动用户轨迹分段和最热搜索的热点路径发现方法
Paul et al. RFID based vehicular networks for smart cities
CN105468595A (zh) 公交线路规划方法及系统
CN107588779B (zh) 一种基于任意两节点间行程时间的车辆智能导航方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant