GPS在道路運(yùn)輸管理中的應(yīng)用

呂玉梅

摘要:近年來(lái),全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展使得對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)度成為可能。特別是全球數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)(GSM)和地理信息技術(shù)(GIS)的出現(xiàn),更使得人們能夠?qū)σ苿?dòng)目標(biāo)進(jìn)行全國(guó)范圍、實(shí)時(shí)、全天候的監(jiān)控調(diào)度。本文主要論述了如何實(shí)現(xiàn)GPS系統(tǒng)對(duì)道路運(yùn)輸管理的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理。

關(guān)鍵詞:GPS;道路運(yùn)輸管理;監(jiān)控系統(tǒng)

GIS技術(shù)、GPS技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為道路運(yùn)輸管理技術(shù)的重要組成部分,其應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大。而道路運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)集GPS、GIS和現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)于一體,車載移動(dòng)終端將車輛的動(dòng)態(tài)位置、時(shí)間、狀態(tài)、監(jiān)控圖像等信息實(shí)時(shí)地通過(guò)無(wú)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(yùn)動(dòng)軌跡,并同時(shí)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(shí)向移動(dòng)終端發(fā)布命令和消息,實(shí)現(xiàn)道路運(yùn)輸管理的信息化管理,提高效率并降低運(yùn)營(yíng)成本。目前,道路運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)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(jiǎn)單地說(shuō),這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻,地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星,以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度,以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人,安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線,準(zhǔn)時(shí)到達(dá)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(shè)備部分-GPS信號(hào)接收機(jī)。

2 GPS系統(tǒng)在交通運(yùn)輸管理中的技術(shù)應(yīng)用

2.1 無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)

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(dòng)通信網(wǎng)作為通信通道。當(dāng)前GPS可用的較先進(jìn)的通信網(wǎng)為GPRS網(wǎng)和CDMAlx?；贕PRS網(wǎng)的傳輸速度理論可以達(dá)100kbps以上,而2003年正式開通的CDMAlX網(wǎng)絡(luò),由于采用了反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù),理論帶寬可達(dá)300kb/S,目前實(shí)際應(yīng)用帶寬在100kb/s左右(雙向?qū)ΨQ傳輸),傳輸速率高于GPRS,可提供更多的中高速率業(yè)務(wù)。

2.2 智能導(dǎo)航終端

在國(guó)內(nèi),安華北斗、奧星等公司最近已推出支持CDMAlx通信功能的GPS導(dǎo)航設(shè)備,與國(guó)外導(dǎo)航設(shè)備功能大致相當(dāng),能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航功能、電子地圖、轉(zhuǎn)向語(yǔ)音提示功能、定位功能、測(cè)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(guò)電子地圖來(lái)表示,電子地圖作為空間信息特別是交通信息的可視化產(chǎn)品,將交通路線及周圍環(huán)境以視覺(jué)感受的方式傳輸給用戶。

3 GPS技術(shù)在現(xiàn)代運(yùn)輸管理中的應(yīng)用

3.1 GPS技術(shù)的監(jiān)控定位原理

GPS定位原理是利用測(cè)距交會(huì)的原理確定點(diǎn)位。將無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面點(diǎn)搬到衛(wèi)星上,組成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),應(yīng)用無(wú)線電測(cè)距交會(huì)的原理,便可由三個(gè)以上地面已知點(diǎn)(控制站)交會(huì)出衛(wèi)星的位置,反之,利用三個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置,又可交會(huì)出地面未知點(diǎn)(用戶接收機(jī))的位置。GPST/星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文,導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星的位置信號(hào)。用戶用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻同時(shí)接受三顆以上的衛(wèi)星信號(hào),測(cè)量出測(cè)站點(diǎn)(接收機(jī)天線中心)至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離,并計(jì)算出該時(shí)刻GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo),據(jù)此利用距離交會(huì)法計(jì)算出測(cè)站點(diǎn)的位置。

3.2 基于GPS技術(shù)的運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的原理

由于在任一時(shí)刻地球上任一目標(biāo)均能通過(guò)GPS系統(tǒng)得知其三維坐標(biāo)、三維速度和準(zhǔn)確時(shí)間,故若在車輛上安裝GPS接收機(jī),便能實(shí)時(shí)獲知車輛位置、運(yùn)行速度和運(yùn)動(dòng)方向,再把這些信息及一些傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)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(yùn)行軌跡;主控中心根據(jù)車輛運(yùn)行情況,再發(fā)出調(diào)度指令,以完成對(duì)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(shù)的運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的組成

基于GPS技術(shù)的運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng),主要由車載設(shè)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(shè)備在接收到GPS定位數(shù)據(jù)后,自動(dòng)計(jì)算出自身所處的地理位置的坐標(biāo),每隔一段時(shí)間,車載臺(tái)通過(guò)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM (Global System For Mobile Phones)將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心;監(jiān)控中心將收到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)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(jù)庫(kù)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(shí)問(wèn)、發(fā)貨地和到達(dá)地等),地圖本身可以任意放大、縮小、還原、切換、可開多個(gè)窗口以分別跟蹤不同的車輛;用戶可根據(jù)自己的權(quán)限在Intemet上通過(guò)用戶接口進(jìn)行信息查詢或發(fā)出調(diào)度指令,此時(shí)控制中心會(huì)將該指令發(fā)送到指定的車輛,并在其車載設(shè)備上顯示出來(lái)。

3.4 基于GPS技術(shù)的運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

3.4.1 車輛跟蹤

基于GPS技術(shù)的運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng),可選定車輛進(jìn)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(yùn)行位置在地圖畫面上保存,形成直觀的運(yùn)行軌跡。貨主、物流企業(yè)可以隨時(shí)隨地清楚地了解車輛的運(yùn)行狀況、任務(wù)執(zhí)行和安排情況。

3.4.2 運(yùn)行監(jiān)控

系統(tǒng)大屏幕可實(shí)現(xiàn)多窗口顯示,多窗口可同時(shí)監(jiān)視多輛車運(yùn)行,并可顯示和存儲(chǔ)車輛的運(yùn)行軌跡,以供運(yùn)行評(píng)估,進(jìn)行指揮調(diào)度。調(diào)度中心可隨時(shí)同跟蹤的車輛進(jìn)行通話,實(shí)行話務(wù)指揮與車輛跟蹤相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)督運(yùn)輸車輛,可以避免駕駛?cè)藛T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(guò)實(shí)施實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、報(bào)警,可以防盜防搶,預(yù)防和阻止違法犯罪行為的發(fā)生;通過(guò)監(jiān)督車輛是否按規(guī)定線路營(yíng)運(yùn),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(yùn)輸管理能力;在車輛發(fā)生事故時(shí),可將事故車輛的位置和狀況等信息及時(shí)、準(zhǔn)確地報(bào)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(guò)查詢可實(shí)時(shí)地從電子地圖上直觀了解運(yùn)輸車輛所處的地理位置,以及經(jīng)度、緯度、速度等數(shù)據(jù),還可以查詢到行車的路線、時(shí)間、里程等信息。系統(tǒng)可自動(dòng)將車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,對(duì)發(fā)生的較大偏差進(jìn)行報(bào)告,從而使后方管理人員可輕松準(zhǔn)確地掌握公司的運(yùn)輸作業(yè)。對(duì)于一些危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛,如果安裝了額外的監(jiān)測(cè)設(shè)備,用戶還可以查詢到貨物在運(yùn)輸過(guò)程中的信息,以保障車輛安全、按時(shí)到達(dá)目的地。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代科技對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用越來(lái)越明顯,同樣GPS管理系統(tǒng)在現(xiàn)代物流、客貨運(yùn)管理運(yùn)營(yíng)中,已經(jīng)成為必然選擇,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。相比傳統(tǒng)管理方式,在實(shí)時(shí)性、大容量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、及時(shí)智能調(diào)度、自動(dòng)報(bào)表生成等方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。也成為幾乎所有物流、海洋運(yùn)輸、客貨長(zhǎng)途運(yùn)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(shí)調(diào)度決策等方面進(jìn)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。