[发明专利]一种基于移动通信数据的公交客流需求的调查方法

摘要

本发明公开了一种基于移动通信数据的公交客流需求的调查方法，借助于移动通信数据进行公交客流的需求调查，能够弥补传统公交调查方法成本过高、数据准确率过低等的缺点，在本发明中，基于手机持有者的基站路径数据，将时长隶属度和时间戳相离度两个准则相结合，辨识出选择公交出行的手机持有者，从而汇总出准确性较高的公交客流需求数据。

主权项

1.一种基于移动通信数据的公交客流需求的调查方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将移动通信基站小区与公交站点进行位置匹配，具体为：步骤1.1：从移动通信公司网络运营部得到通信基站编号和位置经纬度，然后将通信基站编号和位置经纬度、道路网络地理信息、公交线路地理信息及公交站点编号和位置经纬度标示在地图上，并标出研究区域内的通信基站位置；步骤1.2：将研究区域根据通信基站的无线信号覆盖的地理小区划分为多个仅包含一个通信基站的区域，且该区域中任何一点都与本区域内的通信基站间隔最近，将该区域定义为通信基站小区，并记为i，i＝1、2、…、I，I为研究区域内通信基站小区的总数，然后绘制所有通信基站小区的边界；步骤1.3：将研究区域内的公交站点记为j，其中，j＝1、2、…、J，J为公交站点的总数，定义通信基站小区i与公交站点j的位置匹配集为然后遍历公交站点j，如果它被基站小区i覆盖，则将公交站点j纳入否则不纳入；步骤2：建立有效通信基站小区内的公交吸引线路集，具体步骤为：步骤2.1：根据通信基站小区与公交站点的位置匹配集统计出通信基站小区i到k的公交出行点对集包括：i内部任意公交站点出发到达k内部任意公交站点的所有出行点对，其中，k＝1、2、…、I；步骤2.2：调取移动通信公司网络部在研究时段和研究区域内的所有个体出行轨迹，其中，任意个体的出行轨迹用一条基站路径表示，所述的基站路径是指出行个体的手机在信号切换过程中所产生的基站编号序列，遍历通信基站小区i和k，如果i≠k，则统计出i到k的基站路径集Rik，包括以通信基站小区i为起点且以k为终点的所有基站路径，总数记为K,内部的第m条基站路径记为rikm，其中，m＝1、2、…、K，将rikm所经过的通信基站小区合并在一起作为基站路径rikm的有效通信基站小区；步骤2.3：按照期望出行时长最短方法，找到基站路径rikm所对应有效通信基站小区内的公交吸引线路集，记为作为候选公交路径集合，该公交吸引线路集同时符合两个条件，其一，满足要求的公交路径起终点与公交出行点对集内部的点对相匹配，其二，满足要求的公交路径是在rikm所对应有效通信基站小区内部；步骤3：根据时长隶属度判别出行需求，具体步骤为：步骤3.1：定义基站路径rikm的交通出行时长变量为bikm；步骤3.2：定义基站路径rikm所对应的公交出行时长隶属度函数为其中，∨是并运算符，意为：首先计算公交吸引线路集上任意一条公交路径p在bikm上的隶属度再从中取最大者作为其中，是梯形函数，梯形顶部的隶属度为1，梯形底部的隶属度为0，梯形四个顶点所对应出行时长如下：首先统计一年内在研究时段的公交路径p的出行时长数据，取最小值和最大值分别作为梯形顶部左右两个点对应的出行时长，再统计同一年内全部时段的公交路径p的出行时长数据，取最小值和最大值分别作为梯形底部左右两个点对应的出行时长；步骤3:3：定义基站路径rikm所对应的小汽车出行时长隶属度函数为是梯形函数，梯形顶部的隶属度为1，梯形底部的隶属度为0，梯形四个顶点所对应出行时长如下：首先统计一年内在研究时段的基站路径rikm所对应有效通信基站小区内从通信基站小区i到k的小汽车出行时长数据，取最小值和最大值分别作为梯形顶部左右两个点对应的出行时长，再统计同一年内全部时段的基站路径rikm所对应有效通信基站小区内从通信基站小区i到k的小汽车出行时长数据，取最小值和最大值分别作为梯形底部左右两个点对应的出行时长；步骤3.4：遍历基站路径rikm上的出行个体h，其中，h＝1、2、…、H，H为基站路径rikm上的出行个体总和，定义出行个体h的出行时长ah为已知量，求得出行个体h的公交出行时长隶属度μ(ah)与小汽车出行时长隶属度ν(ah)，如果μ(ah)>ν(ah)，则判断个体h的出行方式是公交，如果μ(ah)<ν(ah)，则判断个体h的出行方式是小汽车，如果μ(ah)＝ν(ah)，则转入步骤4；步骤4：根据时间戳相离度判别出行需求，具体步骤为：步骤4.1：将手机使用者跨越通信基站小区的边界时所发生信号切换的时间节点定义为时间戳，针对步骤3.4所述的μ(ah)＝ν(ah)情形，遍历同个研究时段同条基站路径所对应的其他出行个体g，其中，g＝1、2、…、H且g≠h，计算个体g与h之间的时间戳相离度Dhg：其中，χhρ是指出行个体h切换到通信基站ρ的时间戳，χgρ是指出行个体g切换到通信基站ρ的时间戳，ρ是基站路径rikm上的通信基站，其中，是基站路径rikm所包含的通信基站总数；步骤4.2：挑选出与出行个体h的时间戳相离度最小的前3个出行个体，将这3个时间戳相离度的平均值记为fh；步骤4.3：将0.2分钟作为公交出行个体的时间戳相离度上限，如果fh<0.2，则判断个体h的出行方式是公交，否则，判断个体h的出行方式是小汽车；步骤5：统计公交出行需求：对通信基站小区i到k的所有个体完成出行方式判断之后，得到两个通信基站小区间公交出行需求总数Fik，其中，i＝1、2、…、I，k＝1、2、…、I。