論GPS技術在運輸領域的應用

摘要：GPS技術具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力，應用始于軍事領域，現在GPS技術逐步被應用到交通運輸的領域中來，產生了GPS車輛監控系統，在現代物流領域，GPS技術正在發揮著不可替代的作用并受到越來越多物流企業的重視。

關鍵詞：GPS技術；GPS車輛監控系統；物流領域

中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198(2010)11-0328-02

GPS即導航衛星測時和測距／全球定位系統，英文全稱為Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Postion-ing System。美國從20世紀70年代開始研制，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力。按最初設計，實用系統由24顆衛星組網，這些衛星分布在三個軌道平面上，每個軌道設置8顆衛星，這樣對于地球上任何一點，能同時有6—9顆衛星可供觀測，可選擇4顆最佳衛星進行定位，預期定位精度可達10米。目前地球上空已有27顆衛星(包括3顆備份衛星)在運行。

GPS的基本定位原理是衛星不間斷地發送自身的星歷參數和時間信息，用戶接收到這些信息后，經過計算求出接收機的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息。目前GPS系統提供的定位精度是優于10米，而為得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技術，即將一臺GPS接收機安置在基準站上進行觀測。根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離改正數，并由基準站實時將這一數據發送出去，用戶接收機在進行GPS觀測的同時，也接收到基準站發出的改正數，并對其定位結果進行改正，從而提高定位精度。

GPS技術應用始于軍事領域，但隨著近年來GPS技術的民用化，它逐漸成為了一個全球性工具，在陸地上的移動信息系統方面，GPS技術逐步被應用到交通運輸的領域中來。

GPS車輛監控系統就是把全球衛星定位(GPS)技術、無線通訊技術和GIS技術相結合，用以監控車輛所在位置和狀態的安全保障系統。此系統通過GPS定位技術，獲得被監控車輛的地理位置和一些附加信息(如速度、方向等)，然后通過無線通訊網，把信息傳到監控中心，并通過監控軟件，在監控中心的電子地圖上顯示出來，從而達到監控的目的。

在這方面最早從事開發工作的公司有Navsys、Trimble和Motorola等，后來如Ford、Rockwell等公司也紛紛加入到這個領域中來。它們設計的GPS車輛監控系統一般都與和蜂窩通信聯系起來，通訊方面具有比較高的實用性。現在，愈來愈多的這類系統通過測試，走入市場，而且功能走向多元化。

國內這方面的開發工作開始的也很早。大約從1994年開始的一些從事GPS研究開發的公司、單位結合國情進行了這類移動信息系統的設計制造工作。

與國外相比，國內的這類系統的通信部分采用的技術雖然還比較落后，但我國GPS車輛監控市場現在已進入規模發展時期。尤其是從2006年開始，北京市奧運及物流配送推動的GPS車輛跟蹤市場的發展，同時幾家大公司進入這一行業，若干較為成熟的產品推向市場，各城市的公交車和出租車項目也有所啟動，特別是長途運t輸車輛的監控應用項目的實施，車輛監控市場將有可能出現爆發性增長的勢頭。從實際情況來看，近年來我國運輸市場持續升溫，各種物流系統均顯示出對GPS車輛監控管理系統的明顯需求。據悉，全國物流業的運輸車輛將會陸續安裝GPS導航及安全系統，3-4年內將有100萬輛運輸車安裝GPS安全監控系統。

在現代物流領域，GPS技術正在發揮著不可替代的作用并受到越來越多物流企業的重視。利用公共的GPS物流信息平臺，可以對運輸車輛實現實時監控，智能配貨、全程追蹤、綜合信息查詢等增值服務，這些服務可以極大提高物流公司市場競爭力，為貨主提供及時方便的貨物信息查詢，幫助物流企業不斷提高物流服務水平，更好地適應知識經濟和經濟全球化趨勢下的競爭要求，適應物流業未來發展的網絡化、信息化特性，從而在未來的國際市場競爭中占據有利地位，基于GIS／GPS的車輛監控調度系統的應用將構造具有競爭力的透明物流企業。

GPS在物流領域應用于實時監控車輛等移動目標的位置，根據道路交通狀況向移動目標發出實時調度指令。而GIS、GPS和無線通信技術的有效結合，能夠建立功能強大的物流信息系統，使物流變得實時并且成本最優。GPS物流調度系統將在人性化信息定制、實時車輛調度和車輛管理幾方面進行優化，為用戶提供更為方便快捷的服務方式，提供企業的服務質量、服務效率和企業的規范化管理，為企業和客戶提供更多的經濟利益。它具有以下幾大主要功能：

1 網絡化的貨物車輛發布平臺

用戶只要通過配套的GPS車載終端設備發送本系統支持的指令(車輛去向和車輛裝載情況)到通信系統，系統會自動查詢匹配的待發貨物信息，發送給車輛。這樣車主在運行途中就可以獲得想要的貨物信息，可以及時取得貨物信息，在送完貨物后，可以很快的找到符合自己去向條件的貨物信息進行聯系和配送，從而減少車輛的閑置時間，提高車輛運輸效率，創造經濟利益。

2 車輛行駛管理控制功能

優化后的GPS物流系統提供線路制定功能：

(1)可以指定線路的每段的最高時速，限制行駛時間；

(2)可以設置危險、禁行等區域信息和休息點信息：

將制作好的線路文件通過GPRS無線鏈路下發給指定的車載GPS終端，車載GPS終端根據本線路來判定車輛的行駛情況等信息。如果違反了線路文件規定的信息，則上傳信息通知監控中心并由車載設備發出聲光提示信息，提醒駕駛員，以保證車輛的正常行駛和監督車輛的行駛，減少車輛拉私貨，走錯路等情況發生，從而提高車輛的使用效率和降低車輛的使用成本。

3 最優路徑選擇功能

在錯綜復雜的道路交通網、高樓聳立的城市和偏遠的小山村里，司機會經常走錯路或繞遠路，從而導致車輛的油耗等損耗，同時會導致貨物運輸的延遲等問題，使客戶對服務產生質疑和降低了自己的信譽。因此司機希望能夠有一種產品可以指引路線，而且可以直接得到到達目的地的最短路徑，以盡快的到達目的地。在GPS物流監控系統中，引人了最短路徑得使用，用戶輸入起止點，即可獲得到最短路徑，并指引司機行駛。

4 地圖信息維護功能

當今社會快速發展，地圖信息也在快速的變化。對于物流企業來說比較重要的加油站、車站和物流中心等地點的地理位置都會發生變化。如果一變化就重新購置電子地圖，這樣成本非常高，而且很多有用的地理位置也不一定都會地圖上標識，這就對電子地圖的維護造成了很大的困難。通過GPS物流監控系統，監控人員可以設置自己需要的區域信息，然后保存到系統中，并且可以將這些區域信息發送到GPS車載終端上。這樣司機也可以知道附近有什么自己需要的地點信息，大大的方便物流公司自己對電子地圖的基本維護，減少由于地圖的維護帶來的困難和成本的增加。

5 車輛貨物防盜功能

眾所周知，車輛可能被盜。車輛被盜。便會導致貨物丟失，造成公司和客戶的損失。由于無法確定車輛的具體位置，只能通過警方調查，但卻往往錯過最好的追蹤時機或造成貨物丟失。通過GPS物流監控系統，可以實時監控車輛的位置。一且車輛丟失，可立即確定其具體位置，并通過下發指令切斷車輛的電源和油路，使車輛不能被開走，從而達到防盜功能。

綜上所述。GPS在物流市場的應用。極大的提高了運輸效率，降低了運輸成本，使車輛的運輸能力得到了提升。同時，對那些不規范運輸加強了監控，進一步降低了危險事故的發生，有利的促進了運輸領域的發展。

但隨著經濟發展社會進步，物流領域的道路危險品運輸業日漸增多，對城鎮、人群、河流的威脅越來越大。城市里每天都有許多輛液化氣、有毒氣體運輸車輛行駛，它們是流動著的危險源。一旦引發事故，便伴隨著“四大”和“三難”。即損失大、危險大、后果大、影響大，事故發生地和時間難預知、事故發生后難救援、難以在短期內消除對生態環境的破壞性影響，險品運輸的安全問題需要引起重視。

例如2005年3月29日晚京滬高速公路淮安段上行線發生的一起交通事故。一輛載有約35噸液氯的槽罐車與一貨車相撞，導致槽罐車液氯大面積泄漏。周邊村鎮28人中毒死亡。肇事的槽罐車駕駛員逃逸，貨車駕駛員死亡。事故造成了公路旁3個鄉鎮大量村民中毒。導致28人中毒死亡，285人被送往醫院救治。事故發生后，有關部門立即組織疏散村民群眾近1萬人，造成京滬高速公路宿遷至寶應段關閉20個小時。一夜之前麥田還是綠色的，但是經過幾個小時的氯氣“浸泡”，綠色的小麥已變成可以收割時的顏色，金黃一片。可見危險品的危害有多么的巨大，由于其強大的擴散性和流動性。因此行駛的安全監控問題一直令運輸單位、安全管理局和消防部門頭痛。以前車輛行駛在外，監控人員只能通過電話聯系，十分不便。而且一旦發生事故，有關部門不能及時處理(摘自南京日報)。因此建立一套能夠對移動目標進行實時監控調度，統一管理的系統顯得尤為必要。

危險品車輛監控調度系統是集全球衛星定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)以及無線通信技術于一體的軟、硬件綜合系統。其主要由三部分組成：車載終端、無線數據鏈路和監控中心系統。

該系統可對車輛進行統一集中管理和實時監控調度，具有全天候、全路線車輛實時動態監控的功能，主要應用于車輛的跟蹤、調度、監督、歷史記錄查詢、安全報警、車輛檔案管理等。此外，它還具有強大的車輛準確定位、實時監控、高效調度功能。而它的快速報警處理機制，能將意外情況帶來損失降低到最小限度，提供多種監控方式。因此可對特定區域和線路進行重點監控兼容多種車載終端，賦予用戶在硬件選擇上的高度靈活性可同時支持多種通信方式：GSM／CDMA短消息、GPRS、集群通信系統。從而保證系統安全、穩定、精確的數字地圖及專業的地圖服務，支持高速2DGIS及3DGIS引擎，特別適合實時監控系統。

在一個地區內，要實現對危險化學品道路運輸的實時動態監控，必須要做好兩個方面的工作：一是在該地區要有一個危險化學品運輸的安全監控中心；二是該地區內每部危險化學品運輸車輛都要安裝符合國家標準的運輸安全監控車載終端，并且要統一接入這個監控中心網絡，從而實現對各種車輛進行統一有效的監控。

為了方便對危險化學品運輸車輛的動態監控和應急救援，更好的為車主服務，需要在監控中心坐席人員的監控電腦配置上，采用一機雙屏。即一臺主機，二個顯示屏。一屏用來顯示車輛行駛(或停靠)位置，另一屏則顯示車主及車輛信息，如車牌號、車輛型號、規格、車輛生產日期、駕駛員身份、車輛單位信息，裝載的危險化學品物理、化學特性，應急救援措施，應急救援電話等。為保證入網車輛信息安全，對數據庫服務器采用了雙機熱備系統。

總而言之，GPS在運輸領域的應用充分發揮了其全球定位導航的優勢，其車載監控和定位導航的作用已經越來越明顯，讓原本混亂的運輸市場開始慢慢的向統一規范化的目標前進，這將會極大的開拓運輸領域。