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基于居民出行特征的职住地精细化识别
网络安全与数据治理
黄兴如,李奕萱,刘中亮,冯瀚斌,王希昭,闫龙,胡博文,李炫孜,李大中
联通数字科技有限公司数据智能事业部
摘要: 为了解决传统职住模型测算规则的单一性和局限性,降低各区域居民用户因作息规律差异或临时性变化而造成的职住地识别误差,创新性提出一种基于不同区域居民出行特征的职住地精细化识别方法。首先,采用“3 min切片”和“角度+驻留时间+连接次数”等多种方式对手机信令数据进行降噪提炼;然后,基于时空约束密度聚类进行驻留点识别分析;最后,根据各城市居民日常出行特征,通过引入加权驻留时长动态更新各城市区域居民用户职住地测算规则,进而精细化识别不同城市用户职住地分布。实验结果表明,所提方法涉及的过程均合理有效,且最终的职住地识别效果要明显优于传统单一职住模型测算规则,适用于同时批量处理多个区域职住地问题,尤其对因突发状况而产生作息时间变化的城市效果更为显著。
中图分类号:TP311;F299.2文献标识码:ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.08.008
引用格式:黄兴如,李奕萱,刘中亮,等.基于居民出行特征的职住地精细化识别[J].网络安全与数据治理,2024,43(8):44-48.
Fine-grained identification method of home-work location based on travel characteristics of residents
Huang Xingru, Li Yixuan, Liu Zhongliang, Feng Hanbin, Wang Xizhao, Yan Long, Hu Bowen, Li Xuanzi, Li Dazhong
Data Intelligence Division,Unicom Digital Technology Co., Ltd.
Abstract: To address the simplicity and limitations of the traditional homework model calculation rules and reduce the identification errors caused by differences in the daily routines of residents in various regions or temporary changes, this study proposed a finegrained identification method of home-work location based on the travel characteristics of residents in different regions. Firstly, various methods such as "3-minute slicing" and "angle + stay time + connection frequency" are used to denoise and refine the mobile phone signaling data. Then, based on spatiotemporal constrained density clustering, stay points are identified and analyzed. Finally, according to the daily travel characteristics of residents in various cities, weighted stay duration is introduced to dynamically update the home-work calculation rules for residents in different city areas, thereby refining the identification of home-work distribution for users in different cities. Experimental results show that the processes involved in this method are reasonable and effective, and the final homework identification results are significantly better than those of traditional single homework model calculation rules. This method is suitable for batch processing of homework problems in multiple regions simultaneously, particularly for cities where changes in routines are caused by unexpected events.
Key words : cellular signaling data; travel characteristics; DBSCAN; weighted stay duration;home-work location identification

引言

精准有效识别不同区域居民职住地以及挖掘居民处于职住地的时空规律可为城市职住规划、经济发展布局、公共资源分配和交通管理决策提供数据支持。手机信令数据具有覆盖广、延迟低、时效高、周期长等特点,因此借助手机信令位置数据进行居民活动分析研究具有良好的基础和开端,能够从大规模时空轨迹信息中挖掘居民的活动范围、出行时长、驻留兴趣点和出行方式等重要时空属性特征[1-3]。

由于设备测量、计算方法、数据传输等因素影响,致使获得的轨迹数据多存有误差,而研究表明利用空间聚类算法将邻近的位置点进行聚合形成累计停留时间可减少该影响[4-5]。在此基础上,通过设置多日夜间和多日日间的驻留日长以及每日的最短驻留时长等指标,可对用户的居住地、工作地和惯常性活动点进行识别[6]。Zang等[7]依据手机用户在自定义的职住时间段内分别产生的业务频繁程度来确定职住地。Isaacman等[8]基于手机通话定位,通过空间聚类识别用户的重要活动地点,进而通过时间分析确定职住地。唐小勇等[9]提出一种职住计算框架,识别用户在一天内的多日稳定点和综合工作日与节假日稳定点,基于此来判断用户的职住地。张天然[10]利用每日20:00至次日8:00和工作日9:00~18:00的手机数据训练识别,将出现概率最高且超过 60%的区域作为用户的职住地。可见当前职住地测算方法的基本原理是采用某种规则对居住、工作行为的时间、空间特征进行归纳测算。然而,上述方法中所设定的时间规则具有一定的局限性,并未兼顾到不同区域因地理位置、经济条件,甚至重大事件造成的各种作息时间差异,进而导致识别的用户职住地可能存在误差;尤其是疫情期间各区域居民职住地会存在不规律性变化[11]。

职住地测算的关键问题是如何解决手机信令数据的时间连续性(用户信令事件记录的时间间隔不固定),以时间特征作为识别规则的相关方法可以分类四种:累积时间法、特征时间法、信息熵法、时间阈值法[12]。现基于累积时间法、特征时间法和时间阈值法,提出一种适用于全国不同区域的职住地精细化识别方法,以消除不同区域用户因作息时间差异造成的职住地识别误差。


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作者信息:

黄兴如,李奕萱,刘中亮,冯瀚斌,王希昭,闫龙,胡博文,李炫孜,李大中

(联通数字科技有限公司数据智能事业部,北京100010)


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