[发明专利]一种基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法

权利要求书

1.一种基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取研究区域与研究时间段内的道路卡口监测数据集与手机信令数据集；

S2：对卡口数据集与信令数据集进行预处理，包括无效数据清洗、时间跨度筛选以及频繁移动轨迹筛选；

S3：通过时空轨迹匹配算法得到车辆与手机的潜在匹配数据集；

S4：对潜在匹配数据集中的车辆和手机在不同时间段内的轨迹进行匹配，若在时间范围内，车辆与手机轨迹保持同样的匹配关系，即可说明该车辆与该手机为确定匹配；

S5：利用数据增强算法对确定匹配轨迹进行采样，以得到更多的车辆与手机匹配正例；从卡口与信令数据集中随机选取车辆与手机轨迹，以及选取错误匹配的车辆与手机轨迹作为车辆与手机匹配的反例；

S6：采用模型特征以及分类算法，基于上述步骤得到的正例与反例轨迹数据建立轨迹分类模型；

所述步骤S2中，轨迹的移动频繁程度是通过计算每条轨迹的信息熵值来衡量，仅选择信息熵值大于阈值的轨迹进行轨迹匹配计算，信息熵阈值为2；轨迹信息熵值的具体计算方式为：

其中，D为一条车辆或手机的移动轨迹，Ent(D)为该轨迹的信息熵值，p_k为该轨迹中第k个位置点出现的比例，m为该轨迹中不同位置点的数量；

所述步骤S3中，时空轨迹匹配算法的具体过程为：

a)从卡口数据集中根据车牌号码以及过车时间提取出一辆车的移动轨迹，轨迹点按照时间顺序排列；

b)按顺序取一个车辆轨迹点作为研究对象，搜索信令数据集中是否存在以该车辆轨迹点为中心，满足时间阈值τ与距离阈值ε所形成的时空约束的数据；

c)若存在，就将所有满足时空约束条件的手机设备给记录下来，作为该车辆的潜在手机匹配数据集；

d)再取下一个车辆轨迹点，搜索是否存在满足该轨迹点时空约束的手机设备，若存在，则将两个轨迹点对应的手机设备求交集，若不存在或交集为空，则该车辆匹配失败；

e)若至最后一个轨迹点，潜在手机匹配数据集不为空，则该车辆匹配成功；

算法中的时间阈值τ为600秒，距离阈值ε为2000米；

所述步骤S5中，数据增强算法的具体过程为：

a)选取确定匹配的车辆与手机轨迹，从车辆轨迹点中随机选取若干个点，形成一条新的车辆轨迹；

b)对于新的车辆轨迹，从对应的手机轨迹中选取满足新车辆轨迹时空约束的信令数据点形成一条新的手机信令轨迹；

c)采样得到的车辆轨迹与信令轨迹可作为新的确定匹配轨迹对。

2.根据权利要求1所述的基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法，其特征在于，所述步骤S1中的手机信令数据包括：(1)用户编号isdn：手机用户的唯一标识；(2)经度lng：用户所在位置的经度；(3)纬度lat：用户所在位置的纬度；(4)时间time：信令记录产生的时间；所述的卡口监测数据包括：(1)卡口编号kdbh：监测卡口的唯一标识；(2)经度kkjd：监测卡口的经度；(3)纬度kkwd：监测卡口的纬度；(4)车辆号牌hphm：经过卡口车辆的车牌号；(5)过车时间gcsj：车辆经过卡口的时间。

3.根据权利要求2所述的基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法，其特征在于，所述步骤S2中，无效数据包括位置异常数据，即卡口或信令数据的经纬度不在研究范围内；字段缺失数据，即时间、经纬度、车辆号牌等字段有缺失的数据；以及错误识别数据，具体为卡口识别的车辆号牌不正确的数据。

4.根据权利要求3所述的基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法，其特征在于，所述步骤S2中，时间跨度筛选具体为选取每日6:00至24:00的信令与卡口数据进行计算，该时间段以外的数据予以剔除。

5.根据权利要求4所述的基于卡口数据与信令数据的轨迹匹配方法，其特征在于，所述步骤S4中，时间范围为一周或一周以上，确定匹配指的是该手机为对应车辆驾驶员所携带的手机设备。