CN111314853A

CN111314853A - 一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法

Info

Publication number: CN111314853A
Application number: CN201911269833.7A
Authority: CN
Inventors: 孙立山; 袁广; 孔德文; 邵娟
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-06-19

Abstract

本发明公开了一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，对手机用户信令数据进行清洗，构建城市轨道交通微蜂窝基站集合，构建包含地铁用户所有记录的数据库并进行分组排序处理，提取一条用户记录进行宏微蜂窝切换判断，首先，判断是否发生切换，其次，判别发生切换的类型，切换类型包括宏蜂窝切向微蜂窝和微蜂窝切向宏蜂窝，最后，通过切换类型与上一站点基站类型和下一站点基站类型，确定最终是进站还是出站。本发明可精度获取城市内手机用户对进出地铁站判别，为手机数据出行全方式研究提供方法依据。

Description

一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法

技术领域

本发明属于交通运输技术领域。可准确判别手机用户在城市地铁出行中进出地铁站状态，可用于地铁用户出行特征分析。

背景技术

目前，我国城市轨道交通进入快速建设发展阶段，城市一卡通刷卡数据为城市交通规划、建设、运营管理提供重要的数据支撑。并且地铁刷卡数据能够精确、完整获取乘客OD对数据，而对于地铁客流来源分析，地铁站的客流来源，对轨道线网规划、地面公交与轨道线路接驳优化、站点周边接驳设施布设有重要意义。利用手机产生的大量携带位置信息的信令数据，提出了基于移动定位信息的地铁站点客流出行来源判断方法。

现阶段地铁刷卡数据无法记录乘客全出行链过程，而手机数据可以为记录地铁乘客提供重要手段。然而，识别手机用户使用地铁出行以及手机用户乘客地铁进出站点识别是当前面临的重大难题。目前鲜有基于手机数据进行地铁乘客进出站状态识别研究，少数研究仅关注信号的切换，并没有进一步判定乘客进出站前后状态，切换跳动状态对判别结果存在较大影响，判别精度存在较大提升空间。

发明内容

针对手机定位中“信号切换”数据判别地铁乘客进出站情况问题，本发明提供一种称为“宏微蜂窝切换”法的地铁乘客进出站辨识方法。为地铁乘客出行特征分析提供解决思路。方法如下：

当手机使用者乘坐地铁出行时，信号由一个位置区移动到另一个位置区时，会发生基站信号的切换。对于乘客进出地铁站时，由于位置区的特殊切换，信号连接不同类型基站，会发生宏蜂窝和微蜂窝相互切换，并在进站前后和出站前后会持续连接某一类型基站，根据这一特性，完成地铁乘客进出站状态判别。

具体方法和步骤如下：

步骤1：对原始手机信令数据进行预处理，实现对字段缺失、无效、类型错误等数据进行剔除，减少噪声数据对识别结果影响；

步骤2：构建地铁微蜂窝基站数据库和地铁乘客手机信令数据库，通过地铁基站类型字段标签，完成宏微蜂窝基站分类处理，提取地铁微蜂窝基站数据，并构建地铁微蜂窝基站数据库。根据地铁微蜂窝基站数据库，从手机信令原始数据中，提取地铁出行用户数据，并构建地铁乘客手机信令数据库；

步骤3：对步骤2中得到的地铁乘客手机信令数据库和地铁微蜂窝基站数据库两个数据库进行分类排序处理。对地铁乘客手机信令数据库，根据用户进行分组处理，并对各用户记录按照时间进行排序处理。对地铁微蜂窝基站数据库进行地铁站分类处理，根据地铁站空间分布和地铁微蜂窝基站空间分布，确定地铁微蜂窝基站数据集；

步骤4：读取用户的第i条记录，根据不同用户分组结果，读入按照时间排序后的第i条记录，确定第i条记录手机基站属性，并与地铁微蜂窝基站数据集进行判断，确定是否为微蜂窝基站，进行步骤5操作；

步骤5：判断是否发生宏微蜂窝切换，读入i+1条数据，确定第i+1条记录手机基站属性，与步骤4中第i条记录基站类型判断结果对比，确定是否发生宏微蜂窝切换，如果是则进行步骤6操作，否则读取下一条记录，并进行步骤4操作；

步骤6：判断宏微蜂窝切换类型，根据步骤5中结果，判断第i+1条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是，则为宏蜂窝切向微蜂窝，并进行步骤7，否则为微蜂窝切向宏蜂窝，进行步骤8；

步骤7：判断进站情况，读取并判断第i+2条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是则判断第i+1条记录为进站，否则剔除数据；

步骤8：判断出站情况，读取并判断第i+2条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是则删除数据，否则判断第i+1条记录为出站。

本发明具有以下有益效果：

该发明的基础数据来源于无线通信网络，相对问卷调查、现场采集等方式，手机定位数据获取无须另外布置采集设备，具有费用低廉，记录周期长，覆盖范围广的优点。

附图说明

图1.“宏微蜂窝切换”方法的乘客进出地铁站判别流程图。

图2.地铁线路周边基站位置区分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明详细描述其具体实施过程。整体过程如图1：“宏微蜂窝切换”方法的乘客进出地铁站判别流程所示。对原始手机信令数据进行预处理，剔除字段缺失、无效、字段类型错误等数据；通过手机通讯基站标签，筛选地铁微蜂窝基站，构架地铁微蜂窝基站数据库，并基于地铁基站数据库提取地铁乘客手机信令数据，构建地铁乘客手机信令数据库；分别对已构建两个数据库进行分类排序处理，对地铁用户信令数据库按用户分组和时间排序处理，对地铁微蜂窝基站数据按照地铁分布进行分类处理；根据是否发生宏微蜂窝切换以及切换的类型，并对比被判别记录与下一条记录宏微蜂窝状态，确定进出站状态，完成手机用户地铁进出站状态识别。

以北京市城市轨道交通为例，选取某一条地铁线路的6个站点区域，如图2，紫色实心圆代表地铁站，空心形状代表宏蜂窝，数字代表宏蜂窝编码，实心形状代表微蜂窝，数字代表微蜂窝编码。

(1)进站状态识别流程：

步骤1：对原始数据进行预处理，得到剔除脏数据的手机信令数据集；

步骤2：构建地铁微蜂窝基站数据库，如图2中包含灰色框中的基站编码(6624、750、9432、9414、1517、10220)。根据地铁基站数据集，提取步骤1得到手机信令数据集的地铁乘客用户数据，并构建地铁乘客手机信令数据库；

步骤3：分别对步骤2中两种数据集进行分类排序处理；

步骤4：如图2所示，读取第1个用户的第1条记录，根据基站微蜂窝数据库，确定该记录中基站编码是4531，为宏蜂窝；

步骤5：读取第2条记录，其基站编码为6624，为微蜂窝，通过与第1条记录对比，确定发生宏蜂窝切向微蜂窝；

步骤6：读取第3条记录，确定第3条记录基站类型为微蜂窝，因此，可以判断该用户在地铁站A为进站状态。

(2)中间状态识别流程：

步骤1：对于连续两条未发生宏微蜂窝切换的记录，进行第i条记录读取，根据基站微蜂窝数据库，确定该记录中基站为微蜂窝(宏蜂窝)；

步骤2：读取第i+1条记录，其基站微蜂窝(宏蜂窝)，通过与第k条记录对比，确定未发生宏微蜂窝切换，读取下一条记录，直到下一条记录k基站类型为宏蜂窝(微蜂窝)。

(3)出站状态识别流程：

步骤3：分别对步骤2中两种数据集进行分类排序处理；

步骤4：如图2所示，读取第1个用户的第1条记录，根据基站微蜂窝数据库，确定该记录中基站编码是6624，为微蜂窝；

步骤5：读取第2条记录，其基站编码为4316，为宏蜂窝，通过与第1条记录对比，确定发生微蜂窝切向宏蜂窝；

步骤6：读取第3条记录，确定第3条记录基站类型为宏蜂窝，因此，可以判断该用户在地铁站A为出站状态。

最后应说明的是：以上示例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的示例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对原始手机信令数据进行预处理，主要实现对字段缺失、无效、类型错误等数据进行剔除，减少噪声数据对识别结果影响；

步骤2：构建地铁微蜂窝基站数据库和地铁乘客手机信令数据库；

步骤3：对步骤2中得到的两个数据库进行分类排序处理；

步骤4：读取并确定第i条记录的基站类型；

步骤5：判断是否发生宏微蜂窝切换；

步骤6：判断宏微蜂窝切换类型；

步骤7：判断进站情况；

步骤8：判断出站情况。

2.根据权利要求1所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤2中所述地铁微蜂窝基站数据库，通过地铁基站类型字段标签，完成宏微蜂窝基站分类处理，提取地铁微蜂窝基站数据，并构建地铁微蜂窝基站数据库。

3.根据权利要求2所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤2中所述地铁乘客手机信令数据库，从手机信令原始数据中，提取地铁出行用户数据，并构建地铁乘客手机信令数据库。

4.根据权利要求3所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤3中所述对数据进行分类排序处理，对地铁乘客手机信令数据库，根据用户进行分组处理，并对各用户记录按照时间进行排序处理；对地铁微蜂窝基站数据库进行地铁站分类处理，根据地铁站空间分布和地铁微蜂窝基站空间分布，确定地铁微蜂窝基站数据集。

5.根据权利要求4所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤4中所述基站类型判断，读取用户的第i条记录，根据不同用户分组结果，读入按照时间排序后的第i条记录，确定第i条记录手机基站属性，并与地铁微蜂窝基站数据集进行判断，确定是否为微蜂窝基站。

6.根据权利要求5所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤5中所述是否发生宏微蜂窝切换，读入i+1条数据，确定第i+1条记录手机基站属性，与步骤4中第i条记录基站类型判断结果对比，确定是否发生宏微蜂窝切换，如果是则进行步骤6操作，否则读取下一条记录，并进行步骤4操作。

7.根据权利要求6所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤6中所述判断宏微蜂窝切换类型，根据步骤5中结果，判断第i+1条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是，则为宏蜂窝切向微蜂窝，并进行步骤7，否则为微蜂窝切向宏蜂窝，进行步骤8。

8.根据权利要求7所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤7中所述判断进站情况，读取并判断第i+2条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是，则判断第i+1条记录为进站，否则读取下一条记录。

9.根据权利要求8所述的一种利用手机信令数据判别用户进出地铁站的方法，其特征在于，步骤8中所述判断进站情况，读取并判断第i+2条记录中基站类型是否属于地铁微蜂窝基站数据集，如果是则读取下一条记录，否则判断第i+1条记录为出站。