1.一种基于手机信令数据计算高速公路路段平均速度的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤1、获取基站信息和目标高速公路的GIS信息,提取基站的位置信息并转换成GIS系统对应坐标系上的坐标点;根据基站的坐标点向目标高速公路作投影并计算投影距离,选择投影距离小于基站覆盖半径的基站,结合基站的扇区方向角,确定并记录覆盖目标高速公路的所有基站小区及其对应投影点;
步骤2、选取目标高速公路的一个行驶方向为正方向,以M米*M米的网格对目标高速公路进行网格化并对网格进行有序编号,计算并记录各网格中心点的坐标;将基站投影点匹配到网格上,对位于同一网格的所有投影点进行聚类,聚类后的坐标为各聚类元素坐标的求和平均,再将聚类后的坐标向目标高速公路作投影;然后以目标高速公路的第一个投影点为起点,沿着正方向对各投影点进行有序编号并计算相邻投影点之间的道路距离,建立基站与投影点的映射表;
步骤3、按照位置区的边界小区对应投影点进行大段划分,然后对道路长度大于A km且路上投影点大于m的大段路段进行小段划分;小段划分的原则是以当前路段内投影点活跃度(投影点活跃度即在一个采样周期内发生在道路上某投影点的用户信令总数)为极大值的投影点进行划分,再对道路长度大于A km且路上投影点大于m的小段取其靠近中点的投影点进行再次分割,再对道路长度小于B km的相邻小段进行合并;最后按照目标高速路的连续性对路段进行有序排序;
步骤4、获取连续几个时间周期T内的手机信令数据,提取信令数据中的用户编号UserID、位置区编号Lac、基站小区编号CellID和时间戳TimeStamp字段,删除字段值缺失的数据;然后将信令数据按用户分类并对每个用户的数据进行时间排序,过滤乒乓切换,并将用户在连续时间段内位于同一位置的数据进行合并,从而构建用户的移动轨迹;
步骤5、更新当前时间周期T内手机用户的移动轨迹,再根据用户轨迹序列中的高速路投影点个数判断出高速路周边出现的用户,然后识别出明显迁移的常驻用户和非常驻用户,再利用用户轨迹中基站序列的相似性、运动方向和速度进行道路匹配,进而识别出高速路车载手机用户;
步骤6、根据步骤5识别出的高速路车载手机用户和步骤2建立的基站与投影点的映射表,计算路段i上每个车载手机的行程速度vp,再计算路段i上的平均行程速度
2.根据权利要求1所述的一种基于手机信令数据计算高速公路路段平均速度的方法,其特征在于:所述步骤5具体包括以下步骤:步骤5.1、根据用户的轨迹序列确定用户的运动方向,再统计用户轨迹序列中的高速路投影点的个数n;若n>1,则该用户为高速路周边出现的用户;其中用户运动方向的确定方法:计算用户轨迹中投影点i,i-1的编号PRO_ID之差e,若e>0,则用户运动方向为正方向;
否则,用户运动方向为反方向;
步骤5.2、在所构建的高速路周边常驻用户数据库ResUserTable中查找步骤5.1得到的高速路周边出现用户的用户编号,若查找成功,该用户为常驻用户,进行步骤5.3;若查找不成功,该用户为非常驻用户,转到步骤5.4;
步骤5.3、判断步骤5.2中常驻用户移动轨迹中的所有投影点是否都是用户常驻点,若全部投影点都是用户常驻点,则定义该用户为非高速路车载手机用户;若存在不是用户常驻点的投影点,则该用户具有明显移动性,可能为高速路上车载用户,因此进行步骤5.4;
步骤5.4、将步骤5.2中的非常驻用户、步骤5.3中明显移动的常驻用户的移动轨迹根据基站序列相似性原则和速度判定原则进行高速路道路匹配,匹配成功的用户则判别为高速路车载手机用户;其中,基站序列相似性和速度判定原则如下:基站序列相似性原则:以用户开始进入高速路移动网络覆盖区域所在基站小区为起点,统计用户轨迹中属于高速路移动网络覆盖匹配库的基站小区个数X和轨迹中出现的基站小区总数Y,若X/Y大于阈值δ1,则进入下一个匹配原则;否则,则结束;
速度判定原则:根据用户轨迹序列中的投影点计算该用户在相邻投影点之间道路的速度 统计速度 值大于60km/h的次数并计算该次数占总次数的比值;若比值大于阈值δ3,则匹配成功;否则,则结束。
3.根据权利要求2所述的一种基于手机信令数据计算高速公路路段平均速度的方法,其特征在于:所述步骤6具体包括以下步骤:步骤6.1、根据车载手机p在路段i上的行驶轨迹的状态确定投影点k和k+n,结合基站与投影点的映射表计算投影点k、k+n之间的道路距离dk,k+n、时间差tk,k+n,则车载手机p的行程速度vp计算公式为: 其中,车载手机p在路段i上的行驶轨迹各状态下的投影点确定方法如下:
1)在时间周期T内检测到车载手机p在路段i上只有一个投影点,若此投影点是用户轨迹的最后一个轨迹点,则该投影点为k+n,前一个相邻投影点为k;若此投影点不是用户轨迹的最后一个轨迹点,则该投影点为k,后一个相邻投影点为k+n;
2)在时间周期T内检测到车载手机p在路段i上存在两个或两个以上的投影点,则该用户的首尾投影点分别为k,k+n;
3)在时间周期t内检测到车载手机p在路段i上没有投影点,但存在相邻的投影点间的道路包括了目标路段,则此前后相邻的投影点分别为k,k+n;
步骤6.2、计算当前时间周期T内路段i上的车载手机数量m以及车载手机P在路段i上的实际行驶距离dp,结合单个车载手机行程速度vp,最后得到路段i的平均行程速度 为: