[发明专利]一种基于多源数据的非法营运车辆识别方法

权利要求书

1.一种基于多源数据的非法营运车辆识别方法，其特征在于它基于手机信令数据获取用户移动信息，筛选出符合营运车辆特征的用户，结合停留热点区域初步筛选出可疑非法营运车辆，在此基础上与合法运营车辆GPS进行比对筛选疑似车辆车主轨迹信息，最终通过与卡口数据的过车序列进行匹配获取疑似非法营运车辆车牌号码；它具体包括以下步骤：

S1、数据获取，在移动运营商处获取手机信令数据，对原始信令数据进行预处理，提取用户出行OD信息，包括出发时间、到达时间、出发地、到达地、出行速度；

S2、统计用户一段时间内的出行距离以及出行时耗特性，初步筛选出营运车辆驾驶员出行轨迹信息；步骤S2初步筛选具体包括：

S21、选定一周作为研究时间范围，统计一周内每个手机号码出行轨迹的累计出行距离，其中出行距离的计算方法为轨迹中相邻基站之间的直线距离；

S22、统计每个用户一周中出行速度大于的OD数量N_week以及满足条件的OD累计行驶时间T_week，其中指城市小汽车运行平均速度；

S23、进一步的，筛选出同时满足日均累计行驶距离＞距离阈值S_max、一周内出行速度大于的OD数量N_week＞正常非营运车辆一周平均行驶次数、累计日均行驶时间T_week＞非营运车辆正常日均行驶时间平均值的用户及其手机信令记录的轨迹信息；

S3、对筛选出的具备营运车辆轨迹特性的信令数据进行路径匹配，将信令数据记录的位置信息转换成路网上的交叉口序列信息；路径匹配算法具体包括：

S311：基础数据准备、将手机基站信息导入ArcGIS中通过分析工具生成基站缓冲区，缓冲区半径由城市基站平均覆盖范围决定，通过基站缓冲区面文件与交叉口点文件的相交分析得到每个基站缓冲区内包含的交叉口信息，同时计算基站ID与对应交叉口ID之间的距离，最终得到基站与交叉口对应表；在ArcGIS软件中分析获取每个交叉口所连接对应的道路名称，即交叉口与道路对应表；在ArcGIS中通过基站缓冲区面文件以及道路文件进行相交，得到每个基站覆盖范围内对应的道路，得到基站与道路对应表；

S312：本算法是针对一次出行基站轨迹序列，将从手机信令数据中提取的每一条出行基站轨迹序列进行编号，即对于每一条轨迹S_i＝{j₁,j₂,…,j_i,…,j_n}，其中j_i表示轨迹中所占用的基站，对每一条轨迹分别执行以下算法流程：

S313：对S_i＝{j₁,j₂,…,j_i,…,j_n}中的每一个基站j_i,根据基站与道路对应表找到该基站对应的所有道路集合R_ji，并对每个基站对应的道路集合R_ji中的道路进行累加，得到该轨迹的所有覆盖道路的频次表F_i,该表一列为道路名，一列为该道路的累加频次；

S314：对S_i中的每一个基站j_i,根据基站与交叉口对应表得到基站j_i,覆盖范围内的所有交叉口，记做基站覆盖交叉口集合C_ji；

S315：根据S314中得到的基站覆盖交叉口集合C_ji以及交叉口与道路对应表，得到该基站对应的交叉口集合Cji中的每一个交叉口对应的道路组成道路集合R_i；

S316：根据S313中统计得到的频次表F_i，标记出每个基站对应的集合R_i中频次最高的道路并筛选出由该道路组成的交叉口集合JC_ji，当时，删除该基站j_i；

S317：对集合JC_ji中的每一个交叉口C，计算其与对应基站j_i之间的距离D，根据距离最小原则保留与基站空间距离最近的交叉口，标记为该基站在路网上对应交叉口；

S318：循环匹配轨迹序列中所有基站，得到一个交叉口序列C_i，对于不相邻的交叉口，调用最短路函数，最终得到一条在路网上完整相连的交叉口序列；

S4、获取营运车辆包括巡游出租车以及网约车的GPS信息，将其与筛选出来的营运车辆轨迹信息进行匹配，初步确定可疑非法营运车辆出行轨迹；步骤S4中初步确定可疑非法营运车辆出行轨迹，具体包括：

S41、通过交管部门获取营运车辆在研究范围内的GPS信息，所述营运车辆包括巡游出租车以及网约车；

S42、将GPS数据匹配至路网上得到带有时间标签的移动交叉口序列信息；

S43、将运营车辆GPS轨迹信息与从手机信令数据中筛选出的营运车辆轨迹信息进行匹配，若匹配成功，则将该车辆的信令轨迹信息进行剔除；若匹配不成功，则保留该车辆的出行轨迹信息将其视为可疑非法营运车辆，进入下一步判断，匹配具体实施方法如下：

S431：对于一条营运车辆GPS轨迹序列，首先在S2步骤中保留的用户轨迹信息中筛选出满足出行时间与在GPS序列运行时间有重叠OD信息，将其作为营运车辆待匹配序列集合X；

S432：营运车辆GPS的一条轨迹序列记为G_i＝{g₁,g₂,…,g_i,…,g_n}，其中g_i代表步骤S42中匹配得到的交叉口，对于集合X中的每一条匹配序列，判断在轨迹点g₁前后一定时间范围内，是否存在满足与g₁距离小于距离阈值S_match的轨迹点信令轨迹序列，存在则认为该点匹配成功，依次遍历该条营运车辆GPS轨迹序列中所有的交叉口g_i，若有且仅有一条轨迹序列中的所有轨迹点均匹配成功，则认为该手机信令轨迹与营运车辆运行轨迹匹配成功，不属于非法营运车辆，可将其从待匹配序列中剔除；

S433：依次遍历所有营运车辆GPS轨迹序列，待匹配序列中保留的信令轨迹信息则为初次筛选出的可疑非法营运车辆信息；

S5、获取全市非法营运车辆接客热点区域，分析可疑非法营运车辆在热点区域的停留特性，进一步确定非法营运车辆；步骤S5中进一步确定非法营运车辆，具体步骤为：

S51、根据城市非法营运车辆出入热点区域，将覆盖热点区域的手机基站筛选出来组成集合J；

S52、对S4中保留的可疑车辆手机出行轨迹信息进行分析，计算其在热点基站J范围内的停留次数以及累积停留时间，将满足日均停留次数大于两次，累积停留时间在一定时间范围内的车辆判断为非法营运车辆；

S6、获取卡口数据，将车辆在交叉口的过车轨迹序列与非法营运车辆驾驶员的轨迹序列相匹配，最终确定疑似车辆的车牌号信息。