GPS在交通工程中的應用

張新星

（楊凌龍翔數字科技有限公司，陜西 楊凌 712000）

GPS在交通工程中的應用

張新星

（楊凌龍翔數字科技有限公司，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展GPS技術與實踐相結合的方法和案例，取得了不錯的成果。本論文重點對GPS技術在交通工程中的應用方向和應用現狀進行了敘述，并將應用過程中的經驗進行了總結。

GPS導航技術；交通工程；車載導航系統

目前GPS技術在交通工程中已經得到廣泛深入的運用。很多大城市已經開始將GPS技術應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的出租車、公交車服務、物流配送、汽車導航設備等相關行業已經與GPS技術良好結合，實現了許多改變人們生活方式的新功能，其中包括利用GPS對車輛進行定位和跟蹤，提供相應導航等服務、實現車輛的調度和管理，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在交通工程中的應用方向

隨著GPS技術的日趨成熟，其在日常生活中得到了越來越廣泛的應用。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，為車隊調度提供參考信息，這成為GPS技術在交通工程中需要深入研究的應用方向。目前，GPS技術在交通工程中應用提供多個方面的功能。

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

1.2 車輛跟蹤。將GPS定位技術和電子地圖相結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。在數據方面，歷史數據存儲、軌跡查詢、運營數據上傳、電招、調度、自動報站等，在監測方面，可以監測車輛移動和超速報警等。此項功能主要應用于企業單位用車管理，物流運輸監控調度，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衛星地圖和各車輛GPS定位系統發回的各項數據來對各個區域車輛的運行狀態進行監測，并將統計數據通過信息中心發送到各車載GPS系統，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院和其他數據庫用戶所需查詢的電子地圖。查詢的數據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，監控中心可以利用監測控制臺在該地區的任何目標的位置，并以數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定位監控管理系統的車輛在危險或意外緊急援助的情況下。監控電子地圖可顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，并聲光報警提醒值班人員進行緊急治療。

2 GPS在交通工程中的應用現狀

2.1 GPS在車輛定位與導航中的應用。對于智能交通系統（ITS）來說，首先應解決的基礎環節就是AVLN（AutomaTIc Vehi?cle LocatiON and Navigation）。自1995年以來，包括中國科技大學GPS實驗室在內國內眾多研究機構開始對GPS車輛定位與導航系統的研究，該系統以其定位的精確性、易實現性、較低的實施成本、設計與安裝的相對獨立性，獲得業內的廣泛認可，處于一個迅速發展的時期。

2.2 GPS車輛導航系統的發展。GPS全球定位導航系統具有全天候、全球覆蓋的高精度定位服務，通過GPS接收機能夠實時獲取相關的信息，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先水平。例如日本東芝公司研發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、旅店和醫院等實體設施的信息，幫助駕駛員準確的判斷路線信息和查找目的地。索尼也研發推出一款與電子地圖相結合的車載導航系統，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據庫相結合，并且該系統能自動接受由無限電臺發射的調頻無線電廣播交通路況信息。在此環境下，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，力圖占領和拓展車輛導航信息服務市場。其中美國的克萊斯勒公司設計研發了一種依賴于GPS的車輛定位導航系統，即使失去信號，該系統也可根據內部數據，借助羅經和記程計工作，為車輛繼續導航提供依據。在公共交通服務方面，法國的威斯汀豪斯公司率先將導航系統應用在巴黎的公共汽車系統中，來完成相應的車輛調度等工作。

2.3 GPS與車輛導航系統。智能交通系統ITS是在信息通信技術基礎上發展而來的交通運輸管理系統，其將人、車、路三者緊密結合、協調管理、統一安排，能在大范圍內全方位發揮實質作用，具有實時、準確、高效地特點。該系統運用信息通訊技術、信息收集處理技術等高新的科研技術，在交通運輸網絡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，緩解交通壓力，進一步提高道路的交通運輸能力。GPS技術的應用使得智能交通系統ITS獲得了更多的技術支持，特別是在車輛定位導航上的應用，近年來發展迅速，市場不斷擴大，更加貼近人們的日常生活，帶來了巨大的經濟效益和社會效益。根據數據統計，車載導航的應用已經成為GPS應用的最大領域。車輛導航系統誕生后為解決這些困難和矛盾提供了十分有效的方法。車輛導航系統就像一個對于道路狀況無所不知的領航員，它時刻提醒著駕駛員什么時候轉左什么時候掉頭，指引駕駛員正確的行駛在預定路線上，按時準確地到達目的地。不過，光有導航系統還不足以提供全面的、更為人性化的導航服務，需要將GPS導航與電子地圖有機結合起來，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都具備語音導航的提示功能，如在交叉路口或應該拐彎處提示駕駛員進行操作，在駛入錯誤路線后語音提示如何回到預定路線。有了語音提示功能后，駕駛員可以無須經常性的查看顯示屏了，保證了行駛過程的安全性。導航定位系統的另一個核心功能是具備一個資料信息數據庫，該數據庫可以預先植入數據，包括沿路設施、交通信號燈等路況信息可以實時地在顯示屏上顯示，并且該數據庫能夠收集過往行駛資料，對于糾正系統預置信息和為今后出行提供數據參考起到很大作用。

3 GPS在交通工程中使用的經驗總結

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

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U412.24

A

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、地籍測量和房產測量。