GPS技術在智能交通系統中的應用分析(上)

　　交通系統是一個人、車、路及其環境綜合作用的復雜而龐大的系統，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。現在，人們開始從系統的觀點出發，將人、車、路等因素綜合考慮，將現代通訊技術、控制技術等綜合運用于運輸系統管理：
　　一方面使人、車等交通系統中的“節點”對系統狀況有充分了解，從而做出靈活的反映；另一方面使交通管理者能夠動態、實時地了解和監控交通系統，使系統發揮最高效率，使“節點”和系統能夠智能交互，實現整個系統的智能化，這就是智能交通系統（ITS，Intelligent Transportation System）[1]。
　　車輛的位置是ITS的重要信息。全球定位系統（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，智能交通系統將在現代化交通工程中發揮越來越重要的作用。
　　 一、GPS技術概述
　　全球定位系統（GPS，Global Poitioning System）是由美國建立了一個衛星導航定位系統，一般由空間部分、地面監控部分以及用戶接收機三大部分組成，包括24顆衛星（21顆主用，3顆備用），利用該系統，用戶可以在全球范圍內實現全體候、連續、實時的三維導航定位和測速。接收器通過GPS衛星發送的數據計算二維（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。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衛星導航定位技術與無線電通信網絡的發展，GPS在ITS中的應用主要分為兩大類。
　　1、基于GPS技術實現的導航系統
　　如圖1所示，基于GPS實現的車輛導航系統由GPS接收機、微處理機、導航軟件、顯示器、地理信息系統組成。
　　GPS接收機可同時接收四顆以上衛星信號，確定三維坐標，用以確定車輛位置。導航軟件用于整個系統的數據處理和管理。顯示器可用于實體運行情況的實時顯示。地理信息系統用于存放地圖和有關導航信息。主要典型應用包括：
　　（1）車輛導航
　　GPS車輛監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。車輛導航系統的原理如圖1所示。
　　（2）行人導航
　　GPS在個人旅游中能實現實時衛星定位，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技術實現的車輛運營管理系統
　　車輛運營管理系統是由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，如圖2所示，它主要是為了使車輛運營管理部門、安全保衛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。根據不同要求，該系統管理的車輛可安裝車輛導航系統，也可只裝GPS接收機，以提供車輛位置信息。
　　車輛監控中心有多臺微型計算機、一臺工作站與大屏幕顯示器。為了對車輛進行監測與管理，在計算機內裝有城市道路信息庫、車輛運行狀態監測軟件、重要車輛運行路線優化設計軟件、車輛運營調度管理系統軟件、車輛報警緊急處理軟件等。
　　主要典型應用包括：
　　（1）急救工交車監控和調度系統[3]
　　急救部門、工交車和出租汽車可以采用GPS移動目標監控系統對各車輛發口的信息進行綜合分析，再將調度命令發送給司機，及時調整車輛運行情況，實現有效管理。同時，還可以推廣使用電子站牌，電子站牌通過無線數據鏈路接收即將到站車輛發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。
　　（2）的士叫車服務系統
　　的士叫車服務系統和GPS監控系統互聯互通，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，從而實現快速響應的優質叫車服務。
　　（3）長途運輸貨運系統