一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種交通流估算與檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通 流估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路容量已經(jīng)不能滿足交通量日益增長(zhǎng)的需要，激增 的交通擁擠、阻塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通污染與事故越來越引起社會(huì)普遍的關(guān)注。經(jīng)過長(zhǎng)期、 廣泛的研宄和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)證明，許多國(guó)家己經(jīng)決定將主要依靠修建更多的道路，擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī) 模來解決日益增長(zhǎng)的交通需要，轉(zhuǎn)移到了利用電子、計(jì)算機(jī)、通信等現(xiàn)代技術(shù)手段來改造 現(xiàn)有的道路。比如交通違章自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、公交智能調(diào)度系統(tǒng)、高速公路電子收費(fèi)系統(tǒng)等項(xiàng) 目。基于這些項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有多種導(dǎo)航應(yīng)用（比如，百度地圖、高德地圖等）通過GPS 定位獲取當(dāng)前交通狀況的信息并將信息提供給用戶。
[0003] 獲取有關(guān)當(dāng)前交通狀況信息的來源有兩種，一種是人工提供的觀測(cè)，另外一種是 在一些大型的城市區(qū)域中部署的交通傳感器網(wǎng)絡(luò)。但是這兩種來源都存在一定的缺陷。比 如人工提供的觀測(cè)提供的信息通常缺乏足以使用的足夠的細(xì)節(jié)。而對(duì)于交通傳感器網(wǎng)絡(luò)部 署，一方面部署范圍有限，另一方面提供的數(shù)據(jù)可能存在精確度問題。而移動(dòng)設(shè)備與基站 之間的通信數(shù)據(jù)卻可以彌補(bǔ)這方面的不足，本實(shí)施例基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)來估算交通流的情 況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交 通流估算方法，該估算方法克服了現(xiàn)有的利用人工提供的觀測(cè)或是交通傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的 交通狀況信息檢測(cè)交通流的不足，解決了在交通狀況信息不完整情況下交通流檢測(cè)準(zhǔn)確率 較為低下的技術(shù)問題，是一種全新的通過基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通 流的估算方法，該估算方法不僅可以有效解決現(xiàn)有交通流檢測(cè)技術(shù)的不足，而且可以提高 現(xiàn)有交通流檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性與可靠性。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：基于移動(dòng)設(shè)備與蜂窩基站之間的通信數(shù) 據(jù)，來檢測(cè)交通流的變化情況。每個(gè)蜂窩基站都可以映射到道路上，因此處于蜂窩基站中的 用戶數(shù)與車流量有一定的關(guān)系。隨著車輛的移動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，相鄰蜂窩基站中的用戶數(shù)差 值也會(huì)隨著時(shí)間而變化。對(duì)上述用戶數(shù)差值的分析，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以估算出道路的 交通流變化情況，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)有交通流量檢測(cè)不足。
[0006] 具體而言，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算 方法，包含以下步驟：
[0007] S1、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的獲??；
[0008] S2、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本過濾；
[0009] S3、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本異常值去除；
[0010] S4、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本流量估算；
[0011] S5、交通流數(shù)據(jù)顯示。
[0012] 步驟Sl具體為：在實(shí)施例中，移動(dòng)通信數(shù)據(jù)源包括計(jì)算設(shè)備和道路上行駛的用戶 的其他移動(dòng)設(shè)備與蜂窩基站互相通信產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)樣本包括了時(shí)間戳、蜂窩地址和狀態(tài)標(biāo) 識(shí)符等信息。
[0013] 步驟S2具體為：根據(jù)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本中的蜂窩地址，將數(shù)據(jù)樣本與感興趣的地 理區(qū)域中道路路段關(guān)聯(lián)。利用每個(gè)數(shù)據(jù)樣本的蜂窩地址來確定該數(shù)據(jù)樣本是否為用戶感興 趣的道路段，從而過濾這樣的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本，以便不對(duì)它們建模。
[0014] 步驟S3具體為：在所確定的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本組中，通過統(tǒng)計(jì)其他組中每個(gè)蜂窩 中的用戶數(shù)，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來確定本組數(shù)據(jù)的偏差，當(dāng)偏差比預(yù)定閾值大的移動(dòng)通 信數(shù)據(jù)樣本將被識(shí)別為異常記錄，因此可以丟棄此移動(dòng)通信數(shù)據(jù)記錄。
[0015] 步驟S4具體為：位于某個(gè)蜂窩中的用戶量與交通流量以及路段的行程時(shí)間有著 密切的關(guān)系，且其內(nèi)在的關(guān)系也比較復(fù)雜。本實(shí)施例，將過濾和去除異常值的移動(dòng)通信數(shù) 據(jù)，通過設(shè)置權(quán)重值的方式進(jìn)行估算。
[0016] 步驟S5具體為：根據(jù)用戶輸入感興趣的路段，查詢與此路段匹配的蜂窩基站，將 此路段的交通狀況信息傳遞給用戶，比如通過UI界面顯示。
[0017] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明利用移動(dòng)通信數(shù)據(jù)對(duì)交通 流進(jìn)行估算，從而實(shí)時(shí)的反饋給用戶現(xiàn)階段的交通狀況，包括對(duì)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的過濾以及 調(diào)整，以及基于相鄰蜂窩距離和時(shí)間信息建立估算模型，對(duì)交通流進(jìn)行估算。從而解決在人 工提供的觀測(cè)或是交通傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的交通狀況信息不足的情況。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的方法方框圖。
[0019] 圖2是移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本過濾示意圖。
[0020] 圖3是移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本異常值去除流程圖。
[0021] 圖4是基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)估算交通流量流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0023] 實(shí)施例
[0024] 如圖1所示，一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，包括以下主要步驟：
[0025] S1、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的獲??；
[0026] S2、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本過濾；
[0027] S3、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本異常值去除；
[0028] S4、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本流量估算；
[0029] S5、交通流數(shù)據(jù)顯示。
[0030] 前述步驟Sl的具體的實(shí)施方法是：主要是從數(shù)據(jù)庫中獲取。對(duì)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的獲 取可能存在讀取和記錄速度的不匹配性。例如，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的過程中，即使網(wǎng)絡(luò) 條件正常穩(wěn)定，但是后臺(tái)系統(tǒng)本身處理速度還是不穩(wěn)定的。為了解決此問題可以引入消息 池的概念，作為系統(tǒng)模塊間消息傳輸緩沖，該消息池不對(duì)消息進(jìn)行任何處理，僅僅完成接受 和發(fā)送的功能，在模塊間起到一個(gè)承上啟下的作用。
[0031] 前述步驟S2的具體的實(shí)施方法是：具體流程如圖2。在S201中用戶輸入感興趣的 時(shí)間段和道路段，從存儲(chǔ)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)樣本；S202根據(jù)S201中讀取的數(shù)據(jù)樣 本中的蜂窩地址與道路段相關(guān)聯(lián)映射；S203過濾用戶不感興趣的道路段的數(shù)據(jù)樣本；S204 判斷是否根據(jù)蜂窩地址過濾數(shù)據(jù)樣本，S205此步驟主要是為了更好的過濾數(shù)據(jù)，從而得到 相關(guān)性比較大的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本。S206存儲(chǔ)過濾后的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本用于后面做進(jìn)一 步的處理；S207判斷是否有足夠的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本，是則停止過濾，否則返回到S201。
[0032] 前述步驟S3的具體的實(shí)施方法是：如圖3所示，對(duì)過濾后的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本，去 除數(shù)據(jù)樣本中的異常記錄。
[0033] 步驟S301，接收來步驟S2中已經(jīng)過濾的數(shù)據(jù)樣本，并設(shè)定異常值的閾值，記為： c ；
[0034] 步驟S302, S303, S304, S305,在一段時(shí)間內(nèi)并與給定的道路段關(guān)聯(lián)，對(duì)于每個(gè)組， 統(tǒng)計(jì)每個(gè)中按蜂窩地址統(tǒng)計(jì)用戶數(shù)。例如對(duì)于組i，有η個(gè)蜂窩，則每個(gè)蜂窩中的用戶數(shù)記 為&，」e [1，η]。相鄰兩個(gè)蜂窩記為k、k+l，（ke [1，η))，則相鄰蜂窩中的用戶數(shù)的差值 的絕對(duì)值為diff_u，則 :
[0035] diff_um= |u ik-ui(k+1) I, (k e [I, n), me [1,η-1])；
[0036]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：該方法包含以下步驟： 步驟S1、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)源； 步驟S2、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本的過濾； 步驟S3、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本異常值去除； 步驟S4、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本流量估算； 步驟S5、交通流數(shù)據(jù)顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：在步 驟Sl中，引入數(shù)據(jù)池的概念，解決通信數(shù)據(jù)讀取與存儲(chǔ)不匹配問題。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：在步 驟S2中，根據(jù)用戶輸入的路段信息，將移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本與道路段相映射關(guān)聯(lián)，過濾不感 興趣的數(shù)據(jù)樣本。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：在步 驟S3中，通過上述3過濾后的數(shù)據(jù)樣本，計(jì)算相鄰的蜂窩中用戶流量的變化，通過計(jì)算標(biāo) 準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)分析去除異常的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)記錄，再次計(jì)算相鄰的蜂窩中用戶數(shù)據(jù)流量的變化 值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：在步 驟S4中，將過濾后的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)以及上述4中用戶流量變化作為交通流估算模型的輸 入，通過計(jì)算與分析，估算當(dāng)前的交通流信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，其特征是：在步 驟S5中，輸出的結(jié)果進(jìn)行處理，通過Π 界面或是某些應(yīng)用程序反饋給用戶。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流估算方法，包括以下步驟：S1、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)源的獲??；S2、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本過濾；S3、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本異常值去除；S4、基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)樣本的交通流估算；S5、交通流估算數(shù)據(jù)顯示。本發(fā)明不僅解決了在交通狀況數(shù)據(jù)比較少的情況下能夠估算交通流；而且充分利用了現(xiàn)有移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，從而能夠降低交通網(wǎng)絡(luò)部署的成本。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號(hào)】CN104835320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510218334
【發(fā)明人】楊燦, 朱四民, 呂建明
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日