JP6124706B2

JP6124706B2 - 多数のユーザの通信履歴から地図上の動線を抽出する装置、プログラム及び方法

Info

Publication number: JP6124706B2
Application number: JP2013133049A
Authority: JP
Inventors: 晴紀泉川; 雄佐藤
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: JP2015008419A

Description

本発明は、ユーザの行動履歴を抽出する技術に関する。

通信事業者は、携帯電話網に代表される無線通信サービスを提供するために、サービスエリアを設計する。この設計は、一般的にできるだけ広いサービス圏内となるよう、基地局の設置場所が決定される。また、携帯端末の移動中でも通信の途切れを発生させないように、一方の基地局のサービス圏内とそれに隣接する他方の基地局のサービス圏内とは、一部重複するよう設計される。この重複領域では、ハンドオーバと称される接続先基地局の移行処理によって、移動中の通信サービスの継続を可能にしている。

無線通信システムによれば、移動端末と基地局との間の通信品質は、遮蔽物のような周辺通信環境に左右されやすい。そのために、通信事業者としては、そのような遮蔽物の影響等も考慮してエリアが設計される。但し、全ての遮蔽物等の影響を加味した完璧なエリア設計は、現実には技術的及びコスト的にも難しい。

また、携帯電話システムによれば、サービスエリアをカバーする多数の通信機器は、一般的に階層的に構成されている。例えば、移動端末と無線を介して接続する基地局を複数束ねて制御する基地局制御装置と、それら複数の基地局制御装置を更に制御する移動体交換局とから構成する技術もある（例えば非特許文献１参照）。例えばハンドオーバを実行する際、処理負荷の集中度は以下のようになる。
負荷集中度：小同一基地局について異なるセクタ間のハンドオーバ
負荷集中度：中同一基地局制御装置について異なる基地局間のハンドオーバ
負荷集中度：大同一移動体交換局について異なる基地局制御装置間のハンドオーバ

ここで、携帯端末を所持した多数のユーザは、空間的に一様に分布し、（微視的に見て）ランダムウォークを行っているわけではない。多数のユーザの動線は、例えば以下のようになる。
朝の通勤時間帯：ベッドタウンから都市中心部へ向かう動線
夜の通勤時間帯：都市中心部からベッドタウンへ向かう動線

通信事業者としては、通信品質の高い無線通信サービスを提供するためには、この動線を考慮してエリアを設計する必要となる。また、装置の処理負荷の観点からは、動線に沿ったハンドオーバを、なるべく階層の下位の装置で実行できるように階層構成を検討することも必要となる。

従来、店舗における顧客の動線を抽出し、顧客の行動パターンを分析する技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、無線ＬＡＮやＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)のような装置を用いて、ユーザの店舗内の位置を測位し、その動線を抽出することができる。

また、同じくＲＦＩＤのような装置を用いて、ある観測エリア内を移動する歩行者等の移動体の現在位置を常に把握し、移動体の動線を観測するシステムもある（例えば特許文献４参照）。

更に、ネットワークカメラを用いて、画像データより監視対象の動線を抽出する監視システムの技術がある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、画像データを分析し、監視対象の動きの方向を検出している。

更に、オフィスビルや工場の製造ラインなどの施設を有効利用するために、人の動線を抽出する施設管理技術がある（例えば特許文献３参照）。この技術によれば、ビデオカメラによる画像データやＰＨＳ(Personal Handyphone Syste)を用いて、人の動線を抽出している。

更に、測位機能付き移動端末から得られる間欠的な測位結果を用いて、当該測位結果の近傍の基準点（道路や路線）情報を用いることで、測位結果間の移動経路を抽出する技術もある（例えば特許文献５参照）。同様に、そのような測位結果を用いて、当該端末を所持するユーザによって利用される路線を推定し、当該路線に係る交通情報を当該ユーザの端末へ配信する技術もある（例えば特許文献６参照）。

更に、ある移動端末の通信履歴を集め、接続先基地局の変遷から、当該移動端末の移動経路を抽出する技術もある（例えば特許文献７参照）。

再表２００５−１１１８８０号公報特開２００２−２８１４８７号公報特開２００３−０２２３０９号公報特開２００５−０２００８１号公報特開２０１２−２１２３２０号公報特開２０１１−１４８４１５号公報特開２０１２−２１７０６１号広報

McGraw-Hill Processional: Networking Series, 2G Mobile Networks: GSMand HSCSD, pp.182

前述した特許文献１〜７に記載のいずれの技術も、１人のユーザの移動経路を抽出するものである。しかしながら、無線通信サービスにおけるエリア設計は、ユーザ１人１人の動線に応じてなされるものではなく、多数のユーザの動線を考慮したものでなければならない。即ち、特許文献１〜７に記載の技術を用いる場合、全てのユーザの移動経路を推定したのち、それら経路における多重度が大きい経路を抽出する必要がなる。しかしながら、このような方法では、ユーザ数が数千万人などと非常に多い場合は、計算量が莫大になる恐れがある。

そこで、本発明によれば、各ユーザの移動経路を抽出することなく、基地局における通信履歴を用いて多数のユーザの動線を抽出する装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出する装置であって、
携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存手段と、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する通信終了局集計手段と、
通信開始局の位置を始点とし、通信終了局の位置を終点とし、出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する動線生成手段と、
有向線分の中央位置と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成するクラスタリング手段と、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計するエリア分割手段と
を有することを特徴とする。

本発明の装置における他の実施形態によれば、
クラスタリング手段は、
所定時間毎に、通信開始局及び通信終了局が同じとなる通信の出現頻度と、当該局の位置情報とに基づいて、複数の有向線分から第２のクラスタを生成する第２のクラスタリングを実行し、
２つ以上の第２のクラスタを包含又は部分的な重なりを有する、当該第２のクラスタと時間帯の異なる第１のクラスタの有無を探索し、
当該第１のクラスタが存在する場合は、２つ以上の第２のクラスタを含む第３のクラスタとして更に抽出することも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、
有向線分を視覚的に識別できるように地図に重畳して出力する地図出力手段を更に有し、
動線生成手段は、出現頻度が多い有向線分ほど、太く描画することも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、通信終了局集計手段は、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度として、通信終了局毎の出現回数、又は、所定時間内の全通信終了数に対する当該通信終了局の出現割合、を用いることも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、
通信開始局及び通信終了局は、複数のセクタに区分して通信するものであり、
接続履歴保存手段は、携帯端末の１通信毎に、接続時の通信開始局のセクタとの往復遅延時間と、通信終了時の通信終了局のセクタとの往復遅延時間を更に保存し、
動線生成手段は、「有向線分」について、
通信開始局のセクタの中心角度方向に、通信開始局位置から接続時の往復遅延時間の半分を距離換算した距離だけ移動した点を始点とし、
通信終了局のセクタの中心角度方向に、通信終了局位置から通信終了時の往復遅延時間の半分を距離換算した距離だけ移動した点を終点とする
ように生成することも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、動線生成手段は
生成した第１の有向線分の有向方向を中心線として所定範囲内に自身の向きから第１の角度以上を成し、第１の有向線分の終点局の出現回数と所定値以内の出現回数を持つ第２の有向線分を探索し、
第１の有向線分及び第２の有向線分をベクトルと見立てて合成し、新たな第３の有向線分を生成することも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、動線生成手段は、
生成した第１の有向線分の有向方向を中心線として所定範囲内に自身の向きから第１の角度より小さく且つ第２の角度以上を成し、第１の有向線分の終点局の出現回数と所定値以内の出現回数を持つ第２の有向線分を探索し、
第１の有向線分の終点を第２の有向線分上又は第２の有向線分の延長線上に変更することも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、動線生成手段は、所定回数以下しか出現しない通信終了局は終点とせず、当該通信終了局に関しては有向線分を生成しないことも好ましい。

本発明の装置における他の実施形態によれば、
道路及び／又は路線情報を有する交通情報格納手段を更に有し、
有向線分の有向方向を中心線とし、所定範囲内に道路又は路線が存在する場合は、当該有向線分を道路又は路線に合わせることも好ましい。

本発明によれば、装置に搭載されたコンピュータを、携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出するように機能させるプログラムであって、
携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存手段と、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する通信終了局集計手段と、
通信開始局の位置を始点とし、通信終了局の位置を終点とし、出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する動線生成手段と、
有向線分の中央位置と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成するクラスタリング手段と、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計するエリア分割手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出する装置のユーザ動線抽出方法であって、
装置は、携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存部を有し、
装置は、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する第１のステップと、
通信開始局の位置を始点とし、通信終了局の位置を終点とし、出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する第２のステップと、
有向線分の中央位置と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成する第３のステップと、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計する第４のステップと
を実行することを特徴とする。

本発明の装置、プログラム及び方法によれば、各ユーザの移動経路を抽出することなく、基地局における通信履歴を用いて多数のユーザの動線を抽出することができる。

本発明におけるユーザ動線抽出装置の機能構成図である。通信終了局集計部によって基地局毎に集計された出現頻度を表すテーブルである。ユーザの動線を表す有向線分を地図に重畳した説明図である。８時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。１２時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。１８時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。基地局の通信方向が複数のセクタに区分された説明図である。通信終了局集計部によって基地局及びセクタ毎に集計された出現頻度を表すテーブルである。セクタに応じて、基地局４２から基地局４１への有向線分を表す地図である。セクタに応じて、基地局４１から基地局４０への有向線分を表す地図である。図１０の２つの有向線分を合成した第３の有向線分を表す地図である。図１１の有向線分５６の延長を表す地図である。図１１の有向線分５６を延長した有向線分５８を表す地図である。有向線分を、道路又は路線に重畳させた地図である。第１のクラスタを表す地図である。第１のクラスタ及び第２のクラスタを表す地図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明におけるユーザ動線抽出装置の機能構成図である。

図１によれば、ユーザ動線抽出装置（サーバ）１が、通信事業者の移動通信網に接続されており、通信事業設備の１つである。移動通信網は、例えば広域をカバーする携帯電話網であって、複数の基地局３ａ〜３ｃが接続されている。各基地局３ａ〜３ｃは、そのサービスエリア内に位置する携帯端末２ａ及び２ｂと通信する。携帯端末２は、例えば携帯電話機やスマートフォンである。本発明におけるユーザ動線抽出装置１は、携帯端末２を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出するものである。

図１によれば、ユーザ動線抽出装置１は、接続履歴保存部１０と、通信終了局集計部１１と、動線生成部１２と、地図出力部１３と、交通情報格納部１４と、クラスタリング部１５と、エリア分割部１６とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、ユーザ動線抽出装置１は、ユーザの動線を表した地図をオペレータに明示するべく、ディスプレイを備えている。勿論、この地図は、ネットワークを介して端末へ転送されるものであってもよい。

［接続履歴保存部１０］
接続履歴保存部１０は、携帯端末の１通信毎に、接続開始時刻と、通信開始局及び通信終了局とを記録したログ（通信履歴）を保存する。このログは、以下の情報を含む。
（１）携帯端末におけるその１通信の通信開始時刻
（２）通信開始時に接続した基地局識別子（通信開始局の基地局ＩＤ）
（３）通信終了時に接続していた基地局識別子（通信終了局の基地局ＩＤ）
本発明によれば、各ユーザの移動経路を追跡・抽出する必要がないために、当該ログにも、ユーザを識別する情報を含む必要がない。

ここでは、接続履歴保存部１０は、１通信のログ毎に、接続開始時刻を記録しているが、それに代えて接続終了時刻を保持してもよいし、接続開始時刻及び接続終了時刻の両方を保持してもよい。

尚、通信終了局は、ハンドオーバ先の局であってもよい。この場合、携帯端末がハンドオーバする毎に、１通信としてログが保存される。
また、このログは、各基地局３によって取得されるものであって、携帯端末２から制御パケットを受信して保存するようなものではない。即ち、通信事業者設備の中で逐次記録されていくものである。

図１の接続履歴保存部１０には、簡単に２つのログが記録されている。
（１）例えば携帯端末２ａにおける１通信のログからは、１３：４０に、基地局３ａに接続して通信を開始し（通信開始局＝基地局３ａ）、接続先基地局を変更せずに、基地局３ａに接続したまま通信を終了している（通信終了局＝基地局３ａ）。
（２）例えば携帯端末２ｂにおける１通信のログからは、１３：４２に、基地局３ａに接続して通信を開始し（通信開始局＝基地局３ａ）、移動して、基地局３ｂへ接続している時に通信を終了している（通信終了局＝基地局３ｂ）。

［通信終了局集計部１１］
通信終了局集計部１１は、接続履歴保存部１０を用いて、各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する。「出現頻度」とは、単に「出現回数」であってもよいし、「全通信終了数に対する当該通信終了局の出現割合」であってもよい。また、所定時間とは、例えば１時間単位、３時間単位、１日単位であってもよいし、曜日単位や、平日・土日祝祭日等の種別単位であってもよい。この場合、接続履歴保存部１０は、ログ毎に、それら曜日情報や種別情報を更に含む。

図２は、通信終了局集計部１１によって集計された出現頻度を表すテーブルである。

図２によれば、各所定時間（例えば１時間毎、１３：００〜１３：５９）について、通信開始局毎の通信終了局の出現回数が表されている。
通信開始局３ａ->通信終了局３ｂの出現回数：８９回
通信開始局３ｃ->通信終了局３ａの出現回数：６８回
通信開始局３ａ->通信終了局３ｃの出現回数：１２回
これら集計されたテーブルは、動線生成部１２へ出力される。

［動線生成部１２］
動線生成部１２は、通信開始局の位置を始点とし、通信終了局の位置を終点とする有向線分であって、出現頻度を含めたものを生成する。ここで、出現頻度が高いほど、有向線分の太さが太くなるように生成されることも好ましい。一方で、出現頻度が所定閾値以下となる有向線分は、生成しないようにすることも好ましい。

［地図出力部１３］
地図出力部１３は、有向線分を視覚的に識別できるように地図に重畳して出力する。

図３は、ユーザの動線を表す有向線分を地図に重畳した説明図である。

図３によれば、出現回数が１０回以上となる有向線分（ユーザの動線）のみが表されている。ここで、通信開始局の位置を始点とし、通信終了局の位置を終点とする有向線分は、出現回数に応じた太さで生成する。有向線分の数字は、出現回数を表す。図３によれば、通信開始局３ａ->通信終了局３ｂの有向線分が、最も太く表示されている。

図４は、８時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。ここでは、鉄道路線を、左から右へ向かう動線が比較的太いと共に、基地局３６が存在する駅に向かう動線（有向線分５１、５２）も太いことが確認できる。

図５は、１２時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。ここでは、ユーザの動線が比較的細い（即ちユーザの動きが小さい）と共に、基地局４２から４１へ向かう動線（有向線分５３）と、基地局４１から４０へ向かう動線（有向線分５４）とが現れていることが確認できる。

図６は、１８時台におけるユーザの動線（有向線分）を重畳した地図である。ここでは、鉄道路線を、右から左へ向かう動線が比較的太いと共に、基地局３６を中心に、基地局３８及び４０との双方向の動線が発生していることが確認できる。

図４〜図６によれば、鉄道路線沿いに大きな動線があり、基地局４２−４１、４０−３６、３６−３８など、基地局３６を中心に縦方向の動線があることが確認できる。

図７は、基地局の通信方向が複数のセクタに区分された説明図である。

図７によれば、基地局３は、通信方向が３つのセクタに区分され、そのセクタ毎に携帯端末２と通信する。これによって、ユーザ動線抽出装置１の接続履歴保存部１０は、携帯端末の１通信毎に、通信開始局のセクタ番号と、通信終了局のセクタ番号も更に記録する。また、携帯端末の１通信毎に、通信開始局のセクタとの往復遅延時間と、通信終了局のセクタとの往復遅延時間を更に保存することも好ましい。図７によれば、往復遅延時間は、マイクロ秒単位で記録されている。

図７のテーブルによれば、以下の１通信が実行されたことが確認できる。
（１）ある携帯端末が、１３：４０に、基地局３ａのセクタ２と通信を開始し、往復遅延時間１．７μｓが計測された。携帯端末は、伝搬速度に基づいて、基地局３ａから距離２５５メートル程度離れた場所に位置すると推定される。
その携帯端末は、基地局３ａのセクタ２と接続している時に通信を終了し、往復遅延時間が１．６μｓが計測された。携帯端末は、伝搬速度に基づいて、基地局３ｂから距離２４０メートル程度離れた場所に位置すると推定される。

（２）ある携帯端末が、１３：４２に、基地局３ａのセクタ２と通信を開始し、往復遅延時間２．３μｓが計測された。携帯端末は、伝搬速度に基づいて、基地局３ａから距離３４５メートル程度離れた場所に位置すると推定される。
その携帯端末は、基地局３ｂのセクタ３と接続している時に通信を終了し、往復遅延時間が２．８μｓが計測された。携帯端末は、伝搬速度に基づいて、基地局３ｃから距離４２０メートル程度離れた場所に位置すると推定される。

図８は、通信終了局集計部によって基地局及びセクタ毎に集計された出現頻度を表すテーブルである。

図８によれば、各所定時間（例えば１時間毎、１３：００〜１３：５９）について、通信開始局毎の通信終了局の出現回数が表されている。
通信開始局３ａのセクタ２->通信終了局３ｂのセクタ２の出現回数：１９回
通信開始局３ａのセクタ２->通信終了局３ｂのセクタ３の出現回数：７０回
通信開始局３ａのセクタ３->通信終了局３ｃのセクタ１の出現回数：８回
通信開始局３ａのセクタ３->通信終了局３ｃのセクタ２の出現回数：４回

図９は、セクタに応じて、基地局４２から基地局４１への有向線分を表す地図である。

ここで、動線生成部１２は、有向線分を以下のように生成する。
・通信開始局のセクタの中心角度方向に、通信開始局位置から接続時の往復遅延時間の半分（片道遅延時間）を距離換算した距離だけ移動した点を始点とする。
・通信終了局のセクタの中心角度方向に、通信終了局位置から通信終了時の往復遅延時間の半分を距離換算した距離だけ移動した点を終点とする。
これによって、基地局のセクタ間を単に結んだ有向線分とは異なる。各片道遅延時間は、通信開始基地局のセクタと通信終了基地局のセクタの組毎に、要約統計量（平均値や中央値）として記録される。即ち、基地局のセクタから例えば平均往復遅延時間の半分だけ離れた位置における始点と終点とを結ぶ。

図９によれば、有向線分５５の始点が、基地局４２の対象セクタの中心方向に、片道遅延時間代表値だけ基地局４２から離れた点に変更されている。同様に、有向線分の終点が、基地局４１の対象セクタの中心方向に、片道遅延時間代表値だけ基地局４１から離れた点に変更されている。これによって、更に現実に近いユーザの動線を抽出することができる。

図１０は、セクタに応じて、基地局４１から基地局４０への有向線分を表す地図である。

図１０によれば、連続する２つの有向線分が表されている。
（第１の有向線分）基地局４２のセクタから基地局４１のセクタへ向かう有向線分５５
（第２の有向線分）基地局４１のセクタから基地局４０のセクタへ向かう有向線分５６

第１の有向線分５５の有向方向を中心線とし、例えば、第１の有向線分５５の終点から、所定半径（例えば２００ｍ）内に始点を持つ第２の有向線分５６を有する。ここで、以下の条件が全て成立する場合、それら有向線分をベクトルと見立てて合成し、新たな第２の有向成分を生成する。
（条件１）第１の有向線分５５と第２の有向線分５６とが成す角度θが、第１の角度（例えば１２０度；最大１８０度）以上である。即ち、できる限り２つの有向線分の角度差が小さいことを意味する。
（条件２）第１の有向線分５５と第２の有向線分５６との出現頻度（出現回数）の差が、所定値（例えば５０）以内である。即ち、移動人数の近しい動線を（有向線分）をまとめて、１つの動線で表す。

図１１は、図１０の２つの有向線分を合成した第３の有向線分を表す地図である。

図１２は、図１１の有向線分５６の延長を表す地図である。このように、第１の動線（有向線分）の終点の先、所定距離（例えば２００ｍ）以内に第２の動線（有向線分）が存在し、その作る角度が第２の角度（例えば１２０度）以内である場合、第１の動線（有向線分）の終点を第２の動線（有向線分）まで延長することも好ましい。

図１３は、図１１の有向線分５６を延長した有向線分５８を表す地図である。図１３によれば、図１１の有向線分５６が、有向線分５７の始点まで延長され、新たな有向線分５８となっている。

［交通情報格納部１４］
交通情報格納部１４は、地図上の道路及び／又は路線情報を有する。これら情報は、地図出力部１３によって参照される。

図１４は、有向線分を、道路又は路線に重畳させた地図である。

地図出力部１３は、交通情報格納部１４を用いて、有向線分の有向方向を中心線とし、所定範囲内に道路又は路線が存在する場合は、当該有向線分を道路又は路線に合わせる。例えば、図１３の有向線分５７及び有向線分５８は、それぞれ鉄道路線及び道路が所定範囲内に存在するため、図１４の有向線分５９及び有向線分６０のように、それぞれ鉄道路線及び道路上に重畳されて表示される。所定範囲とは、例えば有向線分に垂直な所定幅であってもよい。

［クラスタリング部１５］
クラスタリング部１５は、有向線分の有向方向と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度に基づいて第１のクラスタリングをする。

図１５は、第１のクラスタを表す地図である。

例えば、有向線分の中心（中央）を示す位置(緯度・経度)情報と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現数に基づいて有向線分のクラスタリングをする。以下のように出現数に重み付けした２点間のユークリッド距離が算出される。
（ｘ_{lat_1}−ｘ_{lat_2}）^２＋（ｙ_{lng_1}−ｙ_{lng_2}）^２＋ｗ*（Ｎ₁−Ｎ₂）^２
ｘ_lat：緯度方向の座標
ｙ_lng：経度方向の座標
Ｎ：出現数
ｗ：重み係数
（ｗが大きいほど、出現数が似たような有向線分が同一クラスタに分類される）
このユークリッド距離を用いて、重心法によってクラスタリングをする。このようにして、大局的なユーザの流れ、つまり利用者の動線範囲を認識することができる。

クラスタリング部１５は、以下のように、第２、第３のクラスタを生成してもよい。図１６は、第１のクラスタ及び第２、第３のクラスタを表す地図である。

クラスタリング部１５は、以下のステップで第２、第３のクラスタを抽出する。
（Ｓ１）所定時間毎に通信開始局と通信終了局が同じとなる通信の出現頻度と、当該局の位置情報とに基づいて、第２のクラスタリングを実行する。これにより、ユーザが滞在するエリアを抽出することができる。
（Ｓ２）２つ以上の第２のクラスタを包含又は部分的な重なりを有する、当該第２のクラスタとは時間帯の異なる第１のクラスタの有無を探索する。
（Ｓ３）当該第１のクラスタが存在する場合は、２つ以上の第２のクラスタを含む第３のクラスタとして更に抽出する。
例えば、図１６によれば、９時台の第２のクラスタ８１と、１４時台の第２のクラスタ８２とがある。これら２つの第２のクラスタ８１及び８２は、１２時台の第１のクラスタ７２に包含されている。この場合、第２のクラスタ８１及び８２を含む第３のクラスタ９１を作成する。図１６によれば、第１のクラスタ７２は、第２のクラスタ８１及び８２を「包含」しているため、クラスタ９１は、クラスタ７２と同一になる。クラスタ７２がクラスタ８２及び８３と部分的に重なっている場合、クラスタ９１は、クラスタ７２とは別の形のクラスタとなる。これによって、商圏間の動線を確認することができる。

［エリア分割部１６］
エリア分割部１６は、当該クラスタを、クラスタ内の有向線分の始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含む「エリア」として集計する。これによって、商圏毎の動線を確認することができる。

以上、詳細に説明したように、本発明の装置、プログラム及び方法によれば、各ユーザの移動経路を抽出することなく、基地局における通信履歴を用いて多数のユーザの動線を抽出することができる。これによって、通信事業者は、ユーザの動線が太いほど、重点的にエリア設計をすることができ、ユーザにとって携帯端末の接続性を高めることができる。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ユーザ動線抽出装置
１０接続履歴保存部
１１通信終了局集計部
１２動線生成部
１３地図出力部
１４交通情報格納部
１５クラスタリング部
１６エリア分割部

Claims

携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出する装置であって、
携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存手段と、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する通信終了局集計手段と、
前記通信開始局の位置を始点とし、前記通信終了局の位置を終点とし、前記出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する動線生成手段と、
有向線分の中央位置と、当該有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成するクラスタリング手段と、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計するエリア分割手段と
を有することを特徴とする装置。
前記クラスタリング手段は、
所定時間毎に、通信開始局及び通信終了局が同じとなる通信の出現頻度と、当該局の位置情報とに基づいて、複数の有向線分から第２のクラスタを生成する第２のクラスタリングを実行し、
２つ以上の第２のクラスタを包含又は部分的な重なりを有する、当該第２のクラスタと時間帯の異なる第１のクラスタの有無を探索し、
当該第１のクラスタが存在する場合は、２つ以上の第２のクラスタを含む第３のクラスタとして更に抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記有向線分を視覚的に識別できるように地図に重畳して出力する地図出力手段を更に有し、
前記動線生成手段は、前記出現頻度が多い有向線分ほど、太く描画する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
前記通信終了局集計手段は、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度として、通信終了局毎の出現回数、又は、所定時間内の全通信終了数に対する当該通信終了局の出現割合、を用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
前記通信開始局及び前記通信終了局は、複数のセクタに区分して通信するものであり、
前記接続履歴保存手段は、携帯端末の１通信毎に、接続時の通信開始局のセクタとの往復遅延時間と、通信終了時の通信終了局のセクタとの往復遅延時間を更に保存し、
前記動線生成手段は、前記「有向線分」について、
通信開始局のセクタの中心角度方向に、通信開始局位置から前記接続時の往復遅延時間の半分を距離換算した距離だけ移動した点を始点とし、
通信終了局のセクタの中心角度方向に、通信終了局位置から前記通信終了時の往復遅延時間の半分を距離換算した距離だけ移動した点を終点とする
ように生成することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の装置。
前記動線生成手段は
生成した第１の有向線分の有向方向を中心線として所定範囲内に自身の向きから第１の角度以上を成し、第１の有向線分の終点局の出現回数と所定値以内の出現回数を持つ第２の有向線分を探索し、
第１の有向線分及び第２の有向線分をベクトルと見立てて合成し、新たな第３の有向線分を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記動線生成手段は、
生成した第１の有向線分の有向方向を中心線として所定範囲内に自身の向きから第１の角度より小さく且つ第２の角度以上を成し、第１の有向線分の終点局の出現回数と所定値以内の出現回数を持つ第２の有向線分を探索し、
第１の有向線分の終点を第２の有向線分上又は第２の有向線分の延長線上に変更することを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記動線生成手段は、所定回数以下しか出現しない通信終了局は終点とせず、当該通信終了局に関しては有向線分を生成しないことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の装置。
道路及び／又は路線情報を有する交通情報格納手段を更に有し、
有向線分の有向方向を中心線とし、所定範囲内に道路又は路線が存在する場合は、当該有向線分を前記道路又は路線に合わせること
を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
装置に搭載されたコンピュータを、携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出するように機能させるプログラムであって、
携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存手段と、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する通信終了局集計手段と、
前記通信開始局の位置を始点とし、前記通信終了局の位置を終点とし、前記出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する動線生成手段と、
有向線分の中央位置と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成するクラスタリング手段と、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計するエリア分割手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
携帯端末を所持した多数のユーザの通信履歴から、地図上におけるユーザの動線を抽出する装置のユーザ動線抽出方法であって、
前記装置は、携帯端末の１通信毎に、通信開始局及び通信終了局を記録したログを保存する接続履歴保存部を有し、
前記装置は、
各所定時間に、通信開始局毎の通信終了局の出現頻度を算出する第１のステップと、
前記通信開始局の位置を始点とし、前記通信終了局の位置を終点とし、前記出現頻度を含む有向線分を、ユーザの動線として生成する第２のステップと、
有向線分の中央位置と、各有向線分の終点となる通信終了局の出現頻度とに基づいて、複数の有向線分から第１のクラスタリングによって第１のクラスタを生成する第３のステップと、
第１のクラスタ内の複数の有向線分から、始点となる通信開始局の位置と、終点となる通信終了局の位置とを含むエリアとして集計する第４のステップと
を実行することを特徴とする装置のユーザ動線抽出方法。