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摘 要：采用手机信令技术，对于居民出行空间效应进行调查，是当前从交通规律的研究角度进行的居民出行影响因素的调研。本文结合杭州市移动手机信令数据的应用，根据交通小区的通行时间，构建了空间权重矩阵，建立了居民的空间相关模型的OD影响数据，分析了在边际政策作用下，商业数量以及公交车站的数据和出行量的起点、等级等，得到了区域感知距离的出发点，将高等级建筑物的数量、居民的出行量等进行了论证，得到了关于空间相关出行的重要影响的验证，实测数据具有空间效应必要性的参考作用。
关键词：居民出行；空间模型；空间效应
中图分类号：U491.12 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0148-02
近年来，随着移动通讯的快速发展，手机信令数据的覆盖率和数据质量也得到较大提升。基于信令数据的人口分析、出行特征识别已成为当前城市规划、出行分析等领域的基础数据资源。
1 手机信令技术
（1）手机信令数据是手机在通讯网络中留下的位置信息，位置通过所联系基站经纬度确定。手机信令的触发机制主要有：①开、关机，收、发短信，接、挂电话；②手机通话，记录所经过的每一个基站；③手机待机，定时记录一次位置。这样可以得到手机人口在时间、空间上的动态分布。通过手机人口与实际人口的换算，空间位置识别、停留时间阈值判别等技术手段，从而获得城市发展规划活动中各项所需数据[1]。
（2）人口分布及其活动规律是城市规划的基础，但难以准确把握。手机信令数据与传统调查方法相比，具有样本量大、成本低、效率高、客观等优点，可作为规划基础资料来源。如果长期积累数据，可以分析相关要素年度变化情况，以及评估已有规划的实施效果。但是，在对手机信令数据进行数据解析、筛选、扩样等技术工作时，在处理方法、数据和指标关联、模型体系、可信度验证等方面尚需进一步改善，以更好地为城市规划分析与决策提供支持。
近年来，随着移动通讯的快速发展，手机信令数据的覆盖率和数据质量也得到较大提升。基于信令数据的人口分析、出行特征识别已成为当前城市规划、出行分析等领域的基础数据资源。手机信令数据是手机在通讯网络中留下的位置信息，位置通过所联系基站经纬度确定。手机信令的触发机制主要有：①开、关机，收、发短信，接、挂电话；②手机通话，记录所经过的每一个基站；③手机待机，定时记录一次位置。这样可以得到手机人口在时间、空间上的动态分布。通过手机人口与实际人口的换算，空间位置识别、停留时间阈值判别等技术手段，从而获得城市规划所需数据。
2 手机信令技术在杭州居民出行调查研究中的应用
随着杭州市新一轮城市总体规划的开展，航舟市城市规划设计研究院建立了规划战略数据库，以加强规划的定量分析决策功能。通过人口普查、经济普查等国家层面的调查数据，完善了全市用地数据库，辅以全市4万户居民出行调查和其他交通调查，加强了对“杭州市交通规划模型”的建设工作的。同时，结合大数据应用的特点，进行基于手机信令的人员活动调查，将传统调查和大数据进行融合分析，改进交通模型技术，增强了规划和重大建设项目决策的科学性。
（1）获得的数据分析量为每天约15亿条，每天服务的手机用户大概有1860万，平均每个用户每天约80条记录手机数据覆盖上海市区，基站数量约4.2万，平均每個基站覆盖约0.162km2，平均半径约227m。通过个体手机时间序列的城市地理空间位置信息，利用活动分析模型、活动模式识别方法，识别个体手机的活动情况，如进入离开某片区域、OD出行、穿越某一关键断面、是否乘坐轨道交通或换乘、出行耗时、出行距离、出行速度等，并可利用长期历史数据训练识别其夜间常住地与白天工作地。
以下数据可以基于各分析区域统计：区域动态人口、区域常住人口、工作人口、通勤人口分布、区域过境、产生、吸引、逗留客流、区域间OD客流、校核线客流等等（见表1）。
（2）人口分布及其活动规律是城市规划的基础，但难以准确把握。目前关于杭州居民出行及其分布数据的传统采集方式存在一定的问题。例如：①据了解，统计部门公布的常住人口是以2010年第六次人口普查为基础，每年进行小样本调查修正得到，由于落户政策、就业门槛、公共服务差异等因素，可能导致常住人口注册地和实际居住地分离，从而影响常住人口数量和分布的准确性；②就业岗位分布主要通过统计部门经济普查中单位在册职工数得到，但是目前普遍存在职工实际工作地与在册地分离的现象；③关于工作人口的居住地和工作地的空间分布情况，传统方法是采用入户调查的方式，但是由于人力、财力投入较大，居民出行调查往往样本量低（一般在3%以下），难以准确把握职住空间关系；④城市空间布局模式难以度量，“大饼”还是“组团”式布局模式不仅反映在空间形态上，也应体现在人口活动关联上。此外还存在公共服务设施服务半径与实际分布缺乏校验、外来人口分布特征难以把握等方面的问题，借助手机信令数据有望解决以上问题[2]。
（3）城市空间布局结构识别对于把握城市发展规律具有重要作用，区域间居民时空活动在一定程度上反映了城市空间布局。传统区域间人口活动分析方法多是采用小样本抽样调查或经济普查，人力、物力耗费较大。近些年随着智能手机和智能交通兴起，GPS、线圈、电警等数据已得到广泛应用，但由于不能进行连续跟踪或样本偏差较大，分析结果实用性较差。信令数据接近全样本且具有连续性，通过综合所有手机用户时空信息，能够从大区层面较为准确的分析出人口活动情况，从而为城市空间布局模式进行持续追踪和度量提供了可能。例如：杭州市城市总体规划提出了中心城区“三城联动”的发展战略，根据信令数据分析，杭州商务区人口与出行特征为：城市中主要商务活动区域、城市发展中枢。手机信令数据分析显示：商务区内工作岗位10万，常住人口9.1万人（其中常住通勤人口为4.1万人，低频出行人口为4.0万人，外地常住人口1万人）；早上7点以后，商务区人口迅速增加，中午时段稍有回落，下午17点达到全天瞬间人口最大值，接近12万人，晚高峰后，人口逐渐降低。 （4）旅游季节人口分布与活动特征
杭州是典型的旅游城市，具有明显季节特征[9]。手机信令数据可以通过对停留时间（2～7d）和外地手机号码分析得到旅游人口活动规律。
“十一”期间，杭州市旅游人口中本省外市人占旅游总人口数的66.7%。本省游客多来自于周边城市，其中周边地区来旅游人口最多，占比38%。来自外省的旅游人口主要分布在中东部，而西部来旅游人口数量较少，其中江苏来杭州旅游人口最多，占比12.6%。旅游人口昼夜分布呈现出夜间相对集中，白天人口向旅游区扩散的特征[3]。
（5）大型公共服务设施辐射范围识别
利用手机信令数据可以对大型公共服务设施的服务范围进行识别，改进以简单的服务半径划定服务范围的常用方法。本文利用信令数据对杭州主要体育场馆、公园等的人员出行进行了分析，对比发现：公共体育设施需求以3km以内为主，主要服务周边居民，距离是活动人群出行考虑的主要因素，去体育设施活动人群由近到远呈现较为明显的递减趋势；从体育设施规模等级上看，规模等级越高（如国信体育中心），则覆盖范围越大。以杭州体育中心为例，3km以内出行客流约占总出行量的77.8%，平均出行距离约2.1km。另外需要指出的是：在利用信令数据对于大型公共服务设施分析时，由于研究范围较小，基站选取至关重要，外围基站对设施内部基站干扰要尽可能小，否则对分析结果将会产生较大影响[4]。
3 结 语
城市活动系统分析一直是各项城市规划中分析的难题，主要的难点在于活动系统分析需要定量化编制，由于传统的调查方法成本高、周期长，样本率低，误差大，不能实时更新，随着21世纪个人手机终端的普及，出行群体中手机拥有率和使用率已经达到相当高的比例，手机数据为人口分布与人口活动分析提供了很好的探测器功能。手机信令数据成为一种低成本、动态化、大样本的调查方法。杭州市在现代信息技术的成果转换和应用方面，已实现了初步的商业应用。
参考文献
[1]胡 斌.智能手机省电的UMTS網络优化方案研究[J].移动通信，2016（14）：52～55.
[2]陈 欢.基于手机信令数据的人员出行特征跟踪调查[J].交通与运输，2017（z1）：92～94，98.
[3]陈菁菁.城市轨道交通客流检测技术的特征及其应用分析[J].城市轨道交通研究，2018（1）：137～142.
[4]毛晓汶.基于手机信令技术的区域交通出行特征研究[D].重庆交通大学，2014.
收稿日期：2018-3-24
作者简介：陈 臻（1969-），女，汉族，浙江余姚人，工程师，本科，主要从事交通规划工作。
关键词：居民出行；空间模型；空间效应
中图分类号：U491.12 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0148-02
近年来，随着移动通讯的快速发展，手机信令数据的覆盖率和数据质量也得到较大提升。基于信令数据的人口分析、出行特征识别已成为当前城市规划、出行分析等领域的基础数据资源。
1 手机信令技术
（1）手机信令数据是手机在通讯网络中留下的位置信息，位置通过所联系基站经纬度确定。手机信令的触发机制主要有：①开、关机，收、发短信，接、挂电话；②手机通话，记录所经过的每一个基站；③手机待机，定时记录一次位置。这样可以得到手机人口在时间、空间上的动态分布。通过手机人口与实际人口的换算，空间位置识别、停留时间阈值判别等技术手段，从而获得城市发展规划活动中各项所需数据[1]。
（2）人口分布及其活动规律是城市规划的基础，但难以准确把握。手机信令数据与传统调查方法相比，具有样本量大、成本低、效率高、客观等优点，可作为规划基础资料来源。如果长期积累数据，可以分析相关要素年度变化情况，以及评估已有规划的实施效果。但是，在对手机信令数据进行数据解析、筛选、扩样等技术工作时，在处理方法、数据和指标关联、模型体系、可信度验证等方面尚需进一步改善，以更好地为城市规划分析与决策提供支持。
近年来，随着移动通讯的快速发展，手机信令数据的覆盖率和数据质量也得到较大提升。基于信令数据的人口分析、出行特征识别已成为当前城市规划、出行分析等领域的基础数据资源。手机信令数据是手机在通讯网络中留下的位置信息，位置通过所联系基站经纬度确定。手机信令的触发机制主要有：①开、关机，收、发短信，接、挂电话；②手机通话，记录所经过的每一个基站；③手机待机，定时记录一次位置。这样可以得到手机人口在时间、空间上的动态分布。通过手机人口与实际人口的换算，空间位置识别、停留时间阈值判别等技术手段，从而获得城市规划所需数据。
2 手机信令技术在杭州居民出行调查研究中的应用
随着杭州市新一轮城市总体规划的开展，航舟市城市规划设计研究院建立了规划战略数据库，以加强规划的定量分析决策功能。通过人口普查、经济普查等国家层面的调查数据，完善了全市用地数据库，辅以全市4万户居民出行调查和其他交通调查，加强了对“杭州市交通规划模型”的建设工作的。同时，结合大数据应用的特点，进行基于手机信令的人员活动调查，将传统调查和大数据进行融合分析，改进交通模型技术，增强了规划和重大建设项目决策的科学性。
（1）获得的数据分析量为每天约15亿条，每天服务的手机用户大概有1860万，平均每个用户每天约80条记录手机数据覆盖上海市区，基站数量约4.2万，平均每個基站覆盖约0.162km2，平均半径约227m。通过个体手机时间序列的城市地理空间位置信息，利用活动分析模型、活动模式识别方法，识别个体手机的活动情况，如进入离开某片区域、OD出行、穿越某一关键断面、是否乘坐轨道交通或换乘、出行耗时、出行距离、出行速度等，并可利用长期历史数据训练识别其夜间常住地与白天工作地。
以下数据可以基于各分析区域统计：区域动态人口、区域常住人口、工作人口、通勤人口分布、区域过境、产生、吸引、逗留客流、区域间OD客流、校核线客流等等（见表1）。
（2）人口分布及其活动规律是城市规划的基础，但难以准确把握。目前关于杭州居民出行及其分布数据的传统采集方式存在一定的问题。例如：①据了解，统计部门公布的常住人口是以2010年第六次人口普查为基础，每年进行小样本调查修正得到，由于落户政策、就业门槛、公共服务差异等因素，可能导致常住人口注册地和实际居住地分离，从而影响常住人口数量和分布的准确性；②就业岗位分布主要通过统计部门经济普查中单位在册职工数得到，但是目前普遍存在职工实际工作地与在册地分离的现象；③关于工作人口的居住地和工作地的空间分布情况，传统方法是采用入户调查的方式，但是由于人力、财力投入较大，居民出行调查往往样本量低（一般在3%以下），难以准确把握职住空间关系；④城市空间布局模式难以度量，“大饼”还是“组团”式布局模式不仅反映在空间形态上，也应体现在人口活动关联上。此外还存在公共服务设施服务半径与实际分布缺乏校验、外来人口分布特征难以把握等方面的问题，借助手机信令数据有望解决以上问题[2]。
（3）城市空间布局结构识别对于把握城市发展规律具有重要作用，区域间居民时空活动在一定程度上反映了城市空间布局。传统区域间人口活动分析方法多是采用小样本抽样调查或经济普查，人力、物力耗费较大。近些年随着智能手机和智能交通兴起，GPS、线圈、电警等数据已得到广泛应用，但由于不能进行连续跟踪或样本偏差较大，分析结果实用性较差。信令数据接近全样本且具有连续性，通过综合所有手机用户时空信息，能够从大区层面较为准确的分析出人口活动情况，从而为城市空间布局模式进行持续追踪和度量提供了可能。例如：杭州市城市总体规划提出了中心城区“三城联动”的发展战略，根据信令数据分析，杭州商务区人口与出行特征为：城市中主要商务活动区域、城市发展中枢。手机信令数据分析显示：商务区内工作岗位10万，常住人口9.1万人（其中常住通勤人口为4.1万人，低频出行人口为4.0万人，外地常住人口1万人）；早上7点以后，商务区人口迅速增加，中午时段稍有回落，下午17点达到全天瞬间人口最大值，接近12万人，晚高峰后，人口逐渐降低。 （4）旅游季节人口分布与活动特征
杭州是典型的旅游城市，具有明显季节特征[9]。手机信令数据可以通过对停留时间（2～7d）和外地手机号码分析得到旅游人口活动规律。
“十一”期间，杭州市旅游人口中本省外市人占旅游总人口数的66.7%。本省游客多来自于周边城市，其中周边地区来旅游人口最多，占比38%。来自外省的旅游人口主要分布在中东部，而西部来旅游人口数量较少，其中江苏来杭州旅游人口最多，占比12.6%。旅游人口昼夜分布呈现出夜间相对集中，白天人口向旅游区扩散的特征[3]。
（5）大型公共服务设施辐射范围识别
利用手机信令数据可以对大型公共服务设施的服务范围进行识别，改进以简单的服务半径划定服务范围的常用方法。本文利用信令数据对杭州主要体育场馆、公园等的人员出行进行了分析，对比发现：公共体育设施需求以3km以内为主，主要服务周边居民，距离是活动人群出行考虑的主要因素，去体育设施活动人群由近到远呈现较为明显的递减趋势；从体育设施规模等级上看，规模等级越高（如国信体育中心），则覆盖范围越大。以杭州体育中心为例，3km以内出行客流约占总出行量的77.8%，平均出行距离约2.1km。另外需要指出的是：在利用信令数据对于大型公共服务设施分析时，由于研究范围较小，基站选取至关重要，外围基站对设施内部基站干扰要尽可能小，否则对分析结果将会产生较大影响[4]。
3 结 语
城市活动系统分析一直是各项城市规划中分析的难题，主要的难点在于活动系统分析需要定量化编制，由于传统的调查方法成本高、周期长，样本率低，误差大，不能实时更新，随着21世纪个人手机终端的普及，出行群体中手机拥有率和使用率已经达到相当高的比例，手机数据为人口分布与人口活动分析提供了很好的探测器功能。手机信令数据成为一种低成本、动态化、大样本的调查方法。杭州市在现代信息技术的成果转换和应用方面，已实现了初步的商业应用。
参考文献
[1]胡 斌.智能手机省电的UMTS網络优化方案研究[J].移动通信，2016（14）：52～55.
[2]陈 欢.基于手机信令数据的人员出行特征跟踪调查[J].交通与运输，2017（z1）：92～94，98.
[3]陈菁菁.城市轨道交通客流检测技术的特征及其应用分析[J].城市轨道交通研究，2018（1）：137～142.
[4]毛晓汶.基于手机信令技术的区域交通出行特征研究[D].重庆交通大学，2014.
收稿日期：2018-3-24
作者简介：陈 臻（1969-），女，汉族，浙江余姚人，工程师，本科，主要从事交通规划工作。