TWI573107B - Estimation of Tourist Traffic Information Based on Mobile Network Signaling - Google Patents

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TWI573107B
TWI573107B TW104105234A TW104105234A TWI573107B TW I573107 B TWI573107 B TW I573107B TW 104105234 A TW104105234 A TW 104105234A TW 104105234 A TW104105234 A TW 104105234A TW I573107 B TWI573107 B TW I573107B
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yue-feng Li
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Chunghwa Telecom Co Ltd
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Description

基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法
本發明係關於一種基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，針對一或多條觀光道路路段，定義好由一出發點到一觀光景點之起迄點位置，根據位於起迄點之行動用戶於行動網路產生之特定信令資料推算出一用戶由起點移動至迄點所花費之時間資料並判斷道路壅塞情況，並根據此路段上所有用戶移動時間及壅塞情況推算出此觀光道路路段之旅行時間。
利用行動用戶產生之行動網路資訊應用於即時交通資訊收集已成為目前交通運輸領域研究的熱門議題之一，由於其投資小、覆蓋範圍大、資料量豐富、維運簡單等優點。目前，國內外已發展大量的理論和實際測試研究，主要針對位置更新(Location Update,LU)、路由區域更新(Routing Area Update,RAU)、以及交遞(Handover)等事件來計算即時交通資訊，此方法係在行動網路中，基地台(Base Station,BS)可以傳輸無線訊號提供網路服務，該無線訊號覆蓋之服務區域稱為細胞(cell)。每一個細胞都擁有唯一的CGI(Cell Global Identity)，基地台會週期性廣播其CGI資訊給該細胞底下所有行動用戶的手機。當行動用戶的手機(以下稱為行動台(Mobile Station,MS))連上行動網路時，MS將偵測並紀錄所在之細胞CGI。當MS撥出或接通通話時，將與基地台進行連線。此時，如果通話中的MS從目前的細胞移動至另一個細胞時，將會發生交遞(Handover)事 件。透過發生交遞事件的細胞位置和兩次交遞事件的時間差，可依此估算MS的移動速度。相同地，當行動用戶從目前的位置區域(Location Area,LA)移動至另一個位置區域時，將會發生跨LA之一般位置更新事件。因此，將可以運用兩次的跨LA之一般位置更新事件來估計行動用戶的移動時間並估算出移動速度。然而，雖然可依上述兩種方法得到車速資訊，但運用交遞事件取得車速的有效樣本數太少；運用跨LA之一般位置更新事件取得車速，則因為位置區域範圍太大，而無法即時反應小路段的車速變化，另外，如所在的道路上有多種交通工具行駛其上，亦無法區分不同交通工具之車速，導致交通資料失真。
由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。
本案發明入鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件運用行動網路信令的交通資訊估計方法。
利用行動網路偵測道路交通資訊優點在於涵蓋範圍廣，且不需於用戶端安裝偵測軟體或設備；然在先前技術中，運用交遞事件取得移動時間的有效樣本數太少、運用跨LA之一般位置更新事件取得移動時間，則因為位置區域範圍太大，而無法即時反應小路段的變化，且當道路發生壅塞時，無法排除道路上的移動較快速之交通工具(如機車)，導致交通資訊失真。
本發明之目的提供一種運用行動網路信令(Signaling)的交通資訊估計方法，針對觀光道路提供一種定義起迄點的方法，運用行動用戶跨註冊區 域，包含2G/3G CS之Location Area(LA)、2G/3G PS之Routing Area(RA)、及4G之Tracking Area(TA)時所發生之更新事件，包含一般位置更新事件(Normal Location Update,NLU)、一般路由區域更新事件(Normal Routing Area Update,N-RAU)、一般追蹤區域更新事件(Normal Tracking Area Update,N-TAU)等事件來過濾和追蹤可能位於觀光道路起點上的用戶，再利用特定事件資訊，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞(Handover)事件、發受話(Voice Call)事件、收發簡訊(Short Message Service,SMS)事件、註冊(Attach)事件、服務請求(Service Request)事件等找出可能位於觀光道路迄點上的用戶，當同一個用戶於一段時間內出現在起點及迄點，既可計算出此用戶由起點移動至迄點所花費的時間，接著可利用所有偵測到用戶之移動時間計算出此觀光道路的旅行時間，以提供用路人所需之即時交通資訊。另外，當觀光道路上可行駛各種交通工具時，為避免交通資訊失真，本發明提供一種判斷道路是否壅塞之方法，並根據道路壅塞條件調整交通資訊計算之演算法則。
本揭露實施例提供一種基於行動網路信令之觀光道路之旅行時間估算法則，此法則係先定義好一或多條觀光道路路段，路段起點為跨兩個LA(Location Area)、跨兩個RA(Routing Area)、或跨兩個不屬於同一個TA(Tracking Area)List之TA之交界處，用戶行經此處會產生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件，迄點為一觀光景點，選定鄰近起點與迄點附近的基地台，數量可為一或多個，並取得起迄點各基地台之CGI資訊。之後運用行動網路信令取得一用戶於路段起點基地台產生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之時間，與迄點基地台產生的特定事件，包含位置更新事件、路 由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之時間計算出此用戶於起迄點間移動所花費的時間，最後依一段時間內於同一路段上所有用戶之移動時間資料為樣本後，計算出該觀光道路路段之旅行時間。
所揭露的另一實施例是觀光道路旅行時間演算法則，針對一或多條已定義好之觀光道路路段，取得所有於此路段上偵測到之用戶起迄點移動時間做為樣本集合，依移動時間由小至大排序，取得前一固定比例之樣本，計算平均移動時間做為目前旅行時間，並與前兩次旅行時間依比例加總後，計算出最新之旅行時間，此為固定比例演算法則。
所揭露的另一實施例是觀光道路路段之壅塞判斷法則，針對一或多條已定義好之觀光道路路段，搜尋逗留於觀光道路路段起迄點間之用戶數，當用戶數大於一門檻值，且於固定樣本比例演算法則計算出之旅行時間亦大於一門檻值時，即判斷此路段發生壅塞情況。
所揭露的另一實施例是觀光道路加入壅塞情況判斷之旅行時間演算法則，當依壅塞判斷法則判斷出路段發生壅塞時，將所有於路段上取得之用戶起迄點移動時間做為樣本集合，由小至大排序後，提高採樣比例後取得新的樣本，重新計算平均移動時間做為目前旅行時間，並與前兩次旅行時間依比例加總後，計算出最新之旅行時間，此為動態比例演算法則。
所揭露的另一實施例是觀光道路加入壅塞情況判斷之旅行時間演算法則，當依壅塞判斷法則判斷出路段發生壅塞時，將所有於路段上取得之用戶起迄點移動時間做為樣本集合，由小至大排序後，刪除前一比例之樣本，並提高採樣比例後取得新的樣本，重新計算平均移動時間做為目前旅行時間， 並與前兩次旅行時間依比例加總後，計算出最新之旅行時間，此為動態比例並刪除樣本演算法則。
100‧‧‧觀光道路交通資訊系統
101‧‧‧信令擷取模組
102‧‧‧信令分析模組
103‧‧‧交通資訊產生模組
104‧‧‧行動網路
105‧‧‧MSC/VLR
106‧‧‧BSC
107‧‧‧MSS/VIR
108‧‧‧SGSN
109‧‧‧RNC
110‧‧‧MME
111‧‧‧eNodeB
21‧‧‧註冊區域1(LA/RA/TA1)
22‧‧‧註冊區域2(LA/RA/TA2)
23‧‧‧NLU(Inter-LA)、N-RAU(Inter-RA)、N-TAU(Inter-TA)
24‧‧‧路段起點之基地台
25‧‧‧路段迄點之基地台
26‧‧‧道路上移動車輛
27‧‧‧經過起點產生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件的時間
28‧‧‧經過迄點產生特定事件的時間
29‧‧‧起迄點移動時間：td-ti
30‧‧‧固定比例演算法則
30a~30g‧‧‧步驟流程
40‧‧‧動態比例演算法則
40a~40l‧‧‧步驟流程
50‧‧‧動態比例並刪除樣本演算法則
50a~50l‧‧‧步驟流程
圖1為本發明之系統架構示意圖；以及圖2為觀光道路路段定義法則及一用戶於此路段移動時間估算法則示意圖；圖3為固定比例演算法則演算流程示意圖；圖4為動態比例演算法則演算流程示意圖；以及圖5為動態比例並刪除樣本演算法則演算流程示意圖。
本發明基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，係實施於一觀光道路交通資訊系統，針對一或多條已定義好之觀光道路路段，取得各路段上用戶產生之行動網路信令(signaling)資料，並根據同一用戶於同一路段上起點之跨位置區域(Location Area(LA))之一般位置更新事件、跨路由區域(Routing Area(RA))之一般路由區域更新事件、或跨追蹤區域(Tracking Area(TA))之一般追蹤區域更新事件，及迄點之特定事件資料，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等，計算該用戶由起點移動至迄點所花費之時間資料，將所有用戶移動時間資料做為樣本集合，依移動時間由小至大排序，取得一比例之樣本， 並判斷路段是否發生壅塞，計算平均移動時間做為各路段之最新旅行時間資料，並與前兩次旅行時間依比例加總，計算出最新之旅行時間。
本發明基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法係建構於一系統上，其系統架構如圖1所示。觀光道路交通資訊系統(100)由信令擷取模組(101)、信令分析模組(102)、交通資料產生模組(103)所組成，信令擷取模組(101)負責擷取並收集行動網路(104)中之信令資料，包含MSC/VLR(105)與BSC(106)間之A介面、MSS/VLR(107)和SGSN(108)與RNC(109)間之IuCS和IuPS介面、及MME(110)和eNodeB(111)間之S1-MME介面之信令資料，並將所收集到之信令資料傳送至信令分析模組(102)；信令分析模組(102)負責分析信令擷取模組(101)傳送來之行動網路信令資料，將信令資料分類為位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等不同種類之事件。並根據信令中用戶識別碼(IMSI)標示各事件資料之用戶資訊，隨後將分析結果傳送至交通資料產生模組(103)；交通資料產生模組(103)負責將信令分析模組產生之事件資料針對一或多條已定義好之觀光道路路段估算出該路段之旅行時間交通資訊。
定義觀光道路路段起迄點及針對一用戶於一或多條觀光道路路段起迄點間移動時間之估算方法如圖2所示，當用戶從註冊區域1(LA/RA/TA1)(21)移動至註冊區域2(LA/RA/TA2)(22)時會發生跨位置區域(LA)之一般位置更新(NLU)、跨路由區域(RA)之一般路由區域更新事件(N-RAU)、或跨追蹤區域(TA)之一般追蹤區域更新事件(N-TAU)(23)之事件，並根據事件資訊尋找觀光道路沿路上兩個LA、RA、或不屬於同一個追蹤名單(TA List)之TA的交界處，選定發生此事件之基地台(24)做為路段起點，基地台的數量可能為一 或多個；並選擇位於觀光道路上景點附近之基地台(25)做為路段迄點，基地台的數量可能為一或多個。
如一行動用戶(26)經過起點朝迄點前進，當跨LA/RA/TA時會發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件(23)，將產生此事件之時間定義為to(27)；當同一行動用戶到達迄點時，如有發生任何一筆特定之信令資料事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等，即記錄最早一筆事件資料的產生時間，定義為td(28)，則此用戶於該路段由起點移動至迄點之花費時間即為td-to(29)。
針對一或多條已定義好起迄點之觀光道路路段，本發明共提出三種觀光道路路段旅行時間之演算法則，分別為「固定比例演算法則」(30)、「動態比例演算法則」(40)及「動態比例並刪除樣本演算法則」(50)，以下說明三種演算法則之詳細運作步驟。
「固定比例演算法則」(30)，可應用於只有單一種交通工具(如汽車)行駛之觀光道路(如高速公路或快速公路等)，本演算法則預設每十分鐘更新一次交通資訊，其演算流程如圖3所示，首先，設定分析所需參數，包含Nmin(每十分鐘需取得之用戶最少樣本數)、Td(分析路段預設旅行時間)、γ%(計算旅行時間之用戶樣本統計比例)(建議值為10%~20%)、Pec/Pec-1/Pec-2(樣本數足夠時三次旅行時間採樣權重)、Pdd/Pdc-1/Pdc-2(樣本數不足時三次旅行時間採樣權重)，其中Pec+Pec-1+Pec-2=1，Pdc+Pdc-1+Pdc-2=1(30a)；接著取得信令分析模組(102)之行動網路信令分析結果，選取分析路段起迄點之事件資料：td,i表示用戶i於迄點十分鐘內發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事 件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之最早一筆的時間，to,i表示同一用戶i於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之最新一筆的時間(30b)；接著計算路段目前旅行時間Tc(30c)：
接著判斷ζ數量是否小於每十分鐘需取得之用戶最少樣本數Nmin(30d)，是的話，表示這次的分析資料因樣本數不足不能採用，因此以預設之旅行時間Td與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(30e)：Tf=Pdd*Td+Pdc-1*Tc-1+Pdc-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
如果樣本數足夠，則將目前旅行時間Tc與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(30f)：Tf=Pec*Tc+Pec-1*Tc-1+Pec-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間；
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
因最新旅行時間設定為每十分鐘更新一次，故取得最新旅行時間Tf後，須等待十分鐘，再重新計算最新之旅行時間(30g)。
「動態比例演算法則」(40)，可應用於有各種交通工具(如機車、汽車等)行駛之觀光道路(如省道、縣道、鄉道等)，其路況特性為當該路段交通順暢時，汽車之時速大多快於機車，可花費較少時間抵達目的地；但當道路壅塞時，因機車機動性較強，故可較快抵達目的地。為防止道路壅塞時採樣之樣本皆為機車，導致分析結果失真，因此以逗留於路段上之用戶數來判斷路段是否壅塞，並根據判斷結果調整分析樣本之比例。本演算法則預設每十分鐘更新一次交通資訊，其演算流程如圖4所示，首先，設定分析所需參數，包含Nmin(每十分鐘需取得之用戶最少樣本數)、Td(分析路段預設旅行時間)、Tp(分析路段發生壅塞情況時，最短之旅行時間)、Np(分析路段發生壅塞情況時，逗留於路段起迄點間之最少累計用戶數)、及β%(分析路段發生壅塞情況時，計算旅行時間之用戶樣本統計比例)(建議值為30%~50%)、Pec/Pec-1/Pec-2(樣本數足夠時三次旅行時間採樣權重)、Pdd/Pdc-1/Pdc-2(樣本數不足時三次旅行時間採樣權重)，其中Pec+Pec-1+Pec-2=1，Pdc+Pdc-1+Pdc-2=1(40a)；接著設定γ%(計算旅行時間之用戶樣本統計比例)參數(建議值為10%~20%)，並將參數變動指示設為0(40b)；接著取得信令分析模組(102)之行動網路信令分析結果，選取分析路段起迄點之事件資料：td,i表示用戶i於迄點十分鐘內發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之最早一筆的時間，to,i表示同一用戶i於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之最新一筆的時間(40d)：
接著判斷ζ數量是否小於每十分鐘需取得之用戶最少樣本數Nmin(40e)，是的話，表示這次的分析資料因樣本數不足不能採用，因此以預設之旅行時間Td與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(40f)：Tf=Pdd*Td+Pdc-1*Tc-1+Pdc-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
如果樣本數足夠，則將目前旅行時間Tc與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(40g)：Tf=Pec*Tc+Pec-1*Tc-1+Pec-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間；
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
接著判斷參數變動指示是否=0(40h)，如果為否，表示路況資訊已加入道路壅塞判斷條件，Tf即為有效之最新旅行時間資料，則等待十分鐘後，再重新計算最新之旅行時間(40i)；如果參數變動指示=1，表示尚未判斷道路是否壅塞，則計算逗留於路段起迄點間之累計用戶數Na(40j)： Na=Nb-Nd-Nt
(1)Na為逗留於路段起迄點間之累計用戶數
(2)Nb為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件所累計之用戶數
(3)Nd為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件，且已於迄點發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之用戶數，表示用戶已到達迄點
(4)Nt為於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之時間早於最新時間減已計算出之最新旅行時間Tf之用戶數，表示用戶於此路段之逗留時間已超過最新旅行時間Tf，可能已離開此路段
接著判斷是否Tf>Tp，且Na>Np(40k)，如果為否，表示路段目前沒有壅塞，則Tf即為最新之旅行時間，等待十分鐘後再重新計算最新旅行時間；如果為是，表示旅行時間已超過壅塞時最短之旅行時間，且逗留於路段起迄點間之累計用戶數超過壅塞時之最少用戶數，表示此路段已發生壅塞狀況，此時需調整取樣的樣本比例，設定γ%=β%(β%>γ%)，將參數變動指示設為1(40l)，再依 新的參數重新計算路段目前旅行時間Tc(40d)，並重計最新旅行時間資料Tf(40f)，以取得更精確之旅行時間。
「動態比例並刪除樣本演算法則」(50)，亦適用於有各種交通工具(如機車、汽車等)行駛於其上，如一般省道、縣道、鄉道等之觀光道路，當路段發生壅塞時，刪除車速較快之樣本，並調整分析樣本的比例，相較於「動態比例演算法則」(40)，分析樣本仍包含汽機車，此法則可排除疑似機車之樣本，以提供更精準之路況資訊。本演算法則預設每十分鐘更新一次交通資訊，其演算流程如圖5所示，首先，設定分析所需參數，包含Nmin(每十分鐘需取得之用戶最少樣本數)、Td(分析路段預設旅行時間)、Tp(分析路段發生壅塞情況時，最短之旅行時間)、Np(分析路段發生壅塞情況時，逗留於路段起迄點間之最少累計用戶數)、β%(分析路段發生壅塞情況時，計算旅行時間之用戶樣本統計比例)(建議值為30%~50%)、α%(分析路段發生壅塞情況時，需排除之用戶樣本比例)(建議值為5%~20%)、Pec/Pec-1/Pec-2(樣本數足夠時三次旅行時間採樣權重)、Pdd/Pdc-1/Pdc-2(樣本數不足時三次旅行時間採樣權重)，其中Pec+Pec-1+Pec-2=1，Pdc+Pdc-1+Pdc-2=1(50a)；接著設定γ%(計算旅行時間之用戶樣本統計比例)參數(建議值為10%~20%)，並將參數變動指示設為0(50b)；接著取得信令分析模組(12)之行動網路信令分析結果，選取分析路段起迄點之事件資料：td,i表示用戶i於迄點十分鐘內發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之最早一筆的時間，to,i表示同一用戶i於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之最新一筆的時間(50c)；接著計算路段目前旅行時間Tc(50d)：
接著判斷ζ數量是否小於每十分鐘需取得之用戶最少樣本數Nmin(50e)，是的話，表示這次的分析資料因樣本數不足不能採用，因此以預設之旅行時間Td與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(50f)：Tf=Pdd*Td+Pdc-1*Tc-1+Pdc-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
如果樣本數足夠，則將目前旅行時間Tc與前兩次分析結果依下列權重加總函式計算後獲得最新旅行時間資料Tf(50g)：Tf=Pec*Tc+Pec-1*Tc-1+Pec-2*Tc-2
(a)Tf為最新旅行時間
(b)Tc-1為上一次旅行時間；
(c)Tc-2為上兩次旅行時間
接著判斷參數變動指示是否=0(50h)，如果為否，表示路況資訊已加入道路壅塞判斷條件，Tf即為有效之最新旅行時間資料，則等待十分鐘後，再重新計算最新之旅行時間(50i)；如果參數變動指示=1，表示尚未判斷道路是否壅塞，則計算逗留於路段起迄點間之累計用戶數Na(50j)： Na=Nb-Nd-Nt，
(1)Na為逗留於路段起迄點間之累計用戶數
(2)Nb為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件所累計之用戶數
(3)Nd為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件，且已於迄點發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之用戶數，表示用戶已到達迄點
(4)Nt為於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之時間早於最新時間減已計算出之最新旅行時間Tf之用戶數，表示用戶於此路段之逗留時間已超過最新旅行時間Tf，可能已離開此路段
接著判斷是否Tf>Tp，且Na>Np(50k)，如果為否，表示路段目前沒有壅塞，則Tf即為最新之旅行時間，等待十分鐘後再重新計算最新旅行時間；如果為是，表示旅行時間已超過壅塞時最短之旅行時間，且逗留於路段起迄點間之累計用戶數超過壅塞時之最少用戶數，表示此路段已發生壅塞狀況，此時需刪除ζ前α%之樣本，以排除疑似為機車之樣本，並調整取樣的樣本比例，設定γ%=β%(β%>γ%)，將參數變動指示設為1(50l)，再依新的參數重新計算路段目前旅行時間Tc(50d)，並重計最新旅行時間資料Tf(50f)，以取得更精確之旅行時間。
綜上所述，本揭露實施例提供一種基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法。其技術透過事先建立的行動網路信令觀光道路交通資訊系統，進行行動網路信令擷取收集及分析，以取得指定之觀光道路路段上之行動網路信令資料，包含位置更新事件、由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、通話事件、簡訊事件等的樣本資料。根據取得之樣本資料，設定適合之觀光道路路段起迄點，並依據道路特性選擇適合之演算法則，推算出旅行時間之交通資訊予用路人決策參考。
以上所述者僅為本揭露實施例，當不能依此限定本揭露實施之範圍。即大凡本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍。
本發明所提供之基於分析行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：
1.本發明可擷取行動網路信令，在不影響原行動用戶使用服務及網路運作情況下提供交通資訊資料，同時不需更改任何設備，提高交通資訊獲取即時度與普及度。
2.本發明利用跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、跨TA之一般追蹤區域更新事件及特定事件資料，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等取得起迄點之樣本資料，避免僅使用交遞事件而樣本數不足，或僅使用跨LA之一般位置更新事件導致區域範圍太大的問題。
3.本發明針對有各種交通工具(如機車、汽車等)行駛之觀光道路(如一般省道、縣道、鄉道等)，提出一種道路壅塞之判斷方式，並依道路壅塞與否調整分析樣本，可提供更精準之路況資訊。
上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
21‧‧‧註冊區域1(LA/RA/TA1)
22‧‧‧註冊區域2(LA/RA/TA 2)
23‧‧‧NLU(Inter-LA)、N-RAU(Inter-RA)、N-TAU(Inter-TA)
24‧‧‧路段起點之基地台
25‧‧‧路段迄點之基地台
26‧‧‧道路上移動車輛
27‧‧‧經過起點產生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、 或跨TA之一般追蹤區域更新事件的時間
28‧‧‧經過迄點產生特定事件的時間
29‧‧‧起迄點移動時間：td-ti

Claims (6)

  1. 一種基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，係於至少一條觀光道路收集及分析行動用戶經過觀光道路時於行動網路所發生之特定信令事件，估算出該路段之旅行時間交通資訊，其中旅行時間交通資訊估算之步驟流程包括：(1)取得一指定之分析時間內該觀光道路之路段起點鄰近基地台所發生之跨位置區域之一般位置更新事件、跨路由區域之一般路由區域更新事件或跨追蹤區域之一般追蹤區域更新事件，及一或多條觀光道路路段迄點鄰近基地台所發生之特定行動網路事件；(2)將起點發生之更新事件與同一路段迄點發生之特定行動網路事件資料進行比對，如有一用戶先於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件，隨後於迄點發生任何一種特定行動網路事件，取得起點發生之最新一筆更新事件時間to，再取得於迄點發生之最早一筆特定之行動網路事件時間td，計算兩個事件發生時間之時間差(td-to)做為該用戶於起迄點間之移動時間；(3)將該觀光道路之同一路段上所有用戶之移動時間資料做為樣本集合ζ，依時間由小至大排序後，取出前10%~20%之固定比例做為γ%之樣本，計算平均移動時間做為路段目前旅行時間Tc，Tc之計算公式如下： (a)ζ為所有用戶的樣本(b)ζγ為用戶移動時間(t d -t o )由快至慢排序後，前γ %之樣本 ；(4)計算同一路段上所有移動時間資料樣本集合ζ之樣本數N ζ ，如樣本數N ζ 低於門檻值Nmin(N ζ <Nmin)，判定目前旅行時間Tc為無效旅行時間，並將目前旅行時間Tc設為一預設旅行時間Td，如樣本數N ζ 高或等於於門檻值Nmin(N ζ ≧Nmin)，判定目前旅行時間Tc為有效旅行時間；(5)將目前旅行時間與前兩次旅行時間依權重加總，計算出最新旅行時間Tf；(6)判斷該觀光道路是否發生壅塞情況；(7)於發生壅塞情況之觀光道路，計算壅塞情況之最新旅行時間。
  2. 如請求項1所述之基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，其中特定行動網路事件包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件及服務請求事件。
  3. 如請求項1所述之基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，其中計算出最新旅行時間Tf之方法包括：i.如ζ數量小於每十分鐘需取得之用戶最少樣本數Nmin，以Tf=Pdd*Td+Pdc-1*Tc-1+Pdc-2*Tc-2公式計算出最新旅行時間Tf，其中Td為預設旅行時間，Tc-1為上一次旅行時間，Tc-2為上兩次旅行時間，Pdd、Pdc-1、Pdc-2為三次旅行時間之採樣權重，且符合Pdd+Pdc-1+Pdc-2=1之條件；ii.如ζ數量大於或等於每十分鐘需取得之用戶最少樣本數Nmin，以Tf=Pec*Tc+Pec-1*Tc-1+Pec-2*Tc-2公式計算出最新旅行時間Tf，其中Tc為 目前旅行時間，Tc-1為上一次旅行時間，Tc-2為上兩次旅行時間，Pec、Pec-1、Pec-2為三次旅行時間之採樣權重，且符合Pec+Pec-1+Pec-2=1之條件。
  4. 如請求項1所述之基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，其中判斷該觀光道路是否發生壅塞情況，其步驟流程包括：(1)以Na=Nb-Nd-Nt公式計算逗留於路段起迄點間之累計用戶數Na，其中Nb為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件所累計之用戶數；Nd為曾在路段起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件，且已於迄點發生特定事件，包含位置更新事件、路由區域更新事件、追蹤區域更新事件、交遞事件、發受話事件、收發簡訊事件、註冊事件、服務請求事件等之用戶數，表示用戶已到達迄點；Nt為於起點發生跨LA之一般位置更新事件、跨RA之一般路由區域更新事件、或跨TA之一般追蹤區域更新事件之時間早於指定之分析時間減計算出之最新旅行時間Tf之用戶數，表示用戶在此路段之逗留時間已超過計算出之最新旅行時間Tf，可能已離開此路段；(2)如Na大於一門檻值Np(Na>Np)，且計算出之最新旅行時間Tf亦大於一門檻值Tp(Tf>Tp)，判斷此路段發生壅塞情況。
  5. 如請求項1所述之基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，其中計算壅塞情況之最新旅行時間的計算方法係採動態比例演算法則，該動態比例演算法則包含：(1)將一段時間內於同一路段上所有用戶之移動時間資料做為樣本集合，並依時間由小至大排序；(2)提高採樣比例β%(β%>γ%)(β%建議值為30%~50%)後，取出前一β%比例之新樣本；(3)重新計算平均移動時間做為目前旅行時間；(4)將重新計算之目前旅行時間與前兩次旅行時間依權重加總，重新計算出最新旅行時間Tf。
  6. 如請求項1所述之基於行動網路信令之觀光道路交通資訊估算方法，其中計算壅塞情況之最新旅行時間的計算方法係採動態比例並刪除樣本演算法則，該動態比例並刪除樣本演算法則包含：(1)將一段時間內於同一路段上所有用戶之移動時間資料做為樣本集合，並依時間由小至大排序；(2)刪除前一比例α%之樣本(α%建議值為5%~20%)，並提高採樣比例β%(β%>γ%)(β%建議值為30%~50%)後，取出前一β%比例之新樣本；(3)重新計算平均移動時間做為目前旅行時間；(4)將重新計算之目前旅行時間與前兩次旅行時間依權重加總，重新計算出最新旅行時間Tf。
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