[发明专利]一种基于手机信令数据的居民轨道交通出行方式识别方法

权利要求书

1.一种基于手机信令数据的居民轨道交通出行方式识别方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、获取居民一日出行中所有手机信令数据集，提取数据集中基站数据，用半径为R的圆将基站聚类为基站聚集点；在该数据集中，若居民在相同基站聚集点下连续停留t分钟及以上，则将该基站聚集点作为该居民有效出行段分割点，定义为联合驻留点，利用联合驻留点，将该居民一日出行分割为多个有效出行段G(1)、G(2)…G(i)…G(N)，其中1<＝i<＝N，N是分割的有效出行段总数，统计每个有效出行段中的所有手机信令数据；

步骤2、根据先验知识，设定轨道交通合理速度范围以及站点停靠时间T_stop；

步骤3、根据目标城市道路与轨道交通分布情况，在地图中用边长为P米的多个正方形栅格构建城市地理栅格系统，覆盖范围为O；将以上边长为P米的正方形栅格定义为B型栅格，记为B[X_I,Y_J]，其中X_I指该B型栅格在覆盖范围O中的行数，Y_J是指该栅格在覆盖范围O中的列数；在B型栅格中，以边长Q米的正方形划定S型栅格且S型栅格填满B型栅格，记每个S型栅格为B[X_I,Y_J]-S[x_i,y_j]，其中x_i是指该S型栅格在B型栅格中的行数，y_j是指该S型栅格在B型栅格中的列数；将每条轨道交通线路根据其位置坐标，映射在栅格系统的B型栅格跟S型栅格中，记为N-B[X_I,Y_J]和N-B[X_I,Y_J]-S[x_i,y_j]，其中N是指这条轨道交通的名称，利用轨道交通线路栅格序列记录轨道交通线路信息；

步骤4、将该居民一个有效出行段中手机信令位置坐标映射在地理栅格系统中，用栅格坐标序列记录有效出行段信息；

步骤5、进行地理位置匹配：若步骤4中该有效出行段栅格坐标序列与某条或某几条轨道交通路线栅格坐标序列成功匹配，则判定该出行段中拟采用了轨道交通出行，同时记录下匹配的第一个栅格坐标所在手机信令数据Startmsg以及最后一个栅格坐标所在手机信令数据Endmsg，进入步骤6；若没有成功匹配，判定该段出行方式为非轨道交通；

步骤6、进行轨迹轨道相似度匹配：统计手机信令数据Startmsg到Endmsg中位置数据坐标，利用最小二乘法拟合为曲线y1；统计该出行段中包含的所有轨道交通站点位置数据坐标，利用最小二乘法拟合为曲线y2，选取手机信令数据Startmsg到Endmsg中位置数据横坐标范围内任意d个横坐标，分别计算这些横坐标在曲线y1与y2中对应的纵坐标，利用以上坐标计算其皮尔森相关系数作为这两条曲线的相似度值P_same；

步骤7、进行速度匹配：计算手机数据信令Startmsg和Endmsg两者间隔时间T_go，T_go＝T_E–T_S，其中T_E为Endmsg信令中时间数据，T_S为Startmsg信令中时间数据；

计算手机数据信令Startmsg和Endmsg两者对应栅格坐标之间轨道交通路线长度S_go；根据以下公式，计算轨道线路在每个S型栅格中的长度Dis_S[x_i,y_j]和对应的每个B型栅格中的长度Dis_B[X_I,Y_J]；

其中，(x_i1,y_j1)与(x_i2,y_j2)是轨道交通线路与S型栅格的两个交点坐标；

Dis_B[X_I,Y_J]＝∑Dis_S[x_i,y_j]

根据以下公式，计算手机数据信令Startmsg和Endmsg对应栅格坐标之间轨道交通路线长度S_go；

S_go＝∑Dis_B[X_I,Y_J]

考虑到轨道交通车辆会在站点停靠，利用步骤2中先验知识得到的站点停靠时间T_stop的时间，结合以下公式，计算该出行段的出行平均速度V_go；

根据以下公式，计算平均速度V_go符合轨道交通出行的概率；

其中，V_rmin是先验知识中该轨道交通速度范围的最小值，V_rmax是先验知识中该轨道交通速度范围的最大值；

步骤8、结合相似度值P_same和平均速度符合概率P_v，根据以下公式计算匹配值result；

result＝λ₁*P_same+λ₂*P_v

其中，λ₁与λ₂是P_same和P_v的权值，且λ₁+λ₂＝1；将匹配值result与设立的阈值进行比较，若大于阈值，则判定该段出行方式为轨道交通，否则，判定该段出行方式为非轨道交通。