专利名称：一种基于手机定位数据的出行od矩阵获取方法
技术领域：
本发明涉及一种基于手机定位数据的出行OD矩阵估计方法，用于高频度、自动化 地获取出行OD矩阵数据，可为交通规划、交通需求管理政策评估与制定以及交通管理工作 服务，属于交通规划与交通需求管理的技术领域。
背景技术：
出于交通规划的需要，根据行政区划、地理水文特征、社会经济性质等因素，将整 个城市路网区域划分为若干个子区域，每个子区域称为一个交通小区。城市居民的出行就 发生在不同的交通小区之间。统计在任意两个交通小区之间发生的出行次数，构成一个数 值矩阵，称为居民出行OD矩阵。居民出行OD矩阵反映的是最基本的交通需求信息，是对支 持交通规划工作实施定量分析的重要数据资源，也是挖掘常态交通拥堵原因以便于有针对 性地进行整治的数据依据。传统的居民出行调查方法耗费成本高、涉及人员多、组织难度大、实施周期长。一 般只有较大规模的城市才有实力实施全市范围内大规模居民出行调查，且每隔数年才开展 一次。因此，只能获取一定时段内的静态的交通需求信息，而无法获取逐月、逐日乃至单日 内随时间的变化的动态交通需求特征。近年来，随着我国经济的快速发展，城市基础设施建设蓬勃开展，土地利用性质变 化很快。随着各种先进的交通运输工具以及各种信息化的交通管理手段的应用，交通基础 设施与交通运行模式都在迅速地发生变化。在这种情况下，通过传统居民出行调查来获取 出行OD矩阵数据的方法，无论在经济性上，还是在成果准确性、时效性上，都无法满足新时 代交通规划和管理的需要。因此，产生了对能够高频度、低成本、自动化获取出行OD矩阵数 据的新技术的迫切需求。随着移动运营商的无线通信网络日益完善、无线通信网络信令采集和监控平台、 安全加密机制等技术的发展，使得在合理保护隐私的前提下，从手机与通信网络的交互行 为中获取手机位置数据成为可能。同时，随着手机终端大范围普及，出行者群体的手机拥 有率和使用率达到了相当高的比例，无线通信网络中蕴含的海量的手机定位数据为出行OD 矩阵数据的自动化获取提供了良好的数据源，并且在成本和数据覆盖等方面的具有独特优 势。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向给定交通小区划分方案的、低成本、高频度的出行 OD矩阵数据的获取方法。 为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了 一种基于手机定位数据的出行OD 矩阵获取方法，其特征在于步骤为
步骤1、确定某一路网区域的交通小区划分方案；
步骤2、获取上述路网区域中指定路网范围的所有出行群体在某一时间范围内的所有手机定位数据，每个手机定位数据包含有产生该手机定位数据时，手持移动终端的出行者 所处的位置点信息；
步骤3、对每个出行者的每个位置点进行位移状态判断，判断当前位置点是处于位移状 态，还是停留状态；
步骤4、将属于同一出行者的一系列位置点中相邻的处于停留状态的位置点作为一个 集合，经过有效性筛选之后，若得到N个集合，则该出行者在某一时间范围内产生N-I次出 行，将相邻的两个集合的中心位置点分别定义为该N-I次出行中某次出行的起点和终点， 从而得到N-I次出行的所有起点和终点；
步骤5、根据步骤4获得每个出行者在某一时间范围内产生的每次出行的起点和终点； 步骤6、根据交通小区划分方案，将步骤5中得到的每个出行者每一次出行的起点与终 点映射到相应的交通小区上，对识别出的所有出行行为进行分组统计，得到所有“出行—— 到达”交通小区组合对应的出行次数，这些数据汇总在一起，形成原始的出行OD矩阵数据。步骤7、根据手机用户群体占据城市出行者群体的比例，对原始的出行OD矩阵进 行扩样处理，得到最终的出行OD矩阵。本发明的优点是充分依托现有的移动通信网络资源，利用已有手机通信网络中 的定位 信息，即能低成本、高频度、自动化获取大范围城市路网范围内的出行OD矩阵数据。
图1为本发明提出的基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法的流程图； 图2为判断位置点状态流程图3为将出行的出发点和到达点映射到交通小区的示意图。
具体实施例方式以下结合实施例来具体说明本发明。 实施例如图1所示，本发明提供了一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，本实 施例中涉及到的各个阈值参数的取值如表1所示。_
权利要求
1.一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于步骤为步骤1、确定某一路网区域的交通小区划分方案；步骤2、获取上述路网区域中指定路网范围的所有出行群体在某一时间范围内的所有 手机定位数据，每个手机定位数据包含有产生该手机定位数据时，手持移动终端的出行者 所处的位置点信息；步骤3、对每个出行者的每个位置点进行位移状态判断，判断当前位置点是处于位移状 态，还是停留状态；步骤4、将属于同一出行者的一系列位置点中相邻的处于停留状态的位置点作为一个 集合，经过有效性筛选之后，若得到N个集合，则该出行者在某一时间范围内产生N-I次出 行，将相邻的两个集合的中心位置点分别定义为该N-I次出行中某次出行的起点和终点， 从而得到N-I次出行的所有起点和终点；步骤5、根据步骤4获得每个出行者在某一时间范围内产生的每次出行的起点和终点；步骤6、根据交通小区划分方案，将步骤5中得到的每个出行者每一次出行的起点与终 点映射到相应的交通小区上，对识别出的所有出行行为进行分组统计，得到所有“出行—— 到达”交通小区组合对应的出行次数，这些数据汇总在一起，形成原始的出行OD矩阵数据；步骤7、根据手机用户群体占据城市出行者群体的比例，对原始的出行OD矩阵进行扩 样处理，得到最终的出行OD矩阵。
2.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 步骤2所述的某一时间范围至少为1天。
3.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 在步骤2中获得所有手机定位数据后，还对数据进行预处理，其步骤为步骤2.1、将手机定位数据中的经过加密之后的手机序号作为满足唯一性的出行者 ID，将某一时间范围内的手机定位数据按照出行者ID进行分组，将属于同一出行者ID的手 机定位数据分入同一组；步骤2. 2、对每一组内的手机定位数据按照手机定位数据所包含的时间戳进行排序。
4.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 在步骤3中进行位移判断时将每个出行者第一个获取到的手机定位数据及最后一个获取 到的手机定位数据所对应的位置点直接判定为处于停留状态。
5.如权利要求3所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 所述步骤3包括步骤3. 1、将一组手机定位数据中的第一个和最后一个手机定位数据所对应的位 置点直接判断为处于停留状态；步骤3. 2、针对其他手机定位数据所对应的位置点，计算当前位置点与前一个 位置点的时间差DTl和点间位移速度VI，计算当前位置点与后一个位置点的时间差DT2和 点间位移速度V2;步骤3. 3、如果时间差DTl小于给定的阈值Tmax，且点间位移速度Vl大于给定 的阈值Vmin，同时，时间差DT2也小于给定的阈值Tmax，且点间位移速度V2也大于给定的 阈值Vmin，就将当前位置点判断为处于位移状态，反之，则判断为处于停留状态，重新返回 步骤3. 1直至将所有手机定位数据组都计算完毕。
6.如权利要求5所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 为了减少计算量，在所述步骤3. 1与所述步骤3. 2还对位置点进行剔除，其步骤为若一组 手机定位数据中存在相邻的两个手机定位数据点所对应的位置点之间的时间差小于给定 的阈值Tmin，则删除后一个手机定位数据点。
7.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 对步骤4中所述集合进行有效性判断再统计出行次数，有效性判断的步骤为步骤4. 1、计算每个集合的位置浮动范围L和持续时间Tstill，其中，位置浮动范围L 定义为集合中任两个位置点之间距离的最大值，持续时间Tstill定义为集合中第一个位 置点与最后一个位置点的时间差；步骤4. 2、将第一个集合和最后一个集合直接被判断为有效的集合，对于其他集合，如 果当前集合的位置浮动范围L小于给定的阈值Lmax，且持续时间Tstill大于给定的阈值 Tstill-min，就将其判断为有效的集合。
8.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 在步骤4中，将相邻的两个集合中的中心点坐标分别定义为该N-I次出行中某次出行的起 点和终点。
9.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 在步骤6中，若每个出行者每一次出行的起点或终点映射在两个交通小区的边界上时，以 两个交通小区的面积为权重，按照随机概率分配映射的交通小区。
10.如权利要求1所述的一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于 所述步骤7的具体步骤为根据手机用户群体占据步骤1所述的某一路网区域出行者群体 的比例，设置合理的扩样系数Alpha，Alpha表示出行者群体总人数与手机用户群体总人数 之比，将步骤6中得到的原始的出行OD矩阵数据中的每一个数值都乘以扩样系数Alpha，得 到最终的出行OD矩阵。
全文摘要
本发明提供了一种基于手机定位数据的出行OD矩阵获取方法，其特征在于步骤为首先确定某一路网区域的交通小区划分方案，然后获取上述路网区域中指定路网范围的所有出行群体在某一时间范围内的所有手机定位数据，再对每个出行者的每个位置点进行位移状态判断。根据上述判断，获得每个出行者在某一时间范围内产生的每次出行的起点和终点，并将其映射到相应的交通小区上，对识别出的所有出行行为进行分组统计，形成原始的出行OD矩阵数据。本发明的优点是充分依托现有的移动通信网络资源，利用已有手机通信网络中的定位信息，即能低成本、高频度、自动化迅速地获取大范围城市路网范围内的出行OD矩阵数据。
文档编号G08G1/00GK102097004SQ20111003383
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者冉斌, 刘杰, 裘炜毅, 邱志军, 陈明威 申请人:上海美慧软件有限公司