道路移动用户运动轨迹定位回溯研究
史君黛, 梁荣锟
(中国移动通信集团广东有限公司江门分公司, 江门 529000)
摘 要 目前电子围栏和是公安系统信息采集的主要设备,常分布在人流密集区域,容易影响通信网络质量,
给运营商的品牌、经济效益造成负面影响。搭建不影响通信网络的信息采集系统变得日益紧迫。本文从离散轨迹建模回溯的方向进行研究,利用信令切换数据和的切换信息,结合扫频、软硬采信令等大数据模型,构建出道路移动用户运动轨迹定位回溯系统,可用于公安系统信息采集,控制并减少电子围栏和的数量,保证通信网络质量。
关键词 大数据;电子围栏;用户轨迹;切换;公安系统
中图分类号  TN929.5      文献标识码  A      文章编号  1008-5599(2019)02-0046-04
收稿日期:2018-07-11
移动通信设备的快速发展,使得移动用户位置信息的获取更加便捷。而如何对用户行为轨迹进行建模并直观呈现人类行为成为研究热点。本次研究通过对离散轨迹进行建模回溯的方法,搭建道路移动用户运动轨迹定位回溯系统,可应用于公安系统特定人路线跟踪、道路交通以及商业精准营销等领域。使用该系统可控制并降低对通信网络造成负面影响的“电子围栏、”的数量,保证通信网络质量和提高用户感知,便于公安机关采集信息和监控人流动向,维持社会稳定。
1  道路移动用户运动
轨迹定位回溯研究
目前基于定位的地图匹配方法主要有两种。
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一是基于切换序列的方法,其原理是通过追踪的目标手机在通信网络层的变化模式来反推其在实际的道路网络层变化模式,其路网标定过程复杂,数据维护工作量大,受平行或相近路段干扰严重;另一种是基于源址的匹配方法,即根据手机连接的物理位置来判断手机的当前位置,匹配误差非常大。本次研究在这两种地图匹配方法的基础上提出了一种新的道路混合地图匹配算法,回溯道路移动用户的运动轨迹,简要流程如图1
所示。
图1  道路移动用户运动轨迹定位回溯流程
1.1 算法的切换对描述
信号切换一般发生在两个边缘交界的地方,手机在道路上移动的时候会获取到切换序列,定义相邻两次切换的序号作为一个切换对。
如图2所示,道路上的手机在进入B 范围时候发生一次切换,离开B 服务范围进入到C 时发生一次切换,即可获得一个切换对B →C。
由于产生B →C 这一切换对的路段可能不是唯一的,因此给每个切换对设定概率字段,该概率代表切换对在对应路段上的可能性。
式(1)中λi B →C (i =1,2,...,m ) 为切换对B →C
出现在第i 条道路的概率;
wanimal模特
C i B →C 为切换对B →C 在第i 条道路发生的次数;      为切换对B →C 出现的总次数。
我们可以通过路测,将每个切换对以及切换对可能在的道路及在该道路上出现的概率存储在数据库中,形成切换对表。
罗志祥女朋友1.2 利用源址方法确定待选匹配路段集G1
利用站点名、小区名、经纬度、天馈工参(方位角、下倾角)等关键信息制作好源址数据库。根据覆盖半径确定相邻两之间的候选路段集G1。其规则如下:对连续的两个Cell i 和Cell (i +1),取出
各自的待选路段集合[l i 1,…,l i k ]和[l 1i +1,…,l m i +1],同时将
Cell i 和Cell (i +1)转换为带经纬度信息的定位点。由这两
个定位点的经纬度加入偏移量后得到两个新的点。以两点连线作为对角线,即可确定矩形限制区域。
通过引入拓扑连通性规则,整理出这两个连续间的待选连接路段集G1。G1中的元素必须符合规则:起点路段在集
合[l i 1,…,l i k ]中,终点路段在[l 1i +1,…,l m
i +1]中;所有路
段在限制区域内;符合拓扑连通性。
如果通过以上规则不到连接路段,则用最短路算法确定连续两个点间的连接路段,放入G1,保证G1非空。对序列{Cell 1,Cell 2,...,Cell n }中的所有的连续两个都进行以上操作,整理出由整个切换序列中任意两个连续间的连续路段集组成的有向图
G1。
1.3 根据切换对方法确定待匹配路段集G2
通过整理路测数据中的切换序列,将每个切换对、切换对可能出现的道路和切换对出现在该道路上的概率存储在数据库中,形成切换对表。再利用路测切换信息中每个切换对对应的路段和频率信息,将各路段转化为连通有向图G2。
1.4 对比G1和G2,得到缩小的路段集G''
对路段集G1和路段集G2进行混合对比。先设定一个候选路段集G,再从G1和G2组成的混合路段集中抽选出路段集G',将G 和G'进行比对。通过以下规则得到两个之间的最可能连接路段集。(1)G'非空,G 和G'有相同路段,将相同的路段带权重放入G''。
(2)G'非空,G 和G'没有相同路段,将G'中最大权重的路段带权重放入G''。
(3)G'为空,取G 中到达Cell (i +1) 位置投影距离最短的路段放入G''。
将G 和G'按照顺序提取出连续的两个进行以上操作,整理出由任意两个连续的缩小连接路段集组成的有向图,继而得出由带权重和不带权重的连续间路段所构成的缩小范围的待选路段集G''。
利用带有权重的有向图,将轨迹回溯问题转化为符合拓扑连通情况下最大权重出行路线的求解问题,进而
λ
i
B →C
=C i B →C C total
B →C
图2  切换示意图(B→C)
(1)
C total
B →C
将各部分线路拼接,即可得到手机的移动轨迹。结合大数据平台的用户精准定位信息,即可将手机移动轨迹应用于特定人线路跟踪、道路交通以及商业精准营销等领域。无需通过“电子围栏、”,即可采集信息和监控人流动向。1.5 实例验证
在某市区选取了一个路线进行道路测试,再通过道路移动用户运动轨迹定位回溯系统进行回溯验证。输入区域的移动分布数据和测试终端小区切换序列后,计算出缩小的路段集,最后通过拼接各部分线路回溯出手机的移动轨迹,准确率达到80%~90%。如图3所示。
2  运动轨迹定位回溯应用
道路移动用户运动轨迹定位回溯系统可利用现网信令切换序列数据,通过多维度大数据建模,结合电子围栏采集信息,完整呈现用户移动轨迹,并可作为电子围栏()的功能延伸。本系统的使用可以对通信运营商、公安机关以及商业产生以下几个有利收益。(1)容易造成周围手机用户短暂脱离网络,增加网络负荷和网络干扰,且容易致使用户信息泄露。采用本道路轨迹回溯系统,控制投放数量,有利于保证通信网络服务的连续性,
降低通信网络干扰水平,
从而降低运营商的网络维护成本,并增加运营商的经济效益,提升通信运营商服务质量和品牌形象。(2)道路轨迹回溯系统基于大量、多维度、综合的数据采集,实现用户移动路线回溯及追踪功能,并能实现人热点地图呈现,可有效提高公安刑侦及破案工作效率,便于公安机关掌握人移动分布,便于城市规划。使用道路轨迹回溯系统可减少电子围栏及的采购数量,节省公安机关对这些设备的投资和维护费用。(3)道路轨迹回溯系统可进行用户行为分析,继而进行精准商业定位营销。
3  结束语
电子围栏和等公安信息采集系统的数量逐年
大规模增加,对运营商网络造成断续、不稳定和强干扰的影响。研究出不影响通信网络的公安机关信息采集系统,控制并减少电子围栏和数量,变得日趋重要。本文通过对离散轨迹进行建模回溯的方法,搭建道路移动用户运动轨迹定位回溯系统,可应用于公安机关系统信息采集、道路交通以及商业精准营销等领域。使用该系统可减少电子围栏和的使用,节省公安机关的资金投入,保证通信网络质量和提高用户感知,便于公安机关监控人动向,并为城市规划提供数据支撑。
图3  某市区路线回溯验证示意图
Study of track location backtracking of road mobile users
SHI Jun-dai, LIANG Rong-kun
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Jiangmen Branch, Jiangmen 529000, China)
Abstract        At present, electronic fence and pseudo-base station are the main equipment of information collection in
public security system. They are often distributed in the area of dense fl ow of people, which can easily affect the quality of communication network and bring negative infl uence to the brand and economic benefi t of operator. It is more and more urgent to set up information collection system which does not affect the communication network. This paper studies the backtracking direction of discrete trajectory modeling, using signaling handover data and base station handoff information, combined with big data model, such as sweep frequency, soft and hard signaling information, etc, to build a track location backtracking system for road mobile users. It can be used to collect information in public security system, control and reduce the number of electronic fence and pseudo-base station, and ensure the quality of communication network.
Keywords      large data; electronic fence; user trajectory; base station switching; public security system
参考文献
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栏系统: CN 201654921 U[P]. 2010.
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CCSA 召开2019年TC 联席会议 协调审议第一批标准项目
1月22日,中国通信标准化协会(CCSA)在京召开了2019年第一次技术工作委员会联席会议,协调
审议2019年第一批标准制修订项目建议。参加会议的有各技术工作委员会(TC)主席或其委派的专家和协会秘书处相关人员。
协会代晓慧常务副秘书长出席了会议并讲话,她指出,标准是贯穿协会工作的主线,是协会工作的根本,面对近年来国家和行业标准化管理的改革的深入,标准化工作要充分发挥市场的作用,构建新型的标准体系,促进政府主导制定的标准与市场自主制定的标准协同发展,因此,也希望各TC对标准立项给予高度的重视,围绕改革变化,规划设计好协会的标准立项工作。
本次会议对各类符合立项要求的共计339项立项建议进行了讨论和审议,其中国家标准项目建议23项,通信行业标准项目建议255项,协会标准建议22项,协会研究课题项目建议39项。这些立项建议涵盖了移动通信、互联网、网络与业务能力、云计算、大数据、区块链、人工智能、物联网、车联网、移动互联网应用和智能终端、传送网、接入网、通信电源和机房环境、通信线缆和器件、网络和信息安全、网络管理与运营支撑、电磁环境与安全保护、通信设备节能与综合利用、应急通信、量子保密通信、导航与位置服务、通信服务、安全生产等研究领域。会议从所立项目标准名称、标准体系、产业需求、技术成熟度、各TC间交叉协调等问题对上述立项建议进行了逐项认真的审议。        (来源:中国通信标准化协会)
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