CN112561417A - 一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，通过电信运营商信令数据获得IMSI的运行轨迹，通过危险品运输车辆的GPS定位系统得到车辆的运行轨迹，在IMSI运行轨迹和车辆运行轨迹间建立联系，采用轨迹相似性算法计算每个IMSI与某辆危险品运输车辆的轨迹相似性，选择与每辆车轨迹相似性最高的两个IMSI作为判断出的车辆实际操控人员，并与备案信息进行对比，从而对危险品运输车辆进行实时监管。

Description

一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域及危险品监管领域，具体涉及一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法。
背景技术
交通运输业在我国国民经济以及社会发展中占有重要的地位,是保障我国人们生产生活的重要产业。交通运输产业的经济效益正在逐步成为我国国民生产总值的重要组成部分。在现代化时代背景下,当前的交通运输经济要以低污染、低排放、低财政负担为原则,实现资源节约和交通运输业的可持续发展。交通运输经济发展的管理应该引入市场机制并以现代化管理手段为主,为交通运输管理和经济发展做出贡献。交通运输业中的危险品运输行业是其中不容忽视的一项内容。
随着危险品运输行业在近几年的广泛关注,各项政策及相关标准法规的不断出台,政府监管对其的监管也越加严格,通常每辆危险品运输车上都配置有GPS定位装置，并且会对每辆车的操控人员，如司机和押解员信息进行备案，但在车辆运营过程中，实际操控人员是否与备案信息一致无法实时掌握。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，通过移动用户的轨迹信息挖掘出其中隐含的与车辆GPS定位数据高度相似的用户，以便随时掌握危险品运输车辆的实际操控人员是否与备案信息一致。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，其特征在于：
(1)预先指定危险品运输车辆的监管区域范围和时间段；
(2)信令数据采集：利用电信运营商信令数据，对指定区域内的每个IMSI识别号在指定时间段访问过的基站位置、进出基站时间信息进行采集并存储，形成该IMSI的移动轨迹数据；
(3)GPS数据采集：通过每台危险品运输车辆的车载GPS定位装置，采集指定区域内的每台危险品运输车辆在指定时间段内各个时间点的经度和纬度，得到每台车辆的一系列轨迹点，生成该车辆的行驶轨迹数据；
(4)基站数据预处理：选取与每台车辆的行驶轨迹距离小于设定值且方向角朝向车辆行驶轨迹的基站，按时间顺序生成与该车辆相关的基站列表；
(5)IMSI数据预处理：根据每个所述基站列表和每个IMSI的移动轨迹数据，筛选出按时间顺序访问过该基站列表中部分或全部基站的所有IMSI，生成与该危险品运输车辆相关的IMSI轨迹列表；所述IMSI轨迹列表中包括每个筛选出的IMSI的轨迹数据，每条轨迹数据包括IMSI、IMSI轨迹点和对应的时间点，所述轨迹点即IMSI访问过的某个基站的经纬度，所述时间点即进出该基站的时间；
(6)IMSI轨迹点与车辆轨迹点配对：每次读取一个IMSI轨迹列表中的一条IMSI轨迹数据，找到其每一IMSI轨迹点和与该IMSI轨迹点距离最近的车辆轨迹点，形成轨迹点对，并且每个轨迹点对的时间点差不超过半个小时，轨迹点对数量不少于设定数量；
(7)轨迹距离均值计算：对所有轨迹点对的距离求和，并根据轨迹点对的数量求出距离均值MPD；
(8)根据距离最小原则选择IMSI：按照步骤(6)和(7)的方法，计算出一个IMSI轨迹列表中所有IMSI的MPD，选择其中MPD值最小的两个IMSI，分别作为该辆危险品运输车辆的操控人员，将两个IMSI与危险品运输车辆的操控人员备案信息对比看是否一致，以达到监管的目的。
本发明通过建立移动用户的移动轨迹数据和车辆GPS定位数据之间的联系，对危险品车辆的实际操控人员与备案信息是否一致进行判断，数据来源可靠，判断方法简单，结果准确度高，实时性强，对危险品车辆进行监管提供了有利支持。
具体实施方式
以下对本发明的实现方法进行具体说明。
(1)首先，根据监管部门的需要，指定一个危险品运输车辆的监管区域范围和时间段。监管区域可以是一个城市或一个任意指定的地域范围，时间段可以是小时、天等。
(2)信令数据采集：利用电信运营商信令数据，对指定区域内的每个IMSI识别号在指定时间段访问过的基站位置、进出基站时间信息进行采集并存储，得到该IMSI的移动轨迹数据。
本发明所采用的数据来自移动运营商的信令数据，包括：用户手机号码-IMSI(国际移动用户识别码:International Mobile Subscriber Identification Number)；位置区识别码lac，用于标识不同的位置区；基站编号ci，与位置区识别码结合，用于识别网络中覆盖的小区；IMSI进入基站的时间、离开基站的时间；
(3)GPS数据采集：通过每台危险品运输车辆的车载GPS定位装置，采集指定区域内的每台危险品运输车辆在指定时间段内各个时间点的经度和纬度，得到每台车辆的一系列轨迹点，得到该车辆的行驶轨迹数据。各个时间点由GPS系统设定或根据监管部门规定，一般不超过30秒一次。
(4)基站数据预处理：选取与每台车辆的行驶轨迹距离小于设定值且方向角朝向车辆行驶轨迹的基站，按时间顺序生成与该车辆相关的基站列表。
具体实施时，可选择与车辆轨迹距离小于100米的基站，数量不少于15个，构成相关基站列表。
(5)IMSI数据预处理：根据每个基站列表和每个IMSI的移动轨迹数据，筛选出按时间顺序访问过该基站列表中部分或全部基站的所有IMSI，生成与该危险品运输车辆相关的IMSI轨迹列表；所述IMSI轨迹列表中包括每个筛选出的IMSI的轨迹数据，每条轨迹数据包括IMSI、IMSI轨迹点和对应的时间点，所述轨迹点即IMSI访问过的某个基站的经纬度，所述时间点即进出该基站的时间。
为增加数据的可靠性，进行IMSI筛选时，可要求其访问过基站列表的基站数量不少于15个。
(6)按最短距离进行IMSI轨迹点与车辆轨迹点配对：每次读取一个IMSI轨迹列表中的一条IMSI轨迹数据，找到其每一IMSI轨迹点和与该IMSI轨迹点距离最近的车辆轨迹点，形成轨迹点对，并且每个轨迹点对的时间点差不超过一定值，如半个小时；轨迹点对数量不少于设定数量。
进行IMSI轨迹点与车辆轨迹点配对时，可先计算出每个IMSI轨迹点和每个车辆轨迹点的距离D，计算公式如下：
D＝R*acos(sinpi(y1/180)*sinpi(y2/180)+cospi(y1/180)*cospi(y2/180)*cospi((x1-x2)/180))；
公式中，R表示地球半径；x1表示IMSI轨迹点的经度，x2分别表示车辆轨迹点经度，y1表示IMSI轨迹点的纬度，y2车辆轨迹点的纬度。
然后选择距离最小的IMSI轨迹点和车辆轨迹点形成轨迹点对。
根据上述步骤(5)中IMSI筛选时要求每个IMSI访问过基站列表的基站数量不少于15个，此处生成的轨迹点对数量也不少于15个。
(7)轨迹距离均值计算：对所有轨迹点对的距离求和，并根据轨迹点对的数量求出距离均值MPD(Mean-of-Pairs Distance)，计算方法如下：
Figure BDA0002288161410000041
其中Pimsi表示IMSI轨迹点(基站)，Pcar表示车辆轨迹点，n表示轨迹点对的数量，pi表示第i个IMSI轨迹点，p(i，car)表示第i个IMSI车辆轨迹点。
(8)根据距离最小原则选择IMSI：按照步骤(6)和(7)的方法，计算出一个IMSI轨迹列表中所有IMSI的MPD，选择其中MPD值最小的两个IMSI，作为该辆危险品运输车辆的操控人员，如押解员及司机，将两个IMSI与该危险品运输车辆的操控人员备案信息对比看是否一致，以达到监管的目的。

Claims (4)

1.一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，其特征在于：
(1)预先指定危险品运输车辆的监管区域范围和时间段；
(2)信令数据采集：利用电信运营商信令数据，对指定区域内的每个IMSI识别号在指定时间段访问过的基站位置、进出基站时间信息进行采集并存储，得到该IMSI的移动轨迹数据；
(3)GPS数据采集：通过每台危险品运输车辆的车载GPS定位装置，采集指定区域内的每台危险品运输车辆在指定时间段内各个时间点的经度和纬度，得到每台车辆的一系列轨迹点，生成该车辆的行驶轨迹数据；
(4)基站数据预处理：选取与每台车辆的行驶轨迹距离小于设定值且方向角朝向车辆行驶轨迹的基站，按时间顺序生成与该车辆相关的基站列表；
(5)IMSI数据预处理：根据每个所述基站列表和每个IMSI的移动轨迹数据，筛选出按时间顺序访问过该基站列表中部分或全部基站的所有IMSI，生成与该危险品运输车辆相关的IMSI轨迹列表；所述IMSI轨迹列表中包括每个筛选出的IMSI的轨迹数据，每条轨迹数据包括IMSI、IMSI轨迹点和对应的时间点，所述轨迹点即IMSI访问过的某个基站的经纬度，所述时间点即进出该基站的时间；
(6)IMSI轨迹点与车辆轨迹点配对：每次读取一个IMSI轨迹列表中的一条IMSI轨迹数据，找到其每一IMSI轨迹点和与该IMSI轨迹点距离最近的车辆轨迹点，形成轨迹点对，并且每个轨迹点对的时间点差不超过半个小时，轨迹点对数量不少于设定数量；
(7)轨迹距离均值计算：对所有轨迹点对的距离求和，并根据轨迹点对的数量求出距离均值MPD；
(8)根据距离最小原则选择IMSI：按照步骤(6)和(7)的方法，计算出一个IMSI轨迹列表中所有IMSI的MPD，选择其中MPD值最小的两个IMSI，作为该辆危险品运输车辆的操控人员，将两个IMSI与危险品运输车辆的操控人员备案信息对比看是否一致，以达到监管的目的。
2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的设定值为100米。
3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，其特征在于：步骤(4)中，基站数据预处理时，生成的基站列表中的基站数量不少于15个；步骤(5)中，筛选IMSI时，要求IMSI访问过的基站列表中的基站数量不少于15个。
4.根据权利要求1所述的一种基于轨迹特征对危险品运输车辆进行监管的方法，其特征在于：步骤(6)中，计算出每个IMSI轨迹点和每个车辆轨迹点的距离，并选择距离最小的IMSI轨迹点和车辆轨迹点形成轨迹点对；按照以下公式计算IMSI轨迹点和车辆轨迹点之间的距离D：
D＝R*acos(sinpi(y1/180)*sinpi(y2/180)+cospi(y1/180)*cospi(y2/180)*cospi((x1-x2)/180))，
公式中，R表示地球半径；x1表示IMSI轨迹点的经度，x2分别表示车辆轨迹点经度，y1表示IMSI轨迹点的纬度，y2车辆轨迹点的纬度。
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