[發明專利]一種基于手機通信大數據的道路擁堵監測方法

有效

• 申請號: 201911002502.7
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110880238B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳曦;藍志堅;胡偉龍
• 申請（專利權）人: 廣州豐石科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種基于手機通信大數據的道路擁堵監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：手機實時通信數據處理，獲取用戶5分鐘位置快照圖；

S2：構建路網模型，將蜂窩通信基站與道路進行映射，得到基站路點匹配表；

S3：用戶路徑軌跡擬合與計算路段速度；

S4：道路擁堵可視化，對道路擁堵監測；

步驟S1包括以下步驟：

S1.1：生成5分鐘基礎快照表：

讀?。悍值厥袕膋afka讀取7類XDR數據；

合并：將所有Topic合并成一個JavaPairDStream；

分區：按接口名分區mapToPair；

過濾：保留7類XDR接口；

精簡XDR：從7XDR接口中抽取必要字段，去掉XDR數據中多余字段；

去重：根據號碼關聯、按時間排序，同一個號碼選取時間最新的記錄；

寫入：以msisdn為key寫入Redis，并過濾號碼為空的記錄；

得到用戶實時位置的5分鐘基礎快照表，并存在Redis中；

S1.2：生成用戶快照號碼key文件：

讀?。簭腞edis中讀取S1.1生成的5分鐘基礎快照表；

生成快照號碼文件：通過shell腳本提取用戶的msisdn，生成快照號碼key文件，將快照號碼key文件上傳至HDFS指定目錄；

得到用戶快照號碼key文件；

S1.3：生成5分鐘位置快照表：

讀取：從HDFS指定目錄讀取S1.2生成的快照號碼key文件；

遍歷：遍歷號碼，從Redis中讀取S1.1生成的5分鐘基礎快照表；

獲取快照號碼的精簡XDR，獲取用戶的小區位置信息；

讀取msisdn號段表、imsi號段表，回填號碼歸屬地；

根據1小時存活機制，更新、回填、刪除用戶位置；

生成5分鐘位置快照表，按地市、年、月、日分區寫入HDFS，得到最終的用戶5分鐘位置快照表；

所述7類XDR數據包括S1-MME口信令、A口與IU-CS口的主叫通話信令與被叫通話信令、A口和IU-CS口的移動性管理信令與切換信令、A口和IU-CS接口的短信發送與短信接收信令；

步驟S2中路網模型的構建包括以下步驟：

通過OpenStreetMap數據，獲取包括路點起點、路點終點、路段所在道路的級別、路段的長度、路段所在道路的名字、路段所在道路是否為雙行道、路段編號、路點編號、路點經度、路點維度的信息；

通過將道路數字化為各路點，通過路點串聯成路段、從而道路信息化成可以在計算機圖形圖像學以及可以在計算機系統中被存儲、識別和使用的數字化路點、路段數據；

步驟S2中將蜂窩通信基站與道路進行映射，得到基站路點匹配表，包括以下步驟：

S2.1：根據分析目標，篩選道路級別及具體需要分析的道路和路點信息；

S2.2：根據基站維表中蜂窩基站的經緯度及路網地理信息，確定道路兩旁沿線的蜂窩覆蓋基站序列；

S2.3：基于KDtree算法距離最短原則，尋找基站扇區扇面覆蓋范圍內距離基站最近的道路路點，作為基站扇區映射在道路上的位置，將每個基站扇區與最近路點的一一對應信息表進行存儲，并在后續需要用到基站扇區最近路點時，對存儲的信息表進行索引，以此構建基站路點匹配表；

步驟S2中將蜂窩通信基站與道路進行映射，得到基站路點匹配表，還包括：

S2.4：依次遍歷基站路點匹配表，若基站所對應的路點，稱為分析路點，位于雙行道路，則尋找距離分析路點最近且處于同一道路的n個路點，稱為候選路點；

利用AStar路徑搜索算法，依次搜索分析路點與這n個候選路點的路徑距離，路徑距離表示車輛從雙行道的一邊某個點經過紅綠燈調頭行駛到對面對稱點的實際移動距離，并計算分析路點與這n個候選路點的歐式距離，歐式距離表示雙行道這一邊某個點與對面對稱點的直線距離；

分別一一計算分析路點與候選路點之間的路徑距離與歐式距離的比值，若比值大于2，則可認為該路點處于相反方向，反之則認為處于相同方向，取相反方向路點中距離分析路點最近的路點作為反向路點，作為基站擬合在道路上的反向位置；

步驟S3中路徑軌跡擬合包括以下步驟：

S3.1：用戶位置快照序列梳理：

對5分鐘位置快照表數據按用戶標識、時間排序；

去重：對排序后的5分鐘位置快照表，若用戶存在連續的cgi覆蓋數據，剔除重復的cgi數據，保留第一條cgi位置數據；

對去重后的5分鐘位置快照表，提取用戶前后相鄰兩個時間粒度的cgi接續記錄，生成用戶位置序列表；

S3.2：靜止及軌跡異常用戶清洗：

對5分鐘位置快照表，確定每個用戶的cgi變化時間序列，利用該數據序列對每個用戶篩選并剔除掉靜止用戶，使用向量化篩選方法進行篩選；

S3.3：路點匹配及路徑搜索：

篩選掉靜止用戶后，將剩余用戶的cgi時間序列數據與步驟2所建立的基站路點匹配表，匹配得到路點時間序列數據；

將用戶位置序列表與基站路點匹配表進行匹配，獲取基站對應的路點信息，對于用戶位置序列表中的每種接續情況，利用AStar算法進行路徑搜索：

Step1:若兩基站對應的第一個路點相同，則忽略這種切換情況，否則進入下一步；

Step2:對兩基站間，利用AStar算法對首尾路點進行路徑搜索，取路徑長度最短的作為擬合路徑；

Step3:根據擬合的路徑，生成用戶路徑信息表。