特許 6075725 携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置、プログラム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6075725

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置、プログラム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/13 20060101AFI20170130BHJP

   H04M 11/00 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/13ZIT

   H04M11/00 301

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-272316(P2012-272316)

(22)【出願日】2012年12月13日

(65)【公開番号】特開2014-119798(P2014-119798A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2015年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135068

【弁理士】

【氏名又は名称】早原 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 孝文

(72)【発明者】

【氏名】黒川 茂莉

(72)【発明者】

【氏名】村松 茂樹

【審査官】 柳幸 憲子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０８５０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５２６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２８７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６７３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１２１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１６８０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／１３

Ｈ０４Ｍ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

広域無線通信網に接続されており、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置であって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積手段と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積手段と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割手段と、
前記移動対象物毎に、前記確率分布蓄積手段の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する移動確率算出手段と、
時間経過に応じた前記携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて前記移動確率算出手段を繰り返すように制御し、前記移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する存在確率算出手段と、
前記存在確率算出手段の木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する移動対象物推定手段と
を有することを特徴とする装置。

【請求項2】

前記移動確率算出手段は、
先の分割領域及び後の分割領域に複数の任意の点を散布し、先の任意の点から後の任意の点へ間の距離lについて、先の基地局に接続した時刻と後の基地局に接続した時刻との間の時間tを要する移動確率を、前記移動対象物毎に、前記確率分布を用いて算出し、
前記移動対象物毎に、複数の任意の点の間の移動確率の平均値を、先の分割領域から後の分割領域へ当該移動対象物が利用されたであろう移動確率とする
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記確率分布蓄積手段の確率分布は、移動対象物毎に、移動速度の平均値ν及び標準偏差σによって予め規定された確率分布であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記確率分布は、以下の式によって算出される

【数1】

tn：先の時刻
tn+1：後の時刻
Ptn：先の時刻tnにおける任意の第１の点
Ptn+1：後の時刻tn+1における任意の第２の点
ｌ_Ptn,Ptn+1：第１の点Ptnと第２の点Ptn+1との間の距離
ｇ：第１の点Ptnから第２の点Ptn+1への時間tn+1−tnで移動できる確率
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記通信履歴蓄積手段の複数の通信履歴を、所定時間の時間窓（時間区間）に分割する時間窓分割手段と、
前記時間窓毎に、複数の基地局位置情報に基づく位置の確率分布が、多峰性である場合には「移動」と判定する移動判定手段と
を更に有し、
前記移動確率算出手段は、移動と判定された所定数以上連続する時間窓について、前記移動確率を算出する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

前記移動判定手段は、時間窓毎に、
（Ｓ１）任意の点（位置情報）を、最初の中心点とし、
（Ｓ２）中心点から、第１の閾値の半径の円に含まれる点を用いて、重心を算出し、
（Ｓ３）重心と現在の中心点との差が、第２の閾値以下であるか否かを判定し、
（Ｓ４）Ｓ３によって偽と判定された場合、その重心を次の中心点として、再びＳ２へ戻って、変化量が第２の閾値以下に収まるまで繰り返し、
（Ｓ５）Ｓ３によって真と判定された場合、その重心を代表点位置情報とし、
最後に、当該時間窓について、代表点位置情報の種類数が、複数個の場合には「移動」と判定することを特徴とする請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記移動判定手段は、最後に、当該時間窓について、全ての代表点が第１の閾値又は第２の閾値の半径の円周領域内に収まる場合、収束した代表点の種類数が１個であるとみなすことを特徴とする請求項６に記載の装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の装置を、広域無線通信網に接続した通信設備装置であって、前記通信履歴蓄積手段に通信履歴を蓄積するために、
基地局識別子及び基地局位置情報を対応付けて記憶する基地局位置情報管理手段と、
携帯端末を配下に接続させる基地局から、携帯端末毎における通信された日時刻及びその基地局識別子の通信履歴を収集する通信履歴収集手段と、
前記基地局位置情報管理手段を用いて、前記通信履歴毎に、前記基地局識別子に対応する基地局位置情報を更に対応付ける位置情報履歴生成手段と
を更に有することを特徴とする通信設備装置。

【請求項9】

広域無線通信網に接続されており、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積手段と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積手段と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割手段と、
前記移動対象物毎に、前記確率分布蓄積手段の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する移動確率算出手段と、
時間経過に応じた前記携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて前記移動確率算出手段を繰り返すように制御し、前記移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する存在確率算出手段と、
前記存在確率算出手段の木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する移動対象物推定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項10】

広域無線通信網に接続された通信設備装置について、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する方法であって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積部と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積部と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割部と
を有し、
前記通信履歴蓄積部に蓄積された通信履歴について、前記移動対象物毎に、前記確率分布蓄積部の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する第１のステップと、
時間経過に応じた前記携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて第１のステップを繰り返すように制御し、前記移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する第２のステップと、
第２のステップの木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する第３のステップと
を有することを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯端末を所持したユーザの移動を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話機やスマートフォンに代表される携帯端末には、ＧＰＳ(Global Positioning System)のような測位機能が、一般的に搭載されてきている。そのため、ユーザは、携帯端末を用いて現在位置を測位できると共に、その位置をネットワークを介してサーバへ送信することによって、様々なサービスの提供を受けることができる。

【0003】

従来、サーバが、携帯端末から位置情報を収集することによって、そのユーザが搭乗する移動対象物を推定する技術がある（例えば非特許文献１参照）。この技術によれば、移動対象物として「車」「電車」「飛行機」「自転車」のように識別することができる。しかし、携帯端末について、ＧＰＳ機能及びそのアプリケーションを常時起動させておく必要があると共に、その位置情報におけるパケットの送出量も増加させてしまう。結果的に、携帯端末の消費電力が高くなり、携帯端末の電池の消耗を早めることとなる。

【0004】

これに対し、携帯端末の消費電力を低く抑えるべく、当該携帯端末に内蔵された加速度センサを用いて、移動対象物を推定する技術もある（例えば非特許文献２及び３参照）。特に非特許文献２の技術によれば、加速度の振動パターンが移動対象物毎に異なることを利用して、加速度のピーク周波数等を特徴量として、移動対象物を推定することができる。しかし、携帯端末は、計測した加速度データをサーバへ送信する必要がある。リアルタイムに、ユーザが搭乗する移動対象物を推定することとなれば、結果的に、送信すべき加速度データのパケットの送出量は増加することとなる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Leon Stenneth 、Ouri Wolfson、 Philip S. Yu、 Bo Xu: Transportation ModeDetection using Mobile Phones and GIS Information. In Proceedings of the ACMSIGSPATIAL International Conference on Advances in Geographic InformationSystems(2011) pp.54-63

【非特許文献2】Zhixian Yan、 Vigneshwaran Subbaraju、 DipanjanChakraborty、 Archan Misra、 KarlAberer: Energy-Efficient Continuous Activity Recognition on Mobile Phones: AnActivity-Adaptive Approach. In Proceedings of the International Symposium onWearable Computing(2012)

【非特許文献3】Arei Kobayashi、 Shigeki Muramatsu、 Daisuke Kamisaka、 Takafumi Watanabe、 Atsunori Minamikawa、 Takeshi Iwamoto、 Hiroyuki Yokoyama: Shaka:User Movement Estimation Considering Reliability、 PowerSaving、 and Latency Using Mobile Phone. IEICETransactions 94-D(6): 1153-1163 (2011)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

通常、通信事業者設備としては、その携帯端末が配下となる基地局の位置情報の履歴を収集することができる。そこで、本願の発明者らは、基地局位置情報のみから、ユーザが搭乗する移動対象物を推定することが好ましい、と考えた。この場合、携帯端末は、ＧＰＳ機能を起動させる必要もないし、測位情報や加速度データをサーバへ送信する必要もない。しかしながら、このような基地局位置情報は、空間的粒度が粗くかつ時間間隔が一定でないという問題がある。

【0007】

そこで、本発明では、携帯端末の測位機能を起動させることなく、通信事業者設備によって取得可能な、空間的粒度が粗く且つ時間間隔が一定でない基地局位置情報を用いて、ユーザが搭乗する移動対象物を推定することができる通信設備装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、広域無線通信網に接続されており、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置であって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積手段と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積手段と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割手段と、
移動対象物毎に、確率分布蓄積手段の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する移動確率算出手段と、
時間経過に応じた携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて移動確率算出手段を繰り返すように制御し、移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する存在確率算出手段と、
存在確率算出手段の木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する移動対象物推定手段と
を有することを特徴とする。

【0009】

本発明の装置における他の実施形態によれば、
移動確率算出手段は、
先の分割領域及び後の分割領域に複数の任意の点を散布し、先の任意の点から後の任意の点へ間の距離lについて、先の基地局に接続した時刻と後の基地局に接続した時刻との間の時間tを要する移動確率を、移動対象物毎に、確率分布を用いて算出し、
移動対象物毎に、複数の任意の点の間の移動確率の平均値を、先の分割領域から後の分割領域へ当該移動対象物が利用されたであろう移動確率とすることも好ましい。

【0010】

本発明の装置における他の実施形態によれば、確率分布蓄積手段の確率分布は、移動対象物毎に、移動速度の平均値ν及び標準偏差σによって予め規定された確率分布であることも好ましい。

【0011】

本発明の装置における他の実施形態によれば、確率分布は、以下の式によって算出されることも好ましい。

【数1】

tn：先の時刻
tn+1：後の時刻
Ptn：先の時刻tnにおける任意の第１の点
Ptn+1：後の時刻tn+1における任意の第２の点
ｌ_Ptn,Ptn+1：第１の点Ptnと第２の点Ptn+1との間の距離
ｇ：第１の点Ptnから第２の点Ptn+1への時間tn+1−tnで移動できる確率

【0012】

本発明の装置における他の実施形態によれば、
通信履歴蓄積手段の複数の通信履歴を、所定時間の時間窓（時間区間）に分割する時間窓分割手段と、
時間窓毎に、複数の基地局位置情報に基づく位置の確率分布が、多峰性である場合には「移動」と判定する移動判定手段と
を更に有し、
移動確率算出手段は、移動と判定された所定数以上連続する時間窓について、移動確率を算出することも好ましい。

【0013】

本発明の装置における他の実施形態によれば、
移動判定手段は、時間窓毎に、
（Ｓ１）任意の点（位置情報）を、最初の中心点とし、
（Ｓ２）中心点から、第１の閾値の半径の円に含まれる点を用いて、重心を算出し、
（Ｓ３）重心と現在の中心点との差が、第２の閾値以下であるか否かを判定し、
（Ｓ４）Ｓ３によって偽と判定された場合、その重心を次の中心点として、再びＳ２へ戻って、変化量が第２の閾値以下に収まるまで繰り返し、
（Ｓ５）Ｓ３によって真と判定された場合、その重心を代表点位置情報とし、
最後に、当該時間窓について、代表点位置情報の種類数が、複数個の場合には「移動」と判定することも好ましい。

【0014】

本発明の装置における他の実施形態によれば、
移動判定手段は、最後に、当該時間窓について、全ての代表点が第１の閾値又は第２の閾値の半径の円周領域内に収まる場合、収束した代表点の種類数が１個であるとみなすことも好ましい。

【0015】

本発明によれば、前述した装置を、広域無線通信網に接続した通信設備装置であって、通信履歴蓄積手段に通信履歴を蓄積するために、
基地局識別子及び基地局位置情報を対応付けて記憶する基地局位置情報管理手段と、
携帯端末を配下に接続させる基地局から、携帯端末毎における通信された日時刻及びその基地局識別子の通信履歴を収集する通信履歴収集手段と、
基地局位置情報管理手段を用いて、通信履歴毎に、基地局識別子に対応する基地局位置情報を更に対応付ける位置情報履歴生成手段と
を更に有することを特徴とする。

【0016】

本発明によれば、広域無線通信網に接続されており、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積手段と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積手段と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割手段と、
移動対象物毎に、確率分布蓄積手段の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する移動確率算出手段と、
時間経過に応じた携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて移動確率算出手段を繰り返すように制御し、移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する存在確率算出手段と、
存在確率算出手段の木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する移動対象物推定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

【0017】

本発明によれば、広域無線通信網に接続された通信設備装置について、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定する方法であって、
携帯端末毎に、通信された日時刻及びその基地局位置情報を対応付けた複数の通信履歴を蓄積した通信履歴蓄積部と、
移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積した確率分布蓄積部と、
基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離に基づく領域をｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する領域分割部と
を有し、
通信履歴蓄積部に蓄積された通信履歴について、移動対象物毎に、確率分布蓄積部の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する第１のステップと、
時間経過に応じた携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて第１のステップを繰り返すように制御し、移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する第２のステップと、
第２のステップの木構造について、存在確率が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する第３のステップと
を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の通信設備装置、プログラム及び方法によれば、携帯端末の測位機能を起動させることなく、通信事業者設備によって取得可能な、空間的粒度が粗く且つ時間間隔が一定でない基地局位置情報を用いて、ユーザが搭乗する移動対象物を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】移動対象物の移動を表す空間的な外観図である。

【図2】本発明における移動対象物を推定する装置の機能構成図である。

【図3】基地局位置情報の表である。

【図4】通信履歴の表である。

【図5】通信履歴に基地局位置情報を対応付けた表である。

【図6】各時間窓の表である。

【図7】図５の表を、図６の時間窓で分割した表である。

【図8】多峰性か否かを判定するためのフローチャートである。

【図9】分割領域間を移動した距離を表す説明図である。

【図10】ｋ＝３，４の分割領域を表す説明図である。

【図11】分割領域間の移動確率を算出するための任意の点の散布を表す説明図である。

【図12】先の分割領域から後の分割領域へ任意の点を結ぶ線分それぞれに、自動車及び電車における移動確率を表す説明図である。

【図13】移動対象物「自動車」について時間経過に応じた存在確率の木構造を表す説明図である。

【図14】移動対象物「電車」について時間経過に応じた存在確率の木構造を表す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0021】

図１は、移動対象物の移動を表す空間的な外観図である。

【0022】

ユーザに所持された携帯端末（例えば携帯電話機やスマートフォン）は、いずれの位置にあっても、常に、基地局の配下にあってその基地局と通信し続けている。図１によれば、ユーザは、移動対象物に搭乗しており、携帯端末の移動は、その移動対象物の移動と同じものとなる。

【0023】

多数の基地局を統合する通信事業者設備では、携帯端末毎に、空間的粒度が粗く、且つ、時間間隔が一定でない基地局位置情報を常に収集することができる。「空間的粒度が粗く」とは、位置情報同士の地理的な距離が比較的長いことを意味する。また、「時間間隔が一定でない」とは、位置情報の取得時間間隔が比較的ばらついていることを意味する。

【0024】

広域無線通信網（携帯電話網）に接続された基地局３は、その配下に位置する携帯端末２と通信することによって、その日時刻を通信履歴として取得する。通信履歴は、携帯端末に対するユーザ操作を要するメールの送受信やＷｅｂページの閲覧の時に限られない。携帯端末にインストールされたアプリケーションが自動的に実行するデータの送受信の時にも、基地局３によって携帯端末２からの通信履歴として取得される。

【0025】

図１によれば、移動対象物として、「電車」「自転車」「自動車」が表されている。移動対象物毎に、基地局の通信履歴が、時間経過に応じて以下のように推移している。
「電車」 ：基地局３Ａ->基地局３Ｂ->基地局３Ｃ
「自転車」 ：基地局３Ｂ->基地局３Ｅ
「自動車」：基地局３Ａ->基地局３Ｂ->基地局３Ｄ

【0026】

図２は、本発明における移動対象物を推定する装置の機能構成図である。

【0027】

本発明における装置１は、携帯端末を所持したユーザが搭乗する移動対象物を推定するものであって、通信履歴を予め蓄積したものである。また、装置１は、通信履歴を予め蓄積することなく、広域無線通信網（携帯電話網）に設置することによって基地局３から通信履歴を収集する通信設備装置であってもよい。

【0028】

図２によれば、移動対象物推定用の装置１は、本発明の特徴機能として、通信履歴蓄積部１２０と、確率分布蓄積部１２１と、領域分割部１２２と、移動確率算出部１２３と、存在確率算出部１２４と、移動対象物推定部１２５と、アプリケーション処理部１３とを有する。アプリケーション処理部１３は、本発明によって推定された各ユーザが搭乗する移動対象物に基づいて、様々なサービスを実行する。通信インタフェース部を除くこれら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、図２によれは、各機能構成部を用いた処理の流れは、移動対象物を推定する方法としても理解できる。

【0029】

また、装置１は、広域無線通信網（携帯電話網）に設置された通信設備装置である場合、通信履歴蓄積部１２１へ通信履歴を蓄積するために、オプション機能として、広域通信網に接続する通信インタフェース部１０と、基地局位置情報管理部１１１と、通信履歴収集部１１２と、位置情報履歴生成部１１３とを更に有する。また、通信履歴蓄積部１２０から出力された通信履歴に対して、時間窓分割部１１４と、移動判定部１１５とを更に有することも好ましい。以下では、装置１は、通信設備装置であるものとして説明する。

【0030】

［基地局位置情報管理部１１１］
基地局位置情報管理部１１１は、基地局識別子と基地局位置情報とを対応付けて記憶する。

【0031】

図３は、基地局位置情報の表である。基地局識別子毎に、緯度・経度の基地局位置情報が対応付けられている。図３によれば、基地局１は、緯度35.825及び経度139.510の位置に設置されていることが理解できる。また、基地局３は、緯度35.825及び経度139.520の位置に設置されていることが理解できる。尚、このような基地局位置情報は、基地局位置情報管理部１１１内に予め蓄積したものであってもよいし、通信インタフェース部１０を介して各基地局３から取得するものであってもよい。

【0032】

［通信履歴収集部１１２］
通信履歴収集部１１２は、携帯端末２を配下に接続させる基地局３から、携帯端末２毎における日時刻及び基地局識別子の通信履歴を収集する。

【0033】

図４は、通信履歴の表である。通信履歴は、基地局３が携帯端末２からの通信を受け付けた記録である。通信履歴は、以下のように、携帯端末２の「端末識別子」（アドレス、電話番号、識別番号等）毎に、「日時刻」及び「基地局識別子」が対応付けられている。
通信履歴（端末識別子、日時刻、基地局識別子）
図４における最初のログによれば、携帯端末０００１は、２０１０年６月１５日１７：５４：５０に、基地局３と通信したことが記録されている。また、携帯端末０００１は、２０１０年６月１５日１７：５７：００には、基地局１と通信したことが記録されている。

【0034】

［位置情報履歴生成部１１３］
位置情報履歴生成部１１３は、基地局位置情報管理部１１１を用いて、通信履歴毎に、基地局識別子に対応する基地局位置情報を更に対応付ける。その通信履歴は、通信履歴蓄積部１２０へ出力される。

【0035】

図５は、通信履歴に基地局位置情報を対応付けた表である。図５の表は、図４の表の基地局識別子の部分に、図３の基地局の緯度・経度が対応付けられたものである。図５における最初のログによれば、携帯端末０００１は、２０１０年６月１５日１７：５４：５０に、緯度35.825及び経度139.520の基地局と通信したことが理解できる。また、携帯端末０００１は、２０１０年６月１５日１７：５７：００に、緯度35.825及び経度139.510の基地局と通信したことが理解できる。

【0036】

［通信履歴蓄積部１２０］
通信履歴蓄積部１２０は、位置情報履歴生成部１１３から出力された通信履歴を蓄積する。

【0037】

［時間窓分割部１１４］
時間窓分割部１１４は、通信履歴蓄積部１２０から出力された複数の通信履歴を、所定の時間窓（時間区間）に分割する。時間窓は、時間幅Ｔ及びシフト幅Ｓによって決定される。シフト幅Ｓとは、開始時刻をＳだけ遅らせたものである。即ち、Ｔ＞Ｓの場合、時間窓は、Ｔ−Ｓだけ重畳することとなる。

【0038】

時間幅Ｔは、「どの時間幅で移動と判定するか」を決めるパラメータである。時間窓内に所定数以上の位置情報がない場合には滞在／移動の判定が難しい。そのために、時間幅Ｔは、全体の通信履歴数から判断して、時間窓内にできる限り所定数以上の位置情報が入るように決める必要がある。

【0039】

また、シフト幅Ｓは、その幅を短くすると、滞在時間区間の時間解像度が増す。一方で、その幅を長くすると、時間窓の数が多くなるため、計算量が増大する。従って、シフト幅Ｓは、アプリケーションが求める時間解像度及び処理時間に応じて決める必要がある。

【0040】

図６は、各時間窓の表である。図６によれば、Ｔ＝２０分及びＳ＝１０分とした場合における、各時間窓の開始時刻及び終了時刻を表す。図６によれば、時間窓１は、17:50:00〜18:09:59であり、Ｔ＝00:20:00となっている。また、時間窓２は、18:00:00〜18:19:59であり、時間窓１に対してＳ＝00:10:00となっている。

【0041】

図７は、図５の表を、図６の時間窓で分割した表である。図７によれば、時間窓１には、５個の通信履歴が記録されており、時間窓３には、８個の通信履歴が記録されている。

【0042】

［移動判定部１１５］
移動判定部１１５は、時間窓毎に、複数の基地局位置情報に基づく位置の確率分布が、多峰性である場合には「移動」と判定し、そうでない場合には「滞在」と判定する。「多峰性」とは、位置の確率分布が複数の山の形状をしていることを意味する。即ち、１つの時間窓（例えば２０分）について、多峰性であるということは、その位置について「移動」と判定することができる。逆に、位置の確率分布が１つの山の形状をしている場合、単峰性を意味する。１つの時間窓について、単峰性であるということは、その位置について「滞在」中と判定することができる。

【0043】

尚、移動判定部１１５は、後述する時間クラスタリング部１２８のために、所定数以上の通信履歴が記録されていない時間窓については、「未判定」とすることも好ましい。例えば所定数２個以上の通信履歴が記録されていない時間窓については、「未判定」とする。

【0044】

図８は、多峰性か否かを判定するためのフローチャートである。

【0045】

図８によれば、移動判定部１１５は、位置情報の確率分布が多峰性か否かを判定するため、代表点計算処理を実行する。その結果、代表点の種類数が複数個であれば多峰性であって「移動」中と判定され、代表点の種類数が１個であれば単峰性であって「滞在」中と判定される。

【0046】

代表点計算処理は、各時間窓に含まれる複数の位置情報について、以下のステップによって実行される。
（Ｓ１）任意の点（位置情報）を、最初の中心点とする。
（Ｓ２）中心点から、第１の閾値（例えば２ｋｍ）の半径の円に含まれる点（位置情報）を用いて、重心を算出する。
（Ｓ３）次に、重心と現在の中心点との差（変化量）が、第２の閾値（例えば１００ｍ）以下であるか否かを判定する。
（Ｓ４）Ｓ３によって偽と判定された場合、その重心を次の中心点とする。そして、再びＳ２へ戻り、変化量が第２の閾値以下に収まるまで繰り返す。
（Ｓ５）Ｓ３によって真と判定された場合、その重心（収束した点）を代表点とする。
そして、最後に、各時間窓について、収束した代表点の種類数が、１個の場合には「滞在」と判定し、複数個の場合には「移動」と判定する。尚、収束した代表点が全て、第２の閾値の半径の円周領域内に収まる場合、収束した代表点の種類数が１個であるとみなしてもよい。尚、ここで、当該時間窓について、全ての代表点が第１の閾値又は第２の閾値の半径の円周領域内に収まる場合、収束した代表点の種類数が１個であるとみなすことも好ましい。

【0047】

以下では、図７の時間窓１及び時間窓３について、具体的に滞在／移動を、代表点抽出処理を用いて判定する。

【0048】

（時間窓１における移動判定）
（１）時間窓１の点（35.825、139.52）に関する１回目の重心を計算する。時間窓１の点（35.825、139.52）と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（２）時間窓１の点（35.825、139.52）に関する２回目の重心を計算する。２回目の重心計算では、中心点を（35.824、139.514）とする。中心点と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（３）１回目と２回目の重心計算の結果は同じであり変化量は１００ｍ以下であるので、時間窓１の点（35.825、139.52）の代表点は（35.824、139.514）となる。
（４）時間窓１の点（35.825、139.51）に関する１回目の重心を計算する。時間窓１の点（35.825、139.510）と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（５）時間窓１の点（35.825、139.51）に関する２回目の重心を計算する。２回目の重心計算では、中心点を（35.824、139.514）とする。中心点と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（６）１回目と２回目の重心計算の結果は同じであり、変化量は１００ｍ以下であるので、時間窓１の点（35.825、139.51）の代表点は（35.824、139.514）となる。
（７）時間窓１の点（35.820、139.51）に関する１回目の重心を計算する。時間窓１の点（35.820、139.510）と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（８）時間窓１の点（35.820、139.51）に関する２回目の重心を計算する。２回目の重心計算では、中心点を（35.824、139.514）とする。中心点と時間窓１に含まれるその他の点の距離はすべて２ｋｍ以内であるので、その他の点すべての平均をとると（35.824、139.514）となる。
（９）１回目と２回目の重心計算の結果は同じであり、変化量は１００ｍ以下であるので、時間窓１の点（35.820、139.51）の代表点は（35.824、139.514）となる。
以上より、計算された代表点はいずれの点についても（35.824、139.514）であり、代表点の種類数は１であるので、時間窓１は「滞在」と判定される。

【0049】

（時間窓３における移動判定）
（１）時間窓３の点（35.825、139.51）に関する１回目の重心を計算する。時間窓３の点（35.825、139.510）と時間窓３に含まれるその他の点の距離を計算すると、（35.825、139.51）、（35.820、139.51）、（35.820、139.51）、（35.825、139.52）、（35.820、139.51）は２ｋｍ以内であるがそれ以外は２ｋｍを超えるので、上述の点の平均をとると（35.822、139.512）となる。
（２）時間窓３の点（35.825、139.51）に関する２回目の重心を計算する。２回目の重心計算では、中心点を（35.822、139.512）とする。中心点と時間窓３に含まれるその他の点の時間窓３に含まれるその他の点の距離を計算すると、（35.825、139.51）、（35.820、139.51）、（35.820、139.51）、（35.825、139.52）、（35.820、139.51）、は２ｋｍ以内であるがそれ以外は２ｋｍを超えるので、上述の点の平均をとると（35.822、139.512）となる。
（３）１回目と２回目の重心計算の結果は同じであり、変化量は１００ｍ以下であるので、時間窓３の点（35.825、139.51）の代表点は（35.822、139.512）となる。
（４）時間窓３の点（35.850、139.53）に関する１回目の重心を計算する。時間窓３の点（35.850、139.530）と時間窓３に含まれるその他の点の距離を計算すると、（35.850、139.53）、（35.850、139.53）は２ｋｍ以内であるがそれ以外は２ｋｍを超えるので、上述の点の平均をとると（35.850、139.53）となる。
（５）時間窓３の点（35.850、139.53）に関する２回目の重心を計算する。２回目の重心計算では、中心点を（35.850、139.53）とする。中心点と時間窓３に含まれるその他の点の時間窓３に含まれるその他の点の距離を計算すると、（35.850、139.53）、（35.850、139.53）は２ｋｍ以内であるがそれ以外は２ｋｍを超えるので、上述の点の平均をとると（35.850、139.53）となる。
（６）１回目と２回目の重心計算の結果は同じであり、変化量は１００ｍ以下であるので、時間窓３の点（35.850、139.53）の代表点は（35.850、139.53）となる。
（７）時間窓３のその他の点の代表点の計算は省略する。
以上より、計算された代表点は（35.822、139.512）、（35.850、139.53）（以下省略）と２以上であるため、時間窓３は「移動」と判定される。

【0050】

尚、移動判定部１１５は、時間窓毎に、複数の基地局位置情報に対してカーネル密度推定(Kernel density estimation)を用いて単峰性か否かを判定することも好ましい。カーネル密度推定とは、確率変数の確率密度関数を推定するべく、ある母集団の標本のデータを外挿する方法である。この方法によれば、カーネル関数を用いて、峰となるコブを導出することができる。

【0051】

［確率分布蓄積部１２１］
確率分布蓄積部１２１は、移動対象物毎に、距離lの移動に要する時間tの確率分布を蓄積する。確率分布は、移動対象物毎に、移動速度の平均値ν及び標準偏差σによって予め規定された以下の式によって算出される。

【数2】

tn：先の時刻
tn+1：後の時刻
Ptn：先の時刻tnにおける任意の第１の点
Ptn+1：後の時刻tn+1における任意の第２の点
ｌ_Ptn,Ptn+1：第１の点Ptnと第２の点Ptn+1との間の距離
ｇ：第１の点Ptnから第２の点Ptn+1への時間tn+1−tnで移動できる確率

【0052】

［領域分割部１２２］
領域分割部１２２は、基地局毎に又は全ての基地局について、当該基地局を中心とした所定半径距離ｒに基づく領域（例えば円領域）を、ｋ（ｋ＞２）等分に予め分割して設定する。

【0053】

図９は、分割領域間を移動した距離を表す説明図である。

【0054】

図９によれば、基地局を中心とした所定半径距離ｒに基づく円領域が、２（ｋ＝２）等分に分割されている。ここで、時刻tnに第１の点Ptn（領域３Ａ１）に位置する移動対象物は、時刻tn+1に第２の点Ptn+1（領域３Ｂ１）へ移動している。また、その距離は、ｌ_Ptn,Ptn+1で表されている。

【0055】

図１０は、ｋ＝３，４の分割領域を表す説明図である。

【0056】

図１０（ａ）は、基地局を中心とした所定半径距離ｒに基づく円領域が、３（ｋ＝３）等分に分割されている。また、図１０（ｂ）は、基地局を中心とした所定半径距離ｒに基づく円領域が、４（ｋ＝４）等分に分割されている。

【0057】

尚、等分ｋに基づく分割領域の角度θを、適応的に変化させるものであってもよい。図１０によれば、第１の点Ptnと第２の点Ptn+1とを結ぶ直線を基準線として、複数の領域に分割されている。

【0058】

また、所定距離半径ｒを、適応的に変化させるものであってもよい。例えば、時刻tnに半径rである場合、時刻tn+1には、半径r×α（α＞１）とする。例えばΔtn＝tn+1−tnとした場合、αはΔtnに比例して大きくなる。

【0059】

［移動確率算出部１２３］
移動確率算出部１２３は、移動対象物毎に、確率分布蓄積部１２１の確率分布を用いて、先の基地局の各分割領域から後の基地局の各分割領域に対する全ての組み合わせについて移動確率を算出する。例えば図９の場合、移動対象物毎に、時刻tnにおける領域３Ａ１の第１の点Ptnから、時刻tn+1における領域３Ｂ２の第２の点Ptn+1へ移動する確率を算出する。これは、移動対象物毎に、移動速度の確率分布が異なることを利用したものである。

【0060】

図１１は、分割領域間の移動確率を算出するための任意の点の散布を表す説明図である。

【0061】

図１１によれば、移動確率算出部１２３は、先の分割領域及び後の分割領域に複数の任意の点を散布する。そして、先の任意の点から後の任意の点へ間の距離lについて、先の基地局に接続した時刻と後の基地局に接続した時刻との間の時間tを要する移動確率を、移動対象物毎に、確率分布を用いて算出する。

【0062】

図１２は、先の分割領域から後の分割領域へ任意の点を結ぶ線分それぞれに、自動車及び電車における移動確率を表す説明図である。

【0063】

図１２によれば、領域３Ａ１及び領域３Ｂ２にそれぞれ、４個の任意の点が散布され、破線矢印によって４本の線分が表されている。先の時刻tn＝9:00:20から後の時刻tn+1＝9:05:20までの間の距離は、移動対象物の速度に依存する。ここで、各移動対象物の移動速度は確率分布に従うものとする。移動確率蓄積部１２１に蓄積された移動速度の確率分布を用いることによって、移動時間及び距離から、その移動確率が算出される。

【0064】

図１２（ａ）によれば、対象物「自動車」の移動速度について、平均値ν＝３０ｋｍ／ｈ、及び、標準偏差σ＝√３５０であるとする。そして、その移動確率は、確率分布Ｎ（30km，350）に従うとする。線分１について、距離＝３ｋｍとすると、移動対象物「自動車」で移動したであろう移動確率は、以下のようになる。

【数3】

≒0.00112 （但しΔt＝1/3600）
線分２について、距離＝３．２ｋｍとすると、移動対象物「自動車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00142となる。
線分３について、距離＝３．５ｋｍとすると、移動対象物「自動車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00186となる。
線分４について、距離＝３．２ｋｍとすると、移動対象物「自動車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00142となる。

【0065】

図１２（ｂ）によれば、対象物「電車」の移動速度について、平均値ν＝４０ｋｍ／ｈ、及び、標準偏差σ＝２であるとする。そして、その移動確率は、確率分布Ｎ（40km，400）に従うとする。線分１について、距離＝３ｋｍとすると、移動対象物「電車」で移動したであろう移動確率は、以下のようになる。

【数4】

≒0.00243 （但しΔt＝1/3600）
線分２について、距離＝３．２ｋｍとすると、移動対象物「電車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00247となる。
線分３について、距離＝３．５ｋｍとすると、移動対象物「電車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00147となる。
線分４について、距離＝３．２ｋｍとすると、移動対象物「電車」で移動したであろう移動確率は、上述の式によって、0.00142となる。

【0066】

次に、移動対象物毎に、全ての線分（任意の点の間）の移動確率の平均値を、先の分割領域から後の分割領域へ当該移動対象物が利用されたであろう移動確率とする
図１２（ａ）によれば、移動対象物「自動車」が、領域３Ａ１から領域３Ｂ２へ移動する移動確率は、以下の式によって算出される。
（0.00112＋0.00142＋0.00188＋0.00142）／４＝0.00146
図１２（ｂ）によれば、移動対象物「電車」が、領域３Ａ１から領域３Ｂ２へ移動する移動確率は、以下の式によって算出される。
（0.00243＋0.00247＋0.00147＋0.00245）／４＝0.00220

【0067】

尚、前述した図２によれば、移動確率算出部１２３は、移動判定部１１５によって移動と判定された所定数以上連続する時間窓について、移動確率を算出することとなる。即ち、移動対象物が「滞在」（停止）である場合には、移動確率は算出されない。

【0068】

［存在確率算出部１２４］
存在確率算出部１２４は、時間経過に応じた携帯端末と接続する基地局の変化に基づいて移動確率算出手段を繰り返すように制御する。そして、移動対象物毎に、時間経過に応じた各基地局の各分割領域の移動確率をノードとする存在確率の木構造を生成する。

【0069】

図１３は、移動対象物「自動車」について時間経過に応じた存在確率の木構造を表す説明図である。
図１４は、移動対象物「電車」について時間経過に応じた存在確率の木構造を表す説明図である。

【0070】

図１３及び図１４によれば、携帯端末２が、時刻tn、tn+1、tn+2の時間経過に応じて、基地局３Ａ->３Ｂ->３Ｃと移動した場合を表す。このとき、先の分割領域と後の分割領域との間の全ての組み合わせについて、移動確率が、木構造の枝に履歴として記録されていく。最終的に、時刻tn+2に至るまでの移動確率の乗算値が、木構造のリーフの累積移動確率となる。

【0071】

尚、時間経過に応じて木構造が深くなっていくが、データ保存領域の確保の観点から、累積確率が所定閾値以下となったノードについては、破棄することが好ましい。

【0072】

［移動対象物推定部１２５］
存在確率算出部１２４の木構造について、存在確率（累積確率）が最も高いリーフにおける移動対象物を、当該携帯端末を所持したユーザが利用していると推定する。

【0073】

図１３及び図１４によれば、存在確率が最も高いリーフは、図１４における領域３Ａ１->３Ｂ２->３Ｃ２を辿った存在確率0.24のリーフである。これは、移動対象物「電車」である。従って、当該携帯端末を所持するユーザは、時刻tn〜tn+2について、「電車」に搭乗していたであろうと推定することができる。

【0074】

以上、詳細に説明したように、本発明の通信設備装置、プログラム及び方法によれば、携帯端末の測位機能を起動させることなく、通信事業者設備によって取得可能な、空間的粒度が粗く且つ時間間隔が一定でない基地局位置情報を用いて、ユーザが搭乗する移動対象物を推定することができる。

【0075】

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

【符号の説明】

【0076】

１ 通信設備装置
１０ 通信インタフェース部
１１１ 基地局位置情報管理部
１１２ 通信履歴収集部
１１３ 位置情報履歴生成部
１１４ 時間窓分割部
１１５ 移動判定部
１２０ 通信履歴蓄積部
１２１ 確率分布蓄積部
１２２ 領域分割部
１２３ 移動確率算出部
１２４ 存在確率算出部
１２５ 移動対象物推定部
１３ アプリケーション処理部
２ 携帯端末
３ 基地局

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】