基于智能手機的居民出行信息獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，包括如下步驟：(1)手機客戶端檢測GPS及Network是否打開；(2)手機客戶端向web服務器上傳用戶注冊信息以及家/工作地點坐標信息；(3)web服務器接收注冊和坐標信息；(4)手機客戶端按指定時間間隔采集用戶軌跡點經緯度信息和時間信息并存至本地；(5)手機客戶端在用戶指定時刻自動上傳本地存儲的軌跡點信息或在用戶點擊手動傳輸按鈕時上傳；(6)web服務器接收軌跡點數據，并存至數據庫中的出行者軌跡表中；(7)web服務器根據事先編制的信息判斷算法結合POI信息，分析得到居民的出行鏈。與現有技術相比，本發(fā)明具有使用范圍廣、成本低、流程簡單、信息準確率高等優(yōu)點。
【專利說明】基于智能手機的居民出行信息獲取方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種居民出行信息獲取方法，尤其是涉及一種基于智能手機的居民出 行信息獲取方法。

【背景技術】
[0002] 在交通規(guī)劃設計和交通政策的制定時，居民出行信息是其最重要的依據之一。居 民出行信息包括居民個人基本信息，如：年齡、性別、戶籍、工作崗位、家庭人口數、年收入、 家庭擁有小汽車數目等，和出行特征信息，即每次出行的出行時間、起訖點、出行方式和出 行目的等。
[0003] 傳統的居民出行調查方式包括家訪法、職工調查法、電話法等，需要調查人員經過 訓練之后挨家挨戶進行問詢，并將信息填寫在紙質問卷中進行收集。回收的問卷需先進行 多環(huán)節(jié)的質檢，篩除一些有明顯邏輯錯誤的樣本后對其統一編碼，并手工錄入數據庫中。該 方法耗時長、需大量人力物力，且不能保證回收信息的準確性。一般在大型城市，每五年進 行一次大規(guī)模的居民出行調查，僅數據的收集、錄入和統計就需要近兩年的時間，得到的結 果較為滯后因而不能很好地反應交通的現狀。
[0004] 目前對于居民出行信息獲取方法的研究主要集中在定位方法和路徑匹配的研究。 定位方法主要有GPS定位，基站定位，手機網絡定位等方式。其中GPS定位在室外運行較 好，但在室內無法獲得定位數據，且GPS定位在郊區(qū)存在一定的漂移現象，不能進行準確定 位；基站定位是利用基站之間的切換進行定位的方法，這種方法的好處是無論有無網絡，只 要有移動信號就能進行定位，但是這種定位方式的精度較低，只有500m左右；手機網絡定 位可以實現室內定位，但是對于網絡有一定的要求。路徑匹配采用最多的是最短路徑匹配， 即利用算法計算出軌跡點之間的最短路徑匹配到路網上。這種方式需要有大量的基礎的路 網數據進行支撐，對數據庫的要求較高。
[0005] 在居民出行調查數據采集系統方面，有文獻提出開發(fā)此類系統，在PDA(個人掌上 電腦Personal DigitalAssistant)終端導入GIS地圖讓居民在出行開始，結束時在地圖 中定位自己的位置。通過選項或手動輸入的形式確定出行路徑和其他出行信息，并存儲至 本地或上傳遠程數據庫。該方法雖然可以在一定程度上解決人工調查問卷的過程中問卷丟 失、記憶力偏差導致的信息不準確等問題，但需要采購大量的PDA設備用于調查，前期成本 較高。并且該軟件仍然沒有避免用戶自己輸入信息的問題，居民在每次出行開始結束時都 需要與系統進行較復雜的信息交互，不可避免地會因為自身的遺忘而產生數據采集遺漏現 象。因此，雖然有很多關于居民出行信息獲取的研究，但是缺乏對用戶使用舒適性的考慮， 在對基礎數據的時空挖掘方面做得不夠。缺乏將各技術模塊融合為一體，形成便捷、自動化 程度高的信息獲取體系，這也使居民出行調查仍然具有較高的難度和較繁瑣的過程，不利 于城市交通的改善和管理。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于智能手機 的居民出行信息獲取方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0008] -種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0009] (1)手機客戶端檢測GPS及Network是否打開，若為是，執(zhí)行步驟（2)，否則繼續(xù)執(zhí) 行步驟（1);
[0010] (2)手機客戶端向web服務器上傳用戶注冊信息以及家/工作地點坐標信息；
[0011] (3)web服務器接收注冊和坐標信息，并存至web服務器數據庫中的出行者信息表 中；
[0012] (4)手機客戶端按指定時間間隔采集用戶軌跡點經緯度信息和時間信息并存至本 地；
[0013] (5)手機客戶端在用戶指定時刻自動上傳本地存儲的軌跡點信息或在用戶點擊手 動傳輸按鈕時上傳，數據上傳成功后清空所有本地數據；
[0014] ^)web服務器接收軌跡點數據，并存至數據庫中的出行者軌跡表中；
[0015] (7) web服務器根據事先編制的信息判斷算法結合Ρ0Ι (興趣點Point of Interest)信息，分析得到居民的出行鏈；
[0016] (8)web服務器端將出行鏈中的居民出行信息分別存入數據庫的停留活動表和出 行活動表中。
[0017] 所述的手機客戶端包括注冊模塊、家/工作地點定位模塊、數據采集模塊、本地數 據庫模塊，所述的注冊模塊采集用戶的個人基本信息，所述的家/工作地點定位模塊用于 采集家和工作地點的坐標信息，所述的數據采集模塊利用GPS+Network定位技術實時采集 用戶坐標信息，所述的本地數據庫模塊用于暫存數據采集模塊采集的數據；
[0018] 所述的web服務器包括遠程接收模塊、遠程數據庫模塊、數據處理模塊及Ρ0Ι數據 庫；所述的遠程接收模塊與手機客戶端進行信息交互，所述的數據處理模塊利用信息判斷 算法將軌跡信息轉化為具體的出行信息，并存入遠程數據庫模塊，所述的Ρ0Ι數據庫提供 ΡΟΙ ?目息。
[0019] 所述的信息判斷算法包括起訖點和換乘點判斷、出行目的判斷和出行方式判斷。
[0020] 所述的起訖點和換乘點判斷具體為：
[0021 ] 這里，將起訖點和換乘點統稱為停留點。首先將軌跡點狀態(tài)分為運動和靜止兩類， 并以小于步行速度的某一速度作為劃分的標準，即軌跡點速度小于lm/S時為靜止點，否則 為運動點；將相鄰靜止點合并為候選停留位置，再根據距離閾值L和時間閾值T2將滿足條 件的候選停留位置合并為停留位置，計算停留中心坐標作為停留點坐標。利用時間閾值T1， 確定該停留點為起訖點還是換乘點。
[0022] 所述的起訖點和換乘點判斷算法步驟如下：
[0023] a)讀取第一個候選停留位置Sl，將其放入停留序列q中，將Sl的停留中心坐標作 為停留序列q的中心坐標；
[0024] b)判斷是否還有未讀取的候選停留位置，若是，讀取下一個候選停留位置Si，計算 Si中心坐標與停留序列q的中心坐標的距離D(i,q)，轉入步驟c)，若否，轉入步驟d);
[0025] c)判斷D(i,q)是否小于設定的距離閾值L1，若是，則將si放入停留序列q中，返回 步驟b)，若否，轉入步驟d);
[0026] d)計算q的停留時間開始時刻q. st和停留時間結束時刻q. et的時間間隔 q. Δ t ;
[0027] e)判斷q. At是否大于設定的時間閾值T2,若是，q中的候選停留位置構成停留 點，轉入步驟f)，若否，q中的候選停留位置不構成停留點，轉入步驟g);
[0028] f)判斷q. Λ t是否小于設定的時間閾值T1，且停留序列q中心坐標半徑L2范圍 內是否存在地面公交站點或者軌道交通站點，若是，q中的候選停留位置合并為換乘點，將 q. st和q. et之間的軌跡點刪除，用q的中心坐標分別替換q. st和q. et時刻的對應的軌跡 點坐標，轉入步驟g)，若否，q中的候選停留位置合并為起訖點，將q. st和q. et之間的軌跡 點刪除，用q的中心坐標分別替換q. st和q. et時刻的對應的軌跡點坐標，轉入步驟g);
[0029] g)判斷q中是否包含最后一個候選停留位置，若是，停留點判斷結束，若否，清空q 中的候選停留位置，將下一個候選停留位置Si放入q，將Si的停留中心坐標作為停留序列q 的中心坐標，返回步驟b)。
[0030] 所述的出行目的判斷分為通勤出行、業(yè)務出行、社會娛樂出行、回家出行和其他出 行五類；服務器根據用戶停留的具體時間段結合軌跡點附近的Ρ0Ι信息和注冊時定位的家 和工作地點的坐標進行出行目的判斷，時間含義定義如下 ：
[0031]

【權利要求】
1. 一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 手機客戶端檢測GPS及Network是否打開，若為是，執(zhí)行步驟（2)，否則繼續(xù)執(zhí)行步 驟⑴； (2) 手機客戶端向web服務器上傳用戶注冊信息以及家/工作地點坐標信息； (3) web服務器接收注冊和坐標信息，并存至web服務器數據庫中的出行者信息表中； (4) 手機客戶端按指定時間間隔采集用戶軌跡點經緯度信息和時間信息并存至本地； (5) 手機客戶端在用戶指定時刻自動上傳本地存儲的軌跡點信息或在用戶點擊手動傳 輸按鈕時上傳，數據上傳成功后清空所有本地數據； (6) web服務器接收軌跡點數據，并存至數據庫中的出行者軌跡表中； (7) web服務器根據事先編制的信息判斷算法結合P0I信息，分析得到居民的出行鏈； (8) web服務器端將出行鏈中的居民出行信息分別存入數據庫的停留活動表和出行活 動表中。
2. 根據權利要求1所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的手機客戶端包括注冊模塊、家/工作地點定位模塊、數據采集模塊、本地數據庫模 塊，所述的注冊模塊采集用戶的個人基本信息，所述的家/工作地點定位模塊用于采集家 和工作地點的坐標信息，所述的數據采集模塊利用GPS+Network定位技術實時采集用戶坐 標信息，所述的本地數據庫模塊用于暫存數據采集模塊采集的數據； 所述的web服務器包括遠程接收模塊、遠程數據庫模塊、數據處理模塊及P0I數據庫； 所述的遠程接收模塊與手機客戶端進行信息交互，所述的數據處理模塊利用信息判斷算法 將軌跡信息轉化為具體的出行信息，并存入遠程數據庫模塊，所述的P0I數據庫提供P0I信 息。
3. 根據權利要求1所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的信息判斷算法包括起訖點和換乘點判斷、出行目的判斷和出行方式判斷。
4. 根據權利要求3所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的起訖點和換乘點判斷具體為： 將起訖點和換乘點統稱為停留點；首先將軌跡點狀態(tài)分為運動和靜止兩類，并以小于 步行速度的某一速度作為劃分的標準，即軌跡點速度小于lm/s時為靜止點，否則為運動 點；將相鄰靜止點合并為候選停留位置，再根據距離閾值L和時間閾值T2將滿足條件的候 選停留位置合并為停留位置，計算停留中心坐標作為停留點坐標，利用時間閾值T1，確定該 停留點為起訖點還是換乘點。
5. 根據權利要求4所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的起訖點和換乘點判斷算法步驟如下： a) 讀取第一個候選停留位置Si，將其放入停留序列q中，將Sl的停留中心坐標作為停 留序列q的中心坐標； b) 判斷是否還有未讀取的候選停留位置，若是，讀取下一個候選停留位置Si，計算Si中 心坐標與停留序列q的中心坐標的距離D (i, q)，轉入步驟c)，若否，轉入步驟d); c) 判斷D(i,q)是否小于設定的距離閾值L1，若是，則將Si放入停留序列q中，返回步驟 b)，若否，轉入步驟d); d) 計算q的停留時間開始時刻q. st和停留時間結束時刻q. et的時間間隔q. Λ t ; e) 判斷q. At是否大于設定的時間閾值T2,若是，q中的候選停留位置構成停留點，轉 入步驟f)，若否，q中的候選停留位置不構成停留點，轉入步驟g); f) 判斷q. At是否小于設定的時間閾值T1，且停留序列q中心坐標半徑L2范圍內是 否存在地面公交站點或者軌道交通站點，若是，q中的候選停留位置合并為換乘點，將q. st 和q. et之間的軌跡點刪除，用q的中心坐標分別替換q. st和q. et時刻的對應的軌跡點坐 標，轉入步驟g)，若否，q中的候選停留位置合并為起訖點，將q. st和q. et之間的軌跡點刪 除，用q的中心坐標分別替換q. st和q. et時刻的對應的軌跡點坐標，轉入步驟g); g) 判斷q中是否包含最后一個候選停留位置，若是，停留點判斷結束，若否，清空q中的 候選停留位置，將下一個候選停留位置Si放入q，將 Si的停留中心坐標作為停留序列q的 中心坐標，返回步驟b)。
6. 根據權利要求3所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的出行目的判斷分為通勤出行、業(yè)務出行、社會娛樂出行、回家出行和其他出行五類； 服務器根據用戶停留的具體時間段結合軌跡點附近的POI信息和注冊時定位的家和工作 地點的坐標進行出行目的判斷，時間含義定義如下：A、晚上休息時段，B、上午工作時段，C、 下午工作時段。
7. 根據權利要求6所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的出行目的判斷具體步驟如下： a) 判斷判斷該起訖點停留時間段是否在工作日的B、C時段內，若是，轉入步驟b);若 否，轉入步驟d); b) 判斷以終點端坐標為圓心，以L'為半徑范圍內是否有工作或學習地點，若是，則判 斷該出行為通勤出行；若否，轉入步驟c); c) 判斷該范圍內是否有辦公樓或工廠，若是，判斷該為業(yè)務出行；若否，轉入步驟d); d) 判斷該范圍內是否有事先定位的家庭住所，若是，判斷該出行為回家；若否，轉入步 驟e); e) 判斷該范圍內是否有醫(yī)療衛(wèi)生、娛樂地點或住宅區(qū)，若是，判斷該出行為社會娛樂出 行，若否判斷該出行為其他出行。
8. 根據權利要求3所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的出行方式判斷先確定調查區(qū)域內不同交通方式的速度中值，再計算相鄰停留點間所 有軌跡點與各個速度中值的方差，取方差最小的速度中值對應的交通方式作為該區(qū)段的出 行方式。
9. 根據權利要求8所述的一種基于智能手機的居民出行信息獲取方法，其特征在于， 所述的出行方式判斷具體步驟如下： a)根據調查城市或者區(qū)域每種交通出行方式的速度范圍，計算出每種交通方式出行速 度的中值，如下表所示；
b) 根據計算得到的η個速度與每種出行方式速度的中位數求標準差Si :
其中Pi · V為第1個速度值，Ρ2 · V為第2個速度值，ρη · V為第η個速度值，i = 1、2、 3、4 和 5 ; c) 比較各個Si，取使S最小的i對應的交通方式作為兩停留點間的交通方式。
【文檔編號】H04L29/08GK104159189SQ201310180175
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權日:2013年5月15日
【發(fā)明者】楊超, 王奕然, 朱榮榮, 涂然, 張怡然, 黃云飛 申請人:同濟大學