張新星

（楊凌龍翔數(shù)字科技有限公司，陜西 楊凌 712000）

GPS在交通工程中的應(yīng)用

張新星

（楊凌龍翔數(shù)字科技有限公司，陜西 楊凌 712000）

長期以來，我國在交通工程方面一直著力探究和發(fā)展GPS技術(shù)與實踐相結(jié)合的方法和案例，取得了不錯的成果。本論文重點對GPS技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用方向和應(yīng)用現(xiàn)狀進行了敘述，并將應(yīng)用過程中的經(jīng)驗進行了總結(jié)。

GPS導航技術(shù)；交通工程；車載導航系統(tǒng)

目前GPS技術(shù)在交通工程中已經(jīng)得到廣泛深入的運用。很多大城市已經(jīng)開始將GPS技術(shù)應(yīng)用到日常生活中的交通運輸和道路工程方面，例如與市民息息相關(guān)的出租車、公交車服務(wù)、物流配送、汽車導航設(shè)備等相關(guān)行業(yè)已經(jīng)與GPS技術(shù)良好結(jié)合，實現(xiàn)了許多改變?nèi)藗兩罘绞降男鹿δ?，其中包括利用GPS對車輛進行定位和跟蹤，提供相應(yīng)導航等服務(wù)、實現(xiàn)車輛的調(diào)度和管理，保證車輛分布的合理性，提供最快的速度來滿足人們的乘車需求，并能減低能源消耗，一定程度上降低運行成本。

1 GPS在交通工程中的應(yīng)用方向

隨著GPS技術(shù)的日趨成熟，其在日常生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在人們生活水平不斷提高，社會車輛逐漸增多的情況下，如何更為合理科學地進行交通管理，為人們出行提供便利，為車隊調(diào)度提供參考信息，這成為GPS技術(shù)在交通工程中需要深入研究的應(yīng)用方向。目前，GPS技術(shù)在交通工程中應(yīng)用提供多個方面的功能。

1.1 提供出行路線的規(guī)劃和導航。出行之前，在相關(guān)導航設(shè)備中輸入起始點和目的地，導航設(shè)備便能提供一條從出發(fā)點到目的地的優(yōu)化路線，并且設(shè)備中相應(yīng)的程序會記錄這一數(shù)據(jù)，建立一個道路數(shù)據(jù)庫，以便下次出行提出參考依據(jù)。在行駛過程中，導航設(shè)備能夠?qū)崟r顯示自身目標在導航路線中的位置，有的導航設(shè)備自帶語音提示系統(tǒng)，在目標需要變更路線或在交叉路口等復(fù)雜地形時給予語音提示。一旦目標偏離預(yù)定導航行駛路線，系統(tǒng)會提示已偏離導航路線，并提示如何回到預(yù)定路線上。更為優(yōu)化的設(shè)備會自動分析當前行駛路線數(shù)據(jù)并提供另外一條導航路線，使目標始終在導航路線內(nèi)。

1.2 車輛跟蹤。將GPS定位技術(shù)和電子地圖相結(jié)合可以實時顯示出車輛的實際位置，通過屏幕對車輛進行實時跟蹤。在數(shù)據(jù)方面，歷史數(shù)據(jù)存儲、軌跡查詢、運營數(shù)據(jù)上傳、電招、調(diào)度、自動報站等，在監(jiān)測方面，可以監(jiān)測車輛移動和超速報警等。此項功能主要應(yīng)用于企業(yè)單位用車管理，物流運輸監(jiān)控調(diào)度，汽車租賃車輛跟蹤，私家汽車防盜定位等方面。

1.3 交通指揮。交通指揮中心可以通過GPS衛(wèi)星地圖和各車輛GPS定位系統(tǒng)發(fā)回的各項數(shù)據(jù)來對各個區(qū)域車輛的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，并將統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過信息中心發(fā)送到各車載GPS系統(tǒng)，幫助駕駛員自助選擇合適路線。也可對擁堵地段車輛進行合理調(diào)度，改善交通狀況。

1.4 信息查詢。為用戶提供材料的標準，如旅游景點和酒店的醫(yī)院和其他數(shù)據(jù)庫用戶所需查詢的電子地圖。查詢的數(shù)據(jù)可以被寫入語言和圖片的形式，電子地圖上顯示其位置。同時，監(jiān)控中心可以利用監(jiān)測控制臺在該地區(qū)的任何目標的位置，并以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示車輛信息查詢。

1.5 緊急援助。GPS定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的車輛在危險或意外緊急援助的情況下。監(jiān)控電子地圖可顯示求助信息和報警目標，規(guī)劃最優(yōu)援助方案，并聲光報警提醒值班人員進行緊急治療。

2 GPS在交通工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 GPS在車輛定位與導航中的應(yīng)用。對于智能交通系統(tǒng)（ITS）來說，首先應(yīng)解決的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)就是AVLN（AutomaTIc Vehi?cle LocatiON and Navigation）。自1995年以來，包括中國科技大學GPS實驗室在內(nèi)國內(nèi)眾多研究機構(gòu)開始對GPS車輛定位與導航系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)以其定位的精確性、易實現(xiàn)性、較低的實施成本、設(shè)計與安裝的相對獨立性，獲得業(yè)內(nèi)的廣泛認可，處于一個迅速發(fā)展的時期。

2.2 GPS車輛導航系統(tǒng)的發(fā)展。GPS全球定位導航系統(tǒng)具有全天候、全球覆蓋的高精度定位服務(wù)，通過GPS接收機能夠?qū)崟r獲取相關(guān)的信息，并對信息進行處理和分析，以確定車輛的位置、速度和時間等各項信息。在國際上，日本東芝、豐田等公司在汽車定位導航方面的研究出于世界領(lǐng)先水平。例如日本東芝公司研發(fā)的一款可視化的顯示屏GPS接收機，能夠在屏幕上顯示沿途的商店、旅店和醫(yī)院等實體設(shè)施的信息，幫助駕駛員準確的判斷路線信息和查找目的地。索尼也研發(fā)推出一款與電子地圖相結(jié)合的車載導航系統(tǒng)，其GPS接收機具有32個通道，將它與以CD-ROM格式的地圖及信息數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，并且該系統(tǒng)能自動接受由無限電臺發(fā)射的調(diào)頻無線電廣播交通路況信息。在此環(huán)境下，奔馳、本田、豐田等汽車界的大腕也都爭相研制屬于自己的車輛導航信息系統(tǒng)，力圖占領(lǐng)和拓展車輛導航信息服務(wù)市場。其中美國的克萊斯勒公司設(shè)計研發(fā)了一種依賴于GPS的車輛定位導航系統(tǒng)，即使失去信號，該系統(tǒng)也可根據(jù)內(nèi)部數(shù)據(jù)，借助羅經(jīng)和記程計工作，為車輛繼續(xù)導航提供依據(jù)。在公共交通服務(wù)方面，法國的威斯汀豪斯公司率先將導航系統(tǒng)應(yīng)用在巴黎的公共汽車系統(tǒng)中，來完成相應(yīng)的車輛調(diào)度等工作。

2.3 GPS與車輛導航系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)ITS是在信息通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的交通運輸管理系統(tǒng)，其將人、車、路三者緊密結(jié)合、協(xié)調(diào)管理、統(tǒng)一安排，能在大范圍內(nèi)全方位發(fā)揮實質(zhì)作用，具有實時、準確、高效地特點。該系統(tǒng)運用信息通訊技術(shù)、信息收集處理技術(shù)等高新的科研技術(shù)，在交通運輸網(wǎng)絡(luò)中為管理者和道路使用者提供有效的交通信息和便捷服務(wù)，緩解交通壓力，進一步提高道路的交通運輸能力。GPS技術(shù)的應(yīng)用使得智能交通系統(tǒng)ITS獲得了更多的技術(shù)支持，特別是在車輛定位導航上的應(yīng)用，近年來發(fā)展迅速，市場不斷擴大，更加貼近人們的日常生活，帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，車載導航的應(yīng)用已經(jīng)成為GPS應(yīng)用的最大領(lǐng)域。車輛導航系統(tǒng)誕生后為解決這些困難和矛盾提供了十分有效的方法。車輛導航系統(tǒng)就像一個對于道路狀況無所不知的領(lǐng)航員，它時刻提醒著駕駛員什么時候轉(zhuǎn)左什么時候掉頭，指引駕駛員正確的行駛在預(yù)定路線上，按時準確地到達目的地。不過，光有導航系統(tǒng)還不足以提供全面的、更為人性化的導航服務(wù)，需要將GPS導航與電子地圖有機結(jié)合起來，例如將電子地圖展示在顯示屏上，然后將通過GPS定位獲取的位置信息在顯示屏上標示出來，并顯示實時位置與目的地之間的路線參考，在行駛過程中用箭頭標示行駛方向，并提示應(yīng)該朝哪個方向行駛，最終準確到達目的地。目前，市面上許多導航定位系統(tǒng)都具備語音導航的提示功能，如在交叉路口或應(yīng)該拐彎處提示駕駛員進行操作，在駛?cè)脲e誤路線后語音提示如何回到預(yù)定路線。有了語音提示功能后，駕駛員可以無須經(jīng)常性的查看顯示屏了，保證了行駛過程的安全性。導航定位系統(tǒng)的另一個核心功能是具備一個資料信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫可以預(yù)先植入數(shù)據(jù)，包括沿路設(shè)施、交通信號燈等路況信息可以實時地在顯示屏上顯示，并且該數(shù)據(jù)庫能夠收集過往行駛資料，對于糾正系統(tǒng)預(yù)置信息和為今后出行提供數(shù)據(jù)參考起到很大作用。

3 GPS在交通工程中使用的經(jīng)驗總結(jié)

隨著GPS技術(shù)在交通工程中應(yīng)用的不斷深入，如何規(guī)范地使用GPS技術(shù)成為我們不得不考慮的問題。在對大量應(yīng)用GPS技術(shù)的車輛進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，總結(jié)了GPS技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用實踐過程中我們積累的經(jīng)驗，也整理了出現(xiàn)的各類問題，并進行分析，提出解決方案。各地積極利用GPS定位、數(shù)據(jù)接收、傳輸衛(wèi)星和其他高科技設(shè)備建立運行監(jiān)測和管理平臺，建立運輸車輛，員工，企業(yè)信息管理數(shù)據(jù)庫，對安裝汽車行駛記錄儀或GPS車載導航設(shè)備的車輛實施有效的管理。對比總結(jié)各地的做法和經(jīng)驗主要有以下幾點：一是政府的高度重視和大力支持。許多省份在推行GPS技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用工作中，都制訂了相關(guān)的實施辦法，并下發(fā)文件對推廣過程和使用規(guī)則做出具體的安排，將GPS技術(shù)的推廣工作作為道路交通工程安全建設(shè)管理的重點工程。二是制訂配套的政策法規(guī)來規(guī)范和引導。為了保證GPS技術(shù)在應(yīng)用過程中的規(guī)范性和安全性，進一步擴大使用范圍，各地區(qū)積極制訂相依的政策法規(guī)來對GPS車載設(shè)備的安裝和使用及推廣工作進行指導。三是各部門間的緊密協(xié)作和支持共同推動GPS技術(shù)在交通工程中的快速發(fā)展。有些省份專門成立了關(guān)于GPS技術(shù)應(yīng)用到道路運輸工程中的綜合管理領(lǐng)導小組辦公室，協(xié)調(diào)交通、公安、安監(jiān)等部門共同努力實現(xiàn)GPS技術(shù)與交通運輸行業(yè)的結(jié)合，推動交通工程在新的科技時代背景下更加靈活、合理、科學的發(fā)展。四是通過廣泛宣傳和大力動員，企業(yè)自主推廣應(yīng)用。如云南、貴州、四川等地的交通管理部門通過召集相關(guān)運輸企業(yè)進行座談會，對GPS技術(shù)及其在交通工程中的應(yīng)用做了全面介紹，重點宣傳了安裝GPS車載導航設(shè)備對于提高運輸企業(yè)的管理和效益，預(yù)防和減少道路安全事故的發(fā)生帶來的巨大作用和重要意義，引導企業(yè)自覺應(yīng)用，并對企業(yè)進行相關(guān)知識的培訓，指導企業(yè)正確規(guī)范使用GPS技術(shù)。

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U412.24

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1671-0037（2014）09-114-2

張新星，（1986.8-），本科，助理工程師，研究方向：工程測量、地籍測量和房產(chǎn)測量。