[发明专利]一种基于手机信令数据实时获取高速公路运行状态的方法

说明书

技术领域

本发明属于高速公路实时路况监测技术领域，涉及一种基于手机信令数据实时获取高速公路运行状态的方法。

背景技术

随着我国车辆数量的不断增加，高速公路车流量不断增大，导致高速公路事故频发，拥堵发生频率越来越高。目前交通状态信息的采集主要使用固定的传感器。如测速仪、车检器、摄像头等。而这些硬件设施的成本、安装和维护的费用相对较高，且其监测范围有限，不能覆盖整条高速公路。因此其迫切的需要一种能够监控整个高速路网，且成本较低的方法。

手机信令是一种产生于移动通信网络且能反映手机用户发生此通信行为所在的地理位置以及时间的数据。此类数据包含了手机用户出行行为特征，不仅可以用于分析用户的出行方式和出行偏好，还能通过分析群体的用户样本，得到高速公路的实时运行状态。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于手机信令数据实时获取高速公路运行状态的方法，该方法利用相关技术分析实时采集的信令数据，识别在高速路上行驶的用户；并利用用户在监测周期内产生的信令数据分析计算得到高速公路路段平均运行速度，根据路段平均运行速度得到高速公路实时路况。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于手机信令数据实时获取高速公路运行状态的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据高速公路实际路线，划定矩形监测区域；采用长宽均为L的正方形栅格对监测区域进行栅格化处理；以监测区域左下角为起点，以地理水平线为横轴，垂线为纵轴划分栅格；栅格表示为B[x,y]，其中x为此栅格所在行数，y为此栅格所在列数；设高速公路某一行驶方向为正向，设含有高速公路路段的栅格为道路栅格，由此得到高速公路正向道路栅格序列L_HB＝{B[h₁,w₁],B[h₂,w₂],B[h₃,w₃],…,B[h_i,w_i],…,B[h_n,w_n]}，其中B[h_i,w_i]为一个道路栅格，h_i为此栅格所在行数，w_i为此栅格所在列数；

步骤2：获取监测区域内的基站数据，并根据步骤1确定的栅格地图，建立基站信息表；基站信息表包含基站位置区编号LAC、基站小区编号CellID、基站地理位置信息(即是基站经纬度坐标，简称为LOC)、所属栅格(简称为CB)、是否覆盖高速公路(简称为IOW)、对应的道路栅格(简称为CWB)；

步骤3：设T时刻用户信息集合为S_U，其中用户信息包含用户唯一标识UID以及此用户在T时刻之前的轨迹序列；获取在T到T+t监测时间段内监测区域产生的所有信令数据，其中信令数据包含用户唯一标识UID、信令数据所属基站位置区编号LAC、基站小区编号CellID和时间戳TimeStamp字段；然后将信令数据按用户分类并对每个用户的数据按时间戳TimeStamp进行排序，过滤乒乓切换，并将用户在连续时间段内位于同一位置的数据进行合并，从而构建用户在监测时间段内的轨迹序列；随后根据UID更新用户信息集合S_U，若S_U中存在此用户，则更新此用户的轨迹序列；若S_U中不存在此用户，则向S_U中添加此用户信息，由此得到在监测时间段内轨迹数据更新的用户信息集合S_U1；

步骤4：设在高速路上行驶的用户为高速公路用户，获取T时刻高速公路用户集合S_HU(其中S_HU包含于S_U)；对S_U1中各用户的轨迹序列进行有效出行段分割，并分析其最后一段有效出行段的轨迹序列，判断其是否在高速路上行驶，并据此更新维护高速公路用户集合S_HU和生成计算高速公路各道路栅格实时速度所需的正向轨迹序列集合S_PE和负向轨迹序列集合S_NE；

步骤5：提取S_PE和S_NE中各轨迹序列，分析计算得到各道路栅格的正负向实时速度；其中道路栅格实时速度即为道路栅格包含的高速公路路段实时速度，其中正负方向道路栅格实时速度计算方法一致。