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GPS技術在智能交通系統(tǒng)中的應用分析(上)

ainet.cn   2006年11月16日
交通系統(tǒng)是一個人、車、路及其環(huán)境綜合作用的復雜而龐大的系統(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?,F(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、控制技術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)相結合可以實時、準確地提供位置信息,可見GPS是實現(xiàn)交通智能化的關鍵技術。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實現(xiàn)全體候、連續(xù)、實時的三維導航定位和測速。接收器通過GPS衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)計算二維(經度、緯度)或三維(經度、緯度、高度)位置[2]。
   GPS定位技術具有精度高、速度快、成本低的顯著優(yōu)點,成為目前世界上應用范圍最廣泛、實用性最強的全球精密授時、測距、導航、定位系統(tǒng)。我國GPS技術也在測量、海空導航、車輛引行、導彈制導、精密定位、動態(tài)觀測、時間傳遞、速度測量等方面加以應用。
   二、GPS在ITS中的應用
   目前,隨著GPS衛(wèi)星導航定位技術與無線電通信網絡的發(fā)展,GPS在ITS中的應用主要分為兩大類。
   1、基于GPS技術實現(xiàn)的導航系統(tǒng)
   如圖1所示,基于GPS實現(xiàn)的車輛導航系統(tǒng)由GPS接收機、微處理機、導航軟件、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,用以確定車輛位置。導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導航信息。主要典型應用包括:
  ?。?)車輛導航
   GPS車輛監(jiān)控中心則為實時為其提供導航及其他增值服務,如:“前方路口右轉”、“您已經偏離航線”、“前方lkm堵車,請選擇其他路線”等信息提示。車輛導航系統(tǒng)的原理如圖1所示。
  ?。?)行人導航
   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,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、無線電通信網絡、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度,同時為駕駛員提供交通、公安和服務信息。根據(jù)不同要求,該系統(tǒng)管理的車輛可安裝車輛導航系統(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)化設計軟件、車輛運營調度管理系統(tǒng)軟件、車輛報警緊急處理軟件等。
   主要典型應用包括:
  ?。?)急救工交車監(jiān)控和調度系統(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,再將調度命令發(fā)送給司機,及時調整車輛運行情況,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,并預測到站時間,為乘客提供方便。
  ?。?)的士叫車服務系統(tǒng)
   的士叫車服務系統(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時,快速通過GPS定位找到離乘客最近的空載車,馬上答復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)快速響應的優(yōu)質叫車服務。
  ?。?)長途運輸貨運系統(tǒng)

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