GPS技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用分析(上)

　　交通系統(tǒng)是一個(gè)人、車、路及其環(huán)境綜合作用的復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，因此，僅分別從人、車、路方面考慮以期徹底解決交通擁擠問(wèn)題是不切實(shí)際的。現(xiàn)在，人們開始從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將人、車、路等因素綜合考慮，將現(xiàn)代通訊技術(shù)、控制技術(shù)等綜合運(yùn)用于運(yùn)輸系統(tǒng)管理：
　　一方面使人、車等交通系統(tǒng)中的“節(jié)點(diǎn)”對(duì)系統(tǒng)狀況有充分了解，從而做出靈活的反映；另一方面使交通管理者能夠動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地了解和監(jiān)控交通系統(tǒng)，使系統(tǒng)發(fā)揮最高效率，使“節(jié)點(diǎn)”和系統(tǒng)能夠智能交互，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能化，這就是智能交通系統(tǒng)（ITS，Intelligent Transportation System）[1]。
　　車輛的位置是ITS的重要信息。全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息（GPS）相結(jié)合可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地提供位置信息，可見GPS是實(shí)現(xiàn)交通智能化的關(guān)鍵技術(shù)。隨著信息化進(jìn)程的加快，智能交通系統(tǒng)將在現(xiàn)代化交通工程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
　　 一、GPS技術(shù)概述
　　全球定位系統(tǒng)（GPS，Global Poitioning System）是由美國(guó)建立了一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，一般由空間部分、地面監(jiān)控部分以及用戶接收機(jī)三大部分組成，包括24顆衛(wèi)星（21顆主用，3顆備用），利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全體候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速。接收器通過(guò)GPS衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算二維（經(jīng)度、緯度）或三維（經(jīng)度、緯度、高度）位置[2]。
　　GPS定位技術(shù)具有精度高、速度快、成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)，成為目前世界上應(yīng)用范圍最廣泛、實(shí)用性最強(qiáng)的全球精密授時(shí)、測(cè)距、導(dǎo)航、定位系統(tǒng)。我國(guó)GPS技術(shù)也在測(cè)量、海空導(dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密定位、動(dòng)態(tài)觀測(cè)、時(shí)間傳遞、速度測(cè)量等方面加以應(yīng)用。
　　二、GPS在ITS中的應(yīng)用
　　目前，隨著GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，GPS在ITS中的應(yīng)用主要分為兩大類。
　　1、基于GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航系統(tǒng)
　　如圖1所示，基于GPS實(shí)現(xiàn)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS接收機(jī)、微處理機(jī)、導(dǎo)航軟件、顯示器、地理信息系統(tǒng)組成。
　　GPS接收機(jī)可同時(shí)接收四顆以上衛(wèi)星信號(hào)，確定三維坐標(biāo)，用以確定車輛位置。導(dǎo)航軟件用于整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和管理。顯示器可用于實(shí)體運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)顯示。地理信息系統(tǒng)用于存放地圖和有關(guān)導(dǎo)航信息。主要典型應(yīng)用包括：
　　（1）車輛導(dǎo)航
　　GPS車輛監(jiān)控中心則為實(shí)時(shí)為其提供導(dǎo)航及其他增值服務(wù)，如：“前方路口右轉(zhuǎn)”、“您已經(jīng)偏離航線”、“前方lkm堵車，請(qǐng)選擇其他路線”等信息提示。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的原理如圖1所示。
　　（2）行人導(dǎo)航
　　GPS在個(gè)人旅游中能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)衛(wèi)星定位，幫助旅游者獲得正確地理位置及路線，位置誤差可控制在10m以內(nèi)，確保不迷失方向，保障旅游者玩得快樂(lè)也安全。
　　2、基于GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的車輛運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)
　　車輛運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)是由GPS、GIS、無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體、遙測(cè)遙控集成為一體的一種新型車輛運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，如圖2所示，它主要是為了使車輛運(yùn)營(yíng)管理部門、安全保衛(wèi)部門及時(shí)掌握車輛的運(yùn)行狀況，便于對(duì)車輛進(jìn)行指揮調(diào)度，同時(shí)為駕駛員提供交通、公安和服務(wù)信息。根據(jù)不同要求，該系統(tǒng)管理的車輛可安裝車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，也可只裝GPS接收機(jī)，以提供車輛位置信息。
　　車輛監(jiān)控中心有多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)、一臺(tái)工作站與大屏幕顯示器。為了對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理，在計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有城市道路信息庫(kù)、車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件、重要車輛運(yùn)行路線優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件、車輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理系統(tǒng)軟件、車輛報(bào)警緊急處理軟件等。
　　主要典型應(yīng)用包括：
　　（1）急救工交車監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)[3]
　　急救部門、工交車和出租汽車可以采用GPS移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各車輛發(fā)口的信息進(jìn)行綜合分析，再將調(diào)度命令發(fā)送給司機(jī)，及時(shí)調(diào)整車輛運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)有效管理。同時(shí)，還可以推廣使用電子站牌，電子站牌通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路接收即將到站車輛發(fā)出的位置和速度信息，顯示車輛運(yùn)行信息，并預(yù)測(cè)到站時(shí)間，為乘客提供方便。
　　（2）的士叫車服務(wù)系統(tǒng)
　　的士叫車服務(wù)系統(tǒng)和GPS監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互通，它在客戶用電話請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，快速通過(guò)GPS定位找到離乘客最近的空載車，馬上答復(fù)客戶載客的士的車牌號(hào)和到達(dá)時(shí)間，并同時(shí)通知該車前往接送客人，從而實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的優(yōu)質(zhì)叫車服務(wù)。
　　（3）長(zhǎng)途運(yùn)輸貨運(yùn)系統(tǒng)