呂玉梅

摘要:近年來,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展使得對移動目標進行實時定位和遠程監(jiān)控調度成為可能。特別是全球數(shù)字移動通信技術(GSM)和地理信息技術(GIS)的出現(xiàn),更使得人們能夠對移動目標進行全國范圍、實時、全天候的監(jiān)控調度。本文主要論述了如何實現(xiàn)GPS系統(tǒng)對道路運輸管理的有效指揮、協(xié)調控制和管理。

關鍵詞:GPS;道路運輸管理;監(jiān)控系統(tǒng)

GIS技術、GPS技術及網絡技術作為道路運輸管理技術的重要組成部分,其應用領域日趨擴大。而道路運輸管理監(jiān)控系統(tǒng)集GPS、GIS和現(xiàn)代無線通信技術于一體,車載移動終端將車輛的動態(tài)位置、時間、狀態(tài)、監(jiān)控圖像等信息實時地通過無線通信信道傳至主監(jiān)控中心,監(jiān)控軟件在電子地圖上顯示車輛運動軌跡,并同時顯示被監(jiān)控車輛的行車狀態(tài)等信息;監(jiān)控中心也可以同時向移動終端發(fā)布命令和消息,實現(xiàn)道路運輸管理的信息化管理,提高效率并降低運營成本。目前,道路運輸管理監(jiān)控系統(tǒng)在實際中的應用日趨廣泛。

1 GPS系統(tǒng)的概念及其基本組成

GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)。簡單地說,這是一個由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以保證在任意時刻,地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛(wèi)星,以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測點的經緯度和高度,以便實現(xiàn)導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人,安全、準確地沿著選定的路線,準時到達目的地。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成:空間部分-GPS星座;地面控制部分-地面監(jiān)控系統(tǒng); 用戶設備部分-GPS信號接收機。

2 GPS系統(tǒng)在交通運輸管理中的技術應用

2.1 無線移動通信技術

目前,為了取得廣泛的覆蓋范圍和降低系統(tǒng)投入成本,GPS系統(tǒng)普遍采用成熟的公共移動通信網作為通信通道。當前GPS可用的較先進的通信網為GPRS網和CDMAlx?；贕PRS網的傳輸速度理論可以達100kbps以上,而2003年正式開通的CDMAlX網絡,由于采用了反向相干解調、前向快速功率控制等技術,理論帶寬可達300kb/S,目前實際應用帶寬在100kb/s左右(雙向對稱傳輸),傳輸速率高于GPRS,可提供更多的中高速率業(yè)務。

2.2 智能導航終端

在國內,安華北斗、奧星等公司最近已推出支持CDMAlx通信功能的GPS導航設備,與國外導航設備功能大致相當,能夠實現(xiàn)導航功能、電子地圖、轉向語音提示功能、定位功能、測速功能、顯示航跡。

2.3 電子地圖

智能交通系統(tǒng)的大部分信息都需要通過電子地圖來表示,電子地圖作為空間信息特別是交通信息的可視化產品,將交通路線及周圍環(huán)境以視覺感受的方式傳輸給用戶。

3 GPS技術在現(xiàn)代運輸管理中的應用

3.1 GPS技術的監(jiān)控定位原理

GPS定位原理是利用測距交會的原理確定點位。將無線電信號發(fā)射臺從地面點搬到衛(wèi)星上,組成一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),應用無線電測距交會的原理,便可由三個以上地面已知點(控制站)交會出衛(wèi)星的位置,反之,利用三個以上衛(wèi)星的已知空間位置,又可交會出地面未知點(用戶接收機)的位置。GPST/星發(fā)射測距信號和導航電文,導航電文中含有衛(wèi)星的位置信號。用戶用GPS接收機在某一時刻同時接受三顆以上的衛(wèi)星信號,測量出測站點(接收機天線中心)至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離,并計算出該時刻GPS衛(wèi)星的空間坐標,據此利用距離交會法計算出測站點的位置。

3.2 基于GPS技術的運輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的原理

由于在任一時刻地球上任一目標均能通過GPS系統(tǒng)得知其三維坐標、三維速度和準確時間,故若在車輛上安裝GPS接收機,便能實時獲知車輛位置、運行速度和運動方向,再把這些信息及一些傳感器的數(shù)據通過一定的通信手段供給主控中心,在主控中心電子地圖上,能清晰地顯示出車輛運行軌跡;主控中心根據車輛運行情況,再發(fā)出調度指令,以完成對車輛的集中監(jiān)控,甚至可以在一定程度上控制車輛的行為。

3.3 基于GPS技術的運輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的組成

基于GPS技術的運輸管理監(jiān)控系統(tǒng),主要由車載設備、監(jiān)控中心以及通信系統(tǒng)幾部分組成,基本工作流程是:車載設備在接收到GPS定位數(shù)據后,自動計算出自身所處的地理位置的坐標,每隔一段時間,車載臺通過數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM (Global System For Mobile Phones)將數(shù)據發(fā)送到監(jiān)控中心;監(jiān)控中心將收到的坐標數(shù)據及其他數(shù)據還原后,與地理信息系統(tǒng)GIS(Geographic Information System)的電子地圖相匹配,并接合其他子系統(tǒng)的數(shù)據庫在電子地圖上直觀地顯示車輛在途狀態(tài)信息(貨物在途情況、交貨時問、發(fā)貨地和到達地等),地圖本身可以任意放大、縮小、還原、切換、可開多個窗口以分別跟蹤不同的車輛;用戶可根據自己的權限在Intemet上通過用戶接口進行信息查詢或發(fā)出調度指令,此時控制中心會將該指令發(fā)送到指定的車輛,并在其車載設備上顯示出來。

3.4 基于GPS技術的運輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的應用

3.4.1 車輛跟蹤

基于GPS技術的運輸管理監(jiān)控系統(tǒng),可選定車輛進行跟蹤顯示,在監(jiān)控中心的電子地圖上選定跟蹤車輛,將其運行位置在地圖畫面上保存,形成直觀的運行軌跡。貨主、物流企業(yè)可以隨時隨地清楚地了解車輛的運行狀況、任務執(zhí)行和安排情況。

3.4.2 運行監(jiān)控

系統(tǒng)大屏幕可實現(xiàn)多窗口顯示,多窗口可同時監(jiān)視多輛車運行,并可顯示和存儲車輛的運行軌跡,以供運行評估,進行指揮調度。調度中心可隨時同跟蹤的車輛進行通話,實行話務指揮與車輛跟蹤相結合,實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。通過實時監(jiān)督運輸車輛,可以避免駕駛人員的不良駕駛行為,防止超速、疲勞駕駛等行為的出現(xiàn),保障司乘人員、貨物和車輛的安全;通過實施實時遠程監(jiān)控、報警,可以防盜防搶,預防和阻止違法犯罪行為的發(fā)生;通過監(jiān)督車輛是否按規(guī)定線路營運,可以堵塞或遏制車輛在行駛途中“換貨”等違規(guī)行為,提高運輸管理能力;在車輛發(fā)生事故時,可將事故車輛的位置和狀況等信息及時、準確地報告給監(jiān)控中心,使事故損失減小到最低限度。

3.4.3 信息查詢

通過查詢可實時地從電子地圖上直觀了解運輸車輛所處的地理位置,以及經度、緯度、速度等數(shù)據,還可以查詢到行車的路線、時間、里程等信息。系統(tǒng)可自動將車輛發(fā)送的數(shù)據與預設的數(shù)據進行比較,對發(fā)生的較大偏差進行報告,從而使后方管理人員可輕松準確地掌握公司的運輸作業(yè)。對于一些危險品運輸車輛,如果安裝了額外的監(jiān)測設備,用戶還可以查詢到貨物在運輸過程中的信息,以保障車輛安全、按時到達目的地。

結語

現(xiàn)代科技對經濟發(fā)展的促進作用越來越明顯,同樣GPS管理系統(tǒng)在現(xiàn)代物流、客貨運管理運營中,已經成為必然選擇,產生了巨大的經濟效益和社會效益。相比傳統(tǒng)管理方式,在實時性、大容量數(shù)據儲存、及時智能調度、自動報表生成等方面有著無可比擬的優(yōu)勢。也成為幾乎所有物流、海洋運輸、客貨長途運輸、公交、出租車、汽車租賃等單位的首選。如果在降低管理成本手段、及時調度決策等方面進行流程再造,將在企業(yè)降本增效、節(jié)省開支等方面發(fā)揮重大作用。