信令大数据在智慧柳州时空信息云平台中的应用

发布时间:2018 年 05 月 08 日  
导读:■文/超图信息智慧城市业务中心曾庆慕 综合并利用好多维度的数据,能够科学、精准、前瞻地做好城市规划、人口监控、智慧旅游等领域的管理和服务工作,为城市生活空间、城市生活时间以及城市行为管理提供新动力。 智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。

■文/超图信息智慧城市业务中心曾庆慕

  综合并利用好多维度的数据,能够科学、精准、前瞻地做好城市规划、人口监控、智慧旅游等领域的管理和服务工作,为城市生活空间、城市生活时间以及城市行为管理提供新动力。

  智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。顺应新技术的发展,国家八部委提出了新型智慧城市建设要求,进一步明确时空基础设施是智慧城市不可或缺的基础,国家测绘地理信息局强调时空大数据和时空信息云平台是时空基础设施建设的核心内容。时空大数据包括智能感知数据、实时定位数据等。

  随着定位技术、物联网技术与移动通讯技术的不断发展以及社交网站的不断涌现,手机信令、话单、微博、微信、滴滴打车、共享单车等新型位置数据已逐步普及,与大众关系最密切,直接反应人类活动信息以及城市运行状态,在一定程度上可有效提升政府决策的科学性。在大数据应用中,除传统地理空间数据外,移动大数据使得我们获取大量动态的、带有精准时空信息的个人数据成为可能。综合多维度的数据能够更好地展现城市规划、人口监控、智慧旅游的管理、服务科学性、精准性、前卫性,为城市生活空间、城市生活时间以及城市行为管理提供数据支撑。

  本文结合智慧柳州时空信息云平台项目的初步研究成果,与大家一起了解移动信令数据的可视化和分析挖掘过程,对手机信令数据在城市管理中的应用进行初步探索。

  手机信令在人口监管中的应用

  随着我国经济和社会不断发展,人口监控管理越来越受城市管理者的重视。引入手机信令分析技术,对全市手机用户实施监测和统计,有利于分析人口动态分布情况。就智慧柳州时空信息云平台来说,在人口数据方面,它一方面将公安户籍人口数据、卫计委计生人口数据等采用传统方式实体化建库;另一方面,为解决人口位置时效性问题,它引入了电信信令数据,利用大数据方式来实现移动手机用户推算人口移动的规律,以此实现人群分布、生活出行规律、聚集度分析等数据挖掘和分析工作,有效提高了政府决策的客观性和科学性。

图 1 手机信令人口分布图(周五23点)

  1、居民生活规律分析

  图2为柳州市24小时信令人口总量变化图,依图可知,有一半的柳州市民有晚上关机休息的习惯,部分市民有中午关机休息的习惯;此外,柳州市民夜间活动较为活跃,休息较晚,尤其是周五,一直到4点钟手机在线人数才达到低谷,通过对柳州市信令大数据进行分析,可以发现市民生活习惯、职行规律,进而为制定相应的行政决策提供依据。

图 2 柳州市24小时在线人数对比

  2、人口职住分析

  通过对比柳州一天24小时不同时点手机信令数据空间变化情况,设想通过对比每个月、每周的每一天信令数据空间分布情况,即可以分析出柳州市中心城区及各县人口居住地和办公地活动区间。根据凌晨2点至凌晨4点的数据,可以初步判断城市人口居住聚集地主要是各个城区的中心区域,还有分散的各乡村点。白天7-11点人口的流动数据中,选取10点钟为例,可看出人口基本稳定在工作地点。图3可以看出,柳州市人口重心逐渐由中心城沿道路向周边区域扩散,结合历史数据对比不同时刻数据的变化情况,综合城市建设布局,可以对城市道路规划建设以及公交路线规划提供大数据分析依据。

图 3 人口职住分析

  3、人口聚集度分析

  图4展示了基于手机移动数据的人口聚集度分析,分析目标为夜间和白天人口流入量最大的区域。这里选取上午10点和晚上9点的数据,依照图可发现,夜间流入量最大的区域为步步高广场、窑埠古镇、五星商业步行街附近,而白天人口流入量最大的地方是柳州市一中附近,此处还汇集了柳州市工人医院、鱼峰公园和马鞍山公园,可有效识别出某一时刻的高人口聚集度区域。基于手机移动数据,分析城市各个时间状态下人口聚集情况,可以了解城市人口准实时动态变化情况,为城市管理者提供实时、可靠、有效的人口大数据,为应对城市应急、城市建设以及城市规划提供大数据参考。

图 4 人口聚集度分析

  4、人口分布规律分析

  根据手机移动的实时位置信息,15分钟推送一次,每次数据录入数据库,综合一年的数据进行空间分析,结合机主详细的个人信息和城市交通布局,可分析人口流入的分布规律。图5是外来人口分布图,通过SuperMap桌面软件首先将基站点位生成泰森多边形,以分析基站分布的疏密度,然后将信令数据的人口数整合到泰森多边形上,形成一个覆盖全市域的、连续的人口分布格网,从图5来看,柳州市外来人口基本分布在高速、铁路沿线,在市区人口最集中的地点是火车站。

图 5 柳州市外来人口分布特征

  图6为上午10点钟的手机信令人口与柳州市户籍人口分布的对比,信令人口描述的是人口的实时位置,故其分布较为离散,而公安户籍人口描述的是户籍所在地,故公安户籍人口分布较为集中。不同的业务分析所参考的人口数据不同,如进行拆迁分析,因为是按照户籍人口补偿,以户籍人口分析会更准确,而道路交通规划需考虑人口的动态流动性,选用信令人口分析更为合适。

图 6 信令人口和公安人口对比

图 7 城市建成区分析

  手机信令在城市规划的应用

  结合年度信令数据大数据,综合分析3年以上的信令数据,寻找变化规律,还可在城市规划、规划实施监测和评估方面为城市提供决策辅助。在规划阶段,根据城市历年人口变化,结合城市实时流动人口分析,可对未来人口增长布局进行预测,以便对城市总体规划及各项单元专题规划提供参考,同时也是后续评估规划合理性以及实施过程的重要依据。图7可以看出,信令集中分布区域与城市规划主城区的范围基本吻合,初步的评估规划实施效果基本达到预期。信令数据反映的是城市当下人口分布情况,综合评估还需要收集大量的历史数据,分析人口数量在不同时期、不同区域的变化率和增长率,结合城市经济发展情况以及城市建设情况等其他数据指标,对城市规划进行综合评估,指导城市未来的发展方向,定位城市重点发展区域。

  手机信令在城市应急的应用

  城市综合应急是城市管理的重中之重,城市举办的大型活动,人口集聚密度大,在自然灾害或城市治安事故等灾害发生时,应急指挥中心需快速了解现场人员情况,根据受灾情况合理快速调配救援资源。手机移动信令数据的实时分布的情况,即可反映城市人口即时分布情况,通过事故发生前后的人口分布,初步判断可能受灾人员,为应急指挥提供辅助决策依据。

 

图 8城市即时人口分布

  随着移动大数据的出现,信令数据除了能够在人口监管、城市规划和城市应急中应用之外,还能够更好地提升城市交通监管、人口监控、智慧旅游等领域管理、服务及决策的科学性和准确性,为城市发展注入新活力。

  智慧柳州时空信息云平台已初步建立,并成为智慧柳州的时空基础设施,截止目前为止已支撑应用45个,还支撑了新型城镇化建设、国家卫生城市创立、空间规划、城市总体规划、土地利用总体规划、8.29测绘法宣传等众多重大专项的应用。实时动态数据较为客观,可减少人为因素在城市决策中所占比重,能有效的提升决策分析的科学性,支撑城市规划、建设和运行管理工作顺利开展。随着电信信令、物联网等时空大数据的接入,并逐步成为时空大数据的重要组成部分,未来它们将助力城市信息化建设,为构建城市监测大数据体系开启新篇章。

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