手机信令数据在交通规划中的应用及思考

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市，300110） 张春辉 张 宝 张宏鹏 董 超

交通规划是现代社会面对的棘手问题，随着超大城市、卫星城、生态城镇层出不穷，各类原有定义的交通边界逐渐模糊，特别是智慧城市不断成为各级政府重点发展的方向，如何引用新手段，借助数据分析，把握交通发展规律，规划未来智慧交通，成为亟需解决的问题。作为手机终端可提供的手机信令数据，其所载信息的实时性、完整性、可分析性，使其在交通规划应用中崭露头角。

1 手机信令概述

1.1 手机信令定义

手机信令数据是由手机终端在通话、短信或位移等场景下，被运营商基站捕获并记录。在我国，各大运营商是手机信令大数据的直接提供者，通过各接口间的连接实现通信。通信系统各类接口实现不同信息交互，例如：基站与基站控制器之间使用A-bis 接口互联；基站与手机使用Um 接口互联；基站控制器与交换机使用A接口互联；交换机之间使用E接口互联，不同接口所采集到的手机信令有所不同。手机信令数据可分为CS 域信令数据、PS域信令数据、话单数据等。话单数据信令只有当终端拨打或接听电话、发送或接收短信时才可以触发信令；CS域信令具有BSC切换、位置更新、开关机和位置区切换等信令，更容易作为基础数据进行大数据分析

1.2 手机信令特点

手机信令较其他公共源数据具有相似性和特殊性，其数据的如下特性，更便于作为交通规划分析应用。

1.2.1 准确性

终端手机信令的位置信息有准确的地理信息，其时间以秒计，精度较高，便于判断终端用户的轨迹。

1.2.2 实时性

手机终端用户信息随时更新，不断变化。

1.2.3 全面性

终端用户携带并开启手机，则系统将即时更新终端动态实时信息，其范围不限于属地，可以覆盖全国及全球。

1.2.4 冗余性

手机信令数据量非常大，如果全部存储需要占用大量存储空间，同时这些数据因为其数据对应性，有很多是冗余性数据，因此必须实时处理再做存储。

1.3 手机信令算法初探

如果想将手机信令数据应用于交通规划中，其最基本的算法就是提取完整的出行链（Trip Chain）。手机信令数据获取、预处理等处理工作后，关键的工作就是TC提取。出行链（Trip Chain）是指分析范围的一次行程，如交通出行，获取终端用户在某时刻离开之前未发生变动位置，依照某移动速度位置发生变化，实时对应位置出行信息，到达某个终点后，其活动区域即指定时间和指定门限范围内，可确定其交通轨迹为一次完整的TC。

2 现代交通发展特点

现代交通是以工业革命发展起来的迅捷路网及运输体系，它是以航空、铁路、海运、高速路网为基础的系统化、网格化体系工程。覆盖于城市及乡村，运输形式多样，而现代交通最突出的特点是城市交通体系的建设。当前世界范围内城市化进程不断发展，城市交通已经成为城市发展的风向标。

2.1 城市交通密集度提高，交通形式多样

在发达的城市经济带，城市交通越来越密集，交通方式也设计海陆空、地面地下等多种类型。交通的便捷性也使得时空距离不断缩小，京津冀一体化、长三角一体化等“城市圈”趋势日益明显。

2.2 乡村路网建设逐渐完备，成为交通规划新的增长点

随着城市发展规模受限，现代化乡村建设也在不断发展，小城镇路网交通成为城市圈交通的有益补充，同时城市、乡村、城镇交通衍生作用不断出现，成为促进经济发展，绿色农业开发、旅游消费聚集等多种生态圈的互联互通基础，因此急需提供更为精细的交通规划。

3 手机信令在交通规划中的数据应用

出行链（TC）的导出，对于交通规划只是很小的一部分。手机信令数据虽然只是一种运动轨迹数据，但有非常关键的研判作用。虽然手机信令没有包含出行的其他信息，但是可以通过运动速度、运动空间等分析，可以获得更为有利用价值的数据应用。

3.1 对TC数据匹配交通方式

获得手机信令数据后，根据相关交通方式筛选原理和判定准则，在算法设定一定的判定条件，运用符合阈值标准，提高判别的准确度，这样可以精确的划分出交通行程是客机、高铁或客货车等情况。

3.2 根据速度进行交通装置判断及交通流量分析

利用手机信令中TC 的首末点，用终点与起点的时间差，计算出移动速度。如果移动速度大于700km/s 以上的为飞机；在160-500km/s 的为高铁，在200km/s以下的为动车或汽车。

3.3 关注手机信令数据隐私保护

随着运营商对于手机信令数据内容的不断改进和迭代，其数据的可用性、隐私性也在不断增加，因为数据接口的改进，数据空间分辨率以基站密度确定，定位准确度不断提升。时间分辨率因为利用了GPS/Beidou 等技术，已经从秒级向毫秒级递进。这些信令数据字段中的时空属性数据，以及终端用户通话和信息记录等信息，通过合理算法分析及进行相关性辅助验证，可以提取准确的终端用户各类行程数据，虽然这是开展交通规划的有效数据源，也存在个人隐私信息泄露风险，因此在使用中必须相应做好脱敏和模糊处理。

4 结束语

综上所述，应用手机信令数据在交通规划中，不能简单的将其局限于行程数据，相比其他类型的大数据源，手机信令数据具有覆盖面最广、定位信息准确、精度高、能二次辨识信息多等独到的优势。基于手机信令数据得出的各类分析可为多类交通规划决策提出支持，对重大交通基础设施规划选址合理性论证、公交线路规划等，准确性更高，对于交通规划决策支持更为有效。