一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法及系统

本发明涉及城市实际服务人口分类领域，具体为一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法及系统。

背景技术：

1、基于城市实际服务人口进行资源配置已经成为新一轮城市规划体系的目标。由于城市实际服务人口包含常住居民、短期访客等诸多类别，各类人群的活动特征存在较大差异，采用传统的出行调查方法难以全面掌握城市实际服务人口的出行特征。

2、手机信令数据包含大量的时空信息，可以用于对城市实际服务人口各子群体的出行活动进行识别和研究，为分析城市实际服务人口的活动特征提供了技术支持。但由于涉及隐私，手机信令数据不包含用户的个人信息，为分析不同类型的人群的出行活动来带了阻碍。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有统计数量往往只能够给出常住人口数量，不能给出实际服务人口数量，本发明能够解决全面精准掌握城市实际服务人口的出行特征问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，包括：

5、获取连续的手机信令数据，根据所述手机信令数据设置时间阈值和空间阈值获取用户的出行-停留链；

6、根据所述用户的出行-停留链，将用户每日访问目标城市分成不同状态，计算用户每天在目标城市范围内的停留时间；

7、根据所述用户的出行-停留链提取每个用户的不同状态的累计天数与访问目标城市的总天数，作为聚类特征；

8、对用户进行聚类分析，确定合聚类类别数，根据每组用户访问目标城市的状态特征，推定用户所属群体。

9、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：所述获取连续的手机信令数据，根据所述手机信令数据设置时间阈值和空间阈值获取用户的出行-停留链，包括，

10、根据单次出行单程距离超过设定的距离，非直线系数取第一阈值，则设定的距离×第一阈值为空间距离阈值；

11、将居民单次活动时间的第一分位数为30min设为时间距离阈值。

12、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：所述获取用户的出行-停留链，包括，

13、单个用户u的轨迹点序列的任意一个点如果秒或者米，且满足秒以及米，则将修改为

14、取位置连续相同的记录的第一条和最后一条的信令时间作为用户在位置停留的开始时间和结束时间，得到用户u的出行-停留链：

15、

16、其中，分别表示用户u第i次停留的开始时间、结束时和停留位置。

17、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：所述根据所述用户的出行-停留链，将用户每日访问目标城市分成不同状态，计算用户每天在目标城市范围内的停留时间，包括，

18、根据用户的出行-停留链，判断各个停留时间段内用户是否处于目标城市范围内，将处于目标城市范围内的时间段累加求和，计算用户每天在目标城市范围内的停留时间。

19、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：所述根据所述用户的出行-停留链提取每个用户的不同状态的累计天数与访问目标城市的总天数，作为聚类特征，其中，不同状态特征提取方法，包括，

20、以每天设定的时间为界，提取单个用户u在日期d所述的出行-停留链：

21、

22、设对于su,d任意位置属于目标城市，则用户u在日期d设定为第一状态；

23、设存在一个数k(1<k≤n)满足：当1≤i<k时，位置不属于目标城市，当k≤i≤n时，位置属于目标城市，则用户u在日期d设定为第二状态；

24、设存在一个数k(1<k≤n)满足：当1≤i<k时，位置属于目标城市，当k≤i≤n时，位置不属于目标城市，则用户u在日期d设定为第三状态；

25、设存在两个数k1、k2(1<k1≤k2<n)满足：当1≤i<k1或k2<i≤n时，位置不属于目标城市，当k1≤i≤k2时，位置属于目标城市，则用户u在日期d设定为第四状态；

26、设存在两个数k1、k2(1<k1≤k2<n)满足：当1≤i<k1或k2<i≤n时，位置属于目标城市，当k1≤i≤k2时，位置不属于目标城市，则用户u在日期d为第五状态。

27、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：聚类特征提取方法，包括

28、单个用户u在日期d所述的出行-停留链：

29、

30、计算日期d时用户u在目标城市的停留时间tu,d，若tu,d<3小时，则用户当日为短时过境者；

31、用户u状态k且tu,d≥3小时的累计天数令表示用户u访问目标城市的总天数，对于用户u，其特征向量为：

32、作为本发明所述的基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的一种优选方案，其中：所述对用户进行聚类分析，确定合聚类类别数，根据每组用户访问目标城市的状态特征，推定用户所属群体，包括，

33、k-mean算法对用户进行聚类，比较不同k值时误差平方和sse、轮廓系数和calinski-harabasz指数的值，当k增大而sse的减小速度骤减，且轮廓系数和calinski-harabasz指数取得最大值时，此时的k为最佳聚类类别数。

34、第二方面，本发明提供了一种基于手机信令的城市实际服务人口分类的系统，包括，

35、获取模块，用于获取连续的手机信令数据，根据所述手机信令数据设置时间阈值和空间阈值获取用户的出行-停留链；

36、提取模块，用于根据所述用户的出行-停留链提取每个用户的不同状态的累计天数与访问目标城市的总天数，作为聚类特征；

37、聚类模块，用于对用户进行聚类分析，确定合聚类类别数，根据每组用户访问目标城市的状态特征，推定用户所属群体。

38、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

39、处理器；

40、用于存储处理器可执行指令的存储器；

41、所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求1～7中任一所述的方法。

42、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一所述的方法。

43、本发明的有益效果：本发明利用手机信令数据为分析城市实际服务人口的活动特征提供了技术支持，本发明的提出能精准的分类实际服务人口，为城市的扩张与城市改造，重新塑造城市人口时空间格局提供了有力的支持，同时为城市人口应急管理和安全疏解等决策提供及时的信息支撑。

技术特征：

1.一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于，所述获取连续的手机信令数据，根据所述手机信令数据设置时间阈值和空间阈值获取用户的出行-停留链，包括，

3.如权利要求1或2所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于,所述获取用户的出行-停留链，包括，

4.如权利要求3所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于,所述根据所述用户的出行-停留链，将用户每日访问目标城市分成不同状态，计算用户每天在目标城市范围内的停留时间，包括，

5.如权利要求4所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于，所述根据所述用户的出行-停留链提取每个用户的不同状态的累计天数与访问目标城市的总天数，作为聚类特征，其中，不同状态特征提取方法，包括，

6.如权利要求5所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于，聚类特征提取方法，包括

7.如权利要求6所述基于手机信令的城市实际服务人口分类方法，其特征在于，所述对用户进行聚类分析，确定合聚类类别数，根据每组用户访问目标城市的状态特征，推定用户所属群体，包括，

8.一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法的系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于手机信令的城市实际服务人口分类方法,包括：获取连续的手机信令数据，根据所述手机信令数据设置时间阈值和空间阈值获取用户的出行‑停留链；根据所述用户的出行‑停留链，将用户每日访问目标城市分成不同状态，计算用户每天在目标城市范围内的停留时间；根据所述用户的出行‑停留链提取每个用户的不同状态的累计天数与访问目标城市的总天数，作为聚类特征；对用户进行聚类分析，确定合聚类类别数，根据每组用户访问目标城市的状态特征，推定用户所属群体，本发明为重新塑造城市人口时空间格局提供了有力的支持，同时为城市人口应急管理和安全疏解等决策提供及时的信息支撑。

技术研发人员：杨超,张元涛,陈绎同,袁泉
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29