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手機(jī)定位在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
2017-10-21
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手機(jī)定位在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

巨大規(guī)模的人口流動(dòng)及其在空間的重新分布，勢(shì)必會(huì)引起一系列的社會(huì)經(jīng)濟(jì)后果，如人力資源分布的變化；對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè)、國(guó)土開發(fā)格局的影響；學(xué)校、醫(yī)療、交通燈公共設(shè)施配置的需求增加；傳播性疾病的管控難度加大等。然而，目前我國(guó)對(duì)人口流動(dòng)信息的即時(shí)采集手段卻十分匱乏。人口數(shù)量大，分布范圍廣，流動(dòng)性強(qiáng)，時(shí)效性差等原因決定對(duì)人口流動(dòng)信息采集不能使用傳統(tǒng)的普查手段，但是在大數(shù)據(jù)時(shí)代，手機(jī)定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低成本，高效率的人口流動(dòng)數(shù)據(jù)采集,有助于城市架構(gòu)規(guī)劃，安防工作安排和舒適出行指導(dǎo)。

一、LBS技術(shù)提供手機(jī)定位數(shù)據(jù)
手機(jī)已成為人們不可或缺的隨身物品，因此手機(jī)的運(yùn)動(dòng)與機(jī)主的運(yùn)動(dòng)重合度極高。通過LBS技術(shù)精準(zhǔn)定位，能實(shí)現(xiàn)全面、即時(shí)反映人口流動(dòng)的狀態(tài)。LBS（Location Based Service），基于位置的服務(wù)，它是通過電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的無線電通訊網(wǎng)絡(luò)（如GSM網(wǎng)、CDMA網(wǎng)）或外部定位方式(如GPS)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息（LBS原理如圖1），在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。移動(dòng)通信基站可以監(jiān)控并實(shí)時(shí)獲取用戶所處的地理位置信息。手機(jī)用戶隨身攜帶手機(jī)相當(dāng)于攜帶一個(gè)信息發(fā)射機(jī)，隨時(shí)報(bào)告自己的行蹤。合理使用這些發(fā)射機(jī)所發(fā)出的信息，能使我們快速精準(zhǔn)地獲取各項(xiàng)與人相關(guān)的信息。
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圖1 LBS工作原理
本文所指手機(jī)定位數(shù)據(jù)，由移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商提供，從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的特定接口上解析、處理、并濾除用戶屬性之后的加密手機(jī)信號(hào)數(shù)據(jù)，不會(huì)涉及手機(jī)用戶的個(gè)人信息。
二、手機(jī)定位在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
（一）城市架構(gòu)規(guī)劃-分區(qū)域規(guī)劃
人口空間分布數(shù)據(jù)是科學(xué)開展城市規(guī)劃的基礎(chǔ)。通過一段時(shí)期內(nèi)手機(jī)用戶的出現(xiàn)天數(shù)頻率，挑選出常住手機(jī)用戶群體，分別識(shí)別其夜間、白天活動(dòng)頻繁區(qū)域，近似作為其居住地、工作地、從而采集到各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的居住人口與工作人口規(guī)模，并根據(jù)人口需求進(jìn)行城市架構(gòu)的規(guī)劃。
同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院以“基于手機(jī)大數(shù)據(jù)，識(shí)別上海外環(huán)以內(nèi)的中心城空間結(jié)構(gòu)”為課題進(jìn)行研究，得出上海中心城連片功能較單一的居住區(qū)，主要在浦西的中環(huán)以外、浦東的內(nèi)環(huán)線以外；上海連片功能交單一的就業(yè)功能區(qū)，主要在浦西的漕河涇等工業(yè)區(qū)；以及浦東的陸家嘴、外高橋保稅區(qū)等產(chǎn)業(yè)園；上海中心城連片的游憩空間，主要分布在南京路—世紀(jì)大道沿線，在各區(qū)以塊狀呈現(xiàn),圖2為游憩空間分布圖，根據(jù)休息日15點(diǎn)和23點(diǎn)的密度比值進(jìn)行聚類，比值較高，則說明游憩或購(gòu)物消費(fèi)人數(shù)多于該區(qū)域居住人口。
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圖2 上海游憩空間分布圖
百度地圖通過手機(jī)定位數(shù)據(jù)對(duì)商圈分析，比如中關(guān)村的商圈，通過地圖可以看到一些購(gòu)物中心人非常多，一些購(gòu)物中心的人流量并不是很大，商圈可以通過人流走向進(jìn)行廣告投向和設(shè)置不同種類門店，讓商圈能更好配置資源。
百度地圖做地鐵站流量圖分析，以海淀黃莊地鐵站為例，藍(lán)點(diǎn)代表定位密度，定位密度代表人群密度，查看哪個(gè)出口人多，哪個(gè)人少，將這些數(shù)據(jù)分享給政府部門，可以幫助相關(guān)部門參考并優(yōu)化配置。
（二）安防工作安排-大客流警示
人員大量聚集和流動(dòng)會(huì)帶來很多安全隱患，如果沒有根據(jù)實(shí)際情況做好安防工作，將會(huì)造成人員傷亡。中國(guó)最大的人員流動(dòng)時(shí)間是春運(yùn)期間，“春運(yùn)”是人類歷史上規(guī)模最大的、周期性的人類大遷徙，在40天左右的時(shí)間里，約有30多億人次的人口流動(dòng)，相當(dāng)于世界人口的1/2或相當(dāng)于全國(guó)人民進(jìn)行兩次大遷移。百度遷徙是百度公司在2014年春運(yùn)期間推出的一個(gè)品牌的項(xiàng)目，首次啟用百度地圖定位可視化大數(shù)據(jù)播報(bào)了國(guó)內(nèi)春節(jié)人口遷徙情況，根據(jù)用戶位置變化時(shí)間、軌跡、省份等進(jìn)行挖掘，可以給交通相關(guān)部門做好安防工作準(zhǔn)備。如圖3，為成都2013年臘月廿六8小時(shí)的遷徙圖。
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圖3 百度遷徙-成都2013年臘月廿六8小時(shí)的遷徙圖
今年1月2日，國(guó)家旅游局緊急通知要求各地從上海外灘及以往類似事故中汲取教訓(xùn)，建立健全景區(qū)景點(diǎn)流量控制機(jī)制。上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委副主任邵志清透露，上海就將成立智慧應(yīng)急產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟，未來牽頭實(shí)施單位將是一個(gè)系統(tǒng)集成的企業(yè)，把各類的軟件、應(yīng)急的系統(tǒng)能夠集成在一起，整合移動(dòng)、聯(lián)通、電信三大運(yùn)營(yíng)商的后臺(tái)信息進(jìn)行城市各地點(diǎn)客流的及時(shí)分析。這一根據(jù)手機(jī)信號(hào)等信息來監(jiān)控和疏導(dǎo)人流的系統(tǒng)目前計(jì)劃將首先在上海地鐵進(jìn)行試點(diǎn)。邵志清代表表示，上海地鐵方面已經(jīng)和上海市經(jīng)信委進(jìn)行緊密的聯(lián)系，他希望通過新技術(shù)來保障軌道交通的安全。
今年5月上交會(huì)的上海電信展臺(tái)上，工作人員指著大數(shù)據(jù)人流監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)人流量實(shí)時(shí)變化顯示屏說，基本上監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)有多少手機(jī)信號(hào)，就能知道園區(qū)內(nèi)有多少客流。而且能夠通過手機(jī)信號(hào)分布，準(zhǔn)確獲知人流密集區(qū)，有針對(duì)性地及時(shí)疏散。這項(xiàng)新技術(shù)今年首次在顧村公園櫻花節(jié)期間應(yīng)用，有效保障了市民安全賞花。記者在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示屏上看到，在莘莊文化中心、仲盛、虹橋交通樞紐西交通等區(qū)域，均顯示為紅色，并標(biāo)注了具體人數(shù)。
（三）舒適出行指導(dǎo)-最優(yōu)出行路線和景區(qū)
通過對(duì)人們的位置流動(dòng)，可以反映周圍環(huán)境的擁擠情況，從而達(dá)到安全出行的目的。比如選取某一個(gè)居住區(qū)，根據(jù)移動(dòng)基站收集到的信息，隨機(jī)選取若干臺(tái)手機(jī)，每隔一定時(shí)間（比如半個(gè)小時(shí)）對(duì)手機(jī)所處的位置進(jìn)行定位，這樣就能得到這些人員在時(shí)間和空間中的方位和變化，通過對(duì)全市所有居住區(qū)的分析，就能得到比較詳盡的人們?nèi)粘３鲂蟹较蚝土髁俊?
百度地圖應(yīng)用通過手機(jī)定位數(shù)據(jù)對(duì)駕車導(dǎo)航軌跡挖掘。比如從百度到國(guó)家會(huì)議中心有三條路，這三條路的駕駛時(shí)間不一樣。兩條藍(lán)色的路基本駕駛時(shí)間是20分鐘，紅色的路是18分鐘，通過對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析后，可以幫助用戶挖掘出最優(yōu)出行道路，避開擁堵。
成都移動(dòng)應(yīng)用移動(dòng)4G打造的“景區(qū)客流大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)”，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，利用高密度、深度覆蓋的移動(dòng)基站以及占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的龐大手機(jī)用戶，采用目前業(yè)界最前沿的信令監(jiān)測(cè)分析技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取景區(qū)客流量。無獨(dú)有偶，百度景區(qū)熱力圖也是利用LBS技術(shù)展示各景區(qū)擁擠情況，并且可以查看8小時(shí)動(dòng)態(tài)圖和近1周的動(dòng)態(tài)圖，如圖4。為了有一個(gè)舒適的出行，人們可以參考客流量決定是否前往該景區(qū)。
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圖4 百度景區(qū)熱力圖
三、技術(shù)的局限性
手機(jī)定位數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣而時(shí)效性強(qiáng)，可以處理為非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但是也具有其局限性。
1、公民信息保護(hù)：手機(jī)定位涉及個(gè)人行蹤隱私，對(duì)拓展到個(gè)人數(shù)據(jù)挖掘達(dá)到商業(yè)等目的，可能會(huì)受限制。
2、研究對(duì)象的覆蓋面：雖然我國(guó)手機(jī)持有率很高，但是高齡老人和低齡兒童不能自主持有手機(jī)情況還是較多，所以在老人活動(dòng)區(qū)域和學(xué)校活動(dòng)區(qū)域的數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確率不高。
3、基站的影響：LBS定位是通過手機(jī)進(jìn)行定位的，理論上說，只要計(jì)算三個(gè)基站的信號(hào)差異，就可以判斷出手機(jī)所在的位置。但是在郊區(qū)和農(nóng)村，由于基站少，移動(dòng)臺(tái)定位在1000～2000米范圍內(nèi)，手機(jī)信號(hào)很弱甚至沒有，造成無法定位。


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