本發(fā)明屬于道路交通路況監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其是涉及一種基于移動(dòng)信令動(dòng)態(tài)劃分高速公路路段的方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著手機(jī)終端的普及，基于移動(dòng)通信的位置服務(wù)成為一種新興的廣域動(dòng)態(tài)交通探測(cè)方式，例如通過(guò)眾多手機(jī)用戶的位置信息來(lái)分析推斷動(dòng)態(tài)交通狀況。

通過(guò)對(duì)移動(dòng)手機(jī)信令用戶的基站變化和時(shí)間變化，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，分析出用戶的軌跡，當(dāng)前移動(dòng)的速度，并且綜合交通事故、天氣、歷史路況數(shù)據(jù)等信息，最終分析出各路段在某個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的速度和速度趨勢(shì)?？梢砸龑?dǎo)用戶避開(kāi)擁堵路段，分流車輛避免道路車輛受堵。

為了能夠分析高速公路不同路段的實(shí)時(shí)交通狀況，需要將高速公路劃分為若干路段，以路段為單位進(jìn)行實(shí)時(shí)路況分析和結(jié)果展示。高速路段單元過(guò)大或者手機(jī)信令事件數(shù)量、用戶數(shù)量不足將使得交通信息不夠全面準(zhǔn)確，路段過(guò)小則使得交通信息獲得難度加大，因此如何對(duì)高速公路進(jìn)行科學(xué)合理的劃分路段成為高速公路實(shí)時(shí)交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于移動(dòng)信令動(dòng)態(tài)劃分高速公路路段的方法。

為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種基于移動(dòng)信令動(dòng)態(tài)劃分高速公路路段的方法，包括如下步驟：

(1)獲得基站在高速公路上的垂直映射點(diǎn)

利用局部搜索極值算法，將高速公路周邊的各基站映射到高速公路上，得到基站映射點(diǎn)P，并得到沿高速公路順序布局的基站映射點(diǎn)集合(P1，P2，P3.....Pi)；每個(gè)基站的基本信息中至少包括基站小區(qū)名稱、經(jīng)緯度、覆蓋區(qū)域和基站類型；

(2)采集手機(jī)信令事件

采集高速公路周邊的各基站中記錄的用戶手機(jī)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的各種信令事件，進(jìn)行格式化處理后得到移動(dòng)信令消息；在移動(dòng)信令消息中，至少包含時(shí)間戳、用戶標(biāo)識(shí)字段ID和以經(jīng)緯度LON/LAT表示的基站地理位置；

(3)信令用戶數(shù)匯總分析

對(duì)采集到的移動(dòng)信令消息進(jìn)行歸類，統(tǒng)計(jì)分析在某T1時(shí)刻內(nèi)高速公路上某基站映射點(diǎn)Pi在T1時(shí)刻的移動(dòng)信令用戶數(shù)匯總PUi(T1可設(shè)定為默認(rèn)1分鐘，即實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)最短刷新時(shí)間為1分鐘)；

(4)生成高速公路路段

以高速公路的起始點(diǎn)為起點(diǎn)，分析基站映射點(diǎn)P1在T1時(shí)刻的PUi是否大于預(yù)設(shè)數(shù)值，如大于預(yù)設(shè)數(shù)值則生成動(dòng)態(tài)路段S1；否則，繼續(xù)分析基站映射點(diǎn)P1+P2、P1+P2+P3、P1+P2+P3+P4，…在T1時(shí)刻的PUi是否大于預(yù)設(shè)數(shù)值，直到滿足PUi大于預(yù)設(shè)數(shù)值的條件，以生成動(dòng)態(tài)路段S2；按同樣的方式生成動(dòng)態(tài)路段S3-Sn，從而將高速公路分為S1-Sn個(gè)動(dòng)態(tài)路段，Sn表示高速公路總的動(dòng)態(tài)路段。

本發(fā)明中，步驟(4)中所述PUi的預(yù)設(shè)數(shù)值為100。

本發(fā)明中，利用局部搜索極值算法將高速公路周邊的基站映射到高速公路上，其具體步驟是：

(1)以基站O為圓心、以r為半徑，獲取高速公路和圓O相交的內(nèi)部曲線AB；

(2)按照步長(zhǎng)S等距離分割A(yù)B，得到P＝[p1,p2,p3,…pm]；

(3)計(jì)算P中的各點(diǎn)與基站O的距離PiO，1≤i≤m；

(4)取距離最小的Pi作為基站O在高速公路上的映射點(diǎn)。

本發(fā)明中，所述用戶手機(jī)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的各種信令事件是指下述任意一種：開(kāi)關(guān)機(jī)產(chǎn)生的位置更新事件、跨基站位置區(qū)時(shí)的切換事件、周期性的位置更新事件、接聽(tīng)和撥打電話的事件、發(fā)送和接收短信事件或移動(dòng)用戶上網(wǎng)事件。

本發(fā)明中，所述用戶標(biāo)識(shí)字段ID是以IMSI或者M(jìn)SISDN為種子，在唯一性的要求下采用單向性算法而生成的，該過(guò)程中還對(duì)用戶信息作脫敏處理以保護(hù)用戶隱私。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于

1、本發(fā)明利用高速公路和基站位置垂直映射為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)手機(jī)信令事件數(shù)量及用戶數(shù)量的分析，動(dòng)態(tài)的劃分出滿足基于手機(jī)信令實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)要求的高速公路路段。解決了基于手機(jī)信令高速路況監(jiān)測(cè)的路段劃分中存在的部分路段沒(méi)有基站覆蓋或信令事件用戶數(shù)量少，無(wú)法分析路段實(shí)時(shí)路況的問(wèn)題。

2、利用本發(fā)明所述的方法得到的動(dòng)態(tài)路段劃分結(jié)果，可以用于手機(jī)信令的高速公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分析高速公路不同路段的實(shí)時(shí)交通狀況。

附圖說(shuō)明

圖1為高速公路動(dòng)態(tài)路段劃分的主要流程圖。

圖2為基站和高速公路垂直映射示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例子，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本發(fā)明中，基于移動(dòng)信令動(dòng)態(tài)劃分高速公路路段的方法，包括如下步驟：

(1)獲得基站在高速公路上的垂直映射點(diǎn)

利用局部搜索極值算法，將高速公路周邊的各基站映射到高速公路上，得到基站映射點(diǎn)P，并得到沿高速公路順序布局的基站映射點(diǎn)集合(P1，P2，P3.....Pi)；每個(gè)基站的基本信息中至少包括基站小區(qū)名稱、經(jīng)緯度、覆蓋區(qū)域和基站類型；

將高速公路周邊的基站映射到高速公路上的具體步驟是：

(1)以基站O為圓心、以r為半徑，獲取高速公路和圓O相交的內(nèi)部曲線AB；

(2)按照步長(zhǎng)S等距離分割A(yù)B，得到P＝[p1,p2,p3,…pm]；

(3)計(jì)算P中的各點(diǎn)與基站O的距離PiO，1≤i≤m；

(4)取距離最小的Pi作為基站O在高速公路上的映射點(diǎn)。

(2)采集手機(jī)信令事件

采集高速公路周邊的各基站中記錄的用戶手機(jī)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的各種信令事件，進(jìn)行格式化處理后得到移動(dòng)信令消息；在移動(dòng)信令消息中，至少包含時(shí)間戳、用戶標(biāo)識(shí)字段ID和以經(jīng)緯度LON/LAT表示的基站地理位置；

所述用戶手機(jī)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的各種信令事件是指下述任意一種：開(kāi)關(guān)機(jī)產(chǎn)生的位置更新事件、跨基站位置區(qū)時(shí)的切換事件、周期性的位置更新事件、接聽(tīng)和撥打電話的事件、發(fā)送和接收短信事件或移動(dòng)用戶上網(wǎng)事件。

其中，用戶標(biāo)識(shí)字段ID是以IMSI或者M(jìn)SISDN為種子，在唯一性的要求下采用單向性算法而生成的，該過(guò)程中還對(duì)用戶信息作脫敏處理以保護(hù)用戶隱私。

(3)信令用戶數(shù)匯總分析

對(duì)采集到的移動(dòng)信令消息進(jìn)行歸類，統(tǒng)計(jì)分析在某T1時(shí)刻內(nèi)高速公路上某基站映射點(diǎn)Pi在T1時(shí)刻的移動(dòng)信令用戶數(shù)匯總PUi；

假設(shè)高速公路有基站映射點(diǎn)P1，P2，...，Pi，經(jīng)過(guò)信令用戶數(shù)歸類處理后，在T1時(shí)刻將形成如下集合：

PU1＝{U1，U2，...，Un}

PU2＝{U1，U2，...，Un}

......

PUi＝{U1，U2，...，Un}

其中，PUi表示T1時(shí)刻基站映射點(diǎn)Pi的移動(dòng)信令用戶數(shù)匯總。

(4)生成高速公路路段

手機(jī)信令的高速公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)高速公路實(shí)時(shí)路況分析前，按照如下規(guī)則動(dòng)態(tài)生成高速路段：

(1)以高速公路的起始點(diǎn)為起點(diǎn)，分析基站映射點(diǎn)P1在T1時(shí)刻的PUi是否大于預(yù)設(shè)數(shù)值(預(yù)設(shè)數(shù)值根據(jù)實(shí)際情況選定，可以100為最小用戶數(shù))；

(2)如不滿足，則分析基站映射點(diǎn)P1+P2在T1時(shí)刻的PUi是否大于100；

(3)如P1+P2滿足PUi大于100的條件，則將P1+P2作為動(dòng)態(tài)路段S1的路段范圍；其中，Si表示高速公路路段；

(4)路段S2以P3為起點(diǎn)，分析P3+Pi在T1時(shí)刻的PUi是否大于100，直到條件滿足，則生成動(dòng)態(tài)路段S2；

(5)路段S3-Sn均按照以上規(guī)則生成路段，直到將高速公路動(dòng)態(tài)分為S1,S2,S3,...,Sn個(gè)路段；其中，Sn表示高速公路路段。

基于手機(jī)信令的高速公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)根據(jù)動(dòng)態(tài)生成的路段進(jìn)行分析，確保各路段的信令用戶數(shù)能夠滿足實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)的最低要求，分析出精確的路段實(shí)時(shí)路況。