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題是不切實際的。現(xiàn)在，人們開始從系統(tǒng)的觀點出發(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)等綜合運用于運輸系統(tǒng)管理：
　　一方面使人、車等交通系統(tǒng)中的“節(jié)點”對系統(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態(tài)、實時地了解和監(jiān)控交通系統(tǒng)，使系統(tǒng)發(fā)揮最高效率，使“節(jié)點”和系統(tǒng)能夠智能交互，實現(xiàn)整個系統(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)合可以實時、準(zhǔn)確地提供位置信息，可見GPS是實現(xiàn)交通智能化的關(guān)鍵技術(shù)。隨著信息化進程的加快，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）是由美國建立了一個衛(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)實現(xiàn)全體候、連續(xù)、實時的三維導(dǎo)航定位和測速。接收器通過GPS衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)計算二維（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，成為目前世界上應(yīng)用范圍最廣泛、實用性最強的全球精密授時、測距、導(dǎo)航、定位系統(tǒng)。我國GPS技術(shù)也在測量、海空導(dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密定位、動態(tài)觀測、時間傳遞、速度測量等方面加以應(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)實現(xiàn)的導(dǎo)航系統(tǒng)
　　如圖1所示，基于GPS實現(xiàn)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS接收機、微處理機、導(dǎo)航軟件、顯示器、地理信息系統(tǒng)組成。
　　GPS接收機可同時接收四顆以上衛(wèi)星信號，確定三維坐標(biāo)，用以確定車輛位置。導(dǎo)航軟件用于整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和管理。顯示器可用于實體運行情況的實時顯示。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)控中心則為實時為其提供導(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在個人旅游中能實現(xiàn)實時衛(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也安全。
　　2、基于GPS技術(shù)實現(xiàn)的車輛運營管理系統(tǒng)
　　車輛運營管理系統(tǒng)是由GPS、GIS、無線電通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體、遙測遙控集成為一體的一種新型車輛運營管理系統(tǒng)，如圖2所示，它主要是為了使車輛運營管理部門、安全保衛(wèi)部門及時掌握車輛的運行狀況，便于對車輛進行指揮調(diào)度，同時為駕駛員提供交通、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，以提供車輛位置信息。
　　車輛監(jiān)控中心有多臺微型計算機、一臺工作站與大屏幕顯示器。為了對車輛進行監(jiān)測與管理，在計算機內(nèi)裝有城市道路信息庫、車輛運行狀態(tài)監(jiān)測軟件、重要車輛運行路線優(yōu)化設(shè)計軟件、車輛運營調(diào)度管理系統(tǒng)軟件、車輛報警緊急處理軟件等。
　　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移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)對各車輛發(fā)口的信息進行綜合分析，再將調(diào)度命令發(fā)送給司機，及時調(diào)整車輛運行情況，實現(xiàn)有效管理。同時，還可以推廣使用電子站牌，電子站牌通過無線數(shù)據(jù)鏈路接收即將到站車輛發(fā)出的位置和速度信息，顯示車輛運行信息，并預(yù)測到站時間，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，它在客戶用電話請求服務(wù)時，快速通過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和到達時間，并同時通知該車前往接送客人，從而實現(xiàn)快速響應(yīng)的優(yōu)質(zhì)叫車服務(wù)。
　　（3）長途運輸貨運系統(tǒng)