ＧＰＳ、ＧＩＳ技术在智能交通系统（ＩＴＳ）领域中的应用分析

苏　钰　窦　芃

[摘要]随着GPS/GIS技术的成熟以及其在智能交通系统中的逐步应用与发展，从而提高交通安全和运输服务水平，形成一种“以信息化为基础，以现代通信和计算机为手段，以安全、高效、服务为目的的新型现代交通运输系统。

[关键词]全球定位系统（GPS） 地理信息系统（GIS） 智能交通系统（ITS）

中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520005－01

随着全球经济的发展，社会对交通运输的需求持续增长，单纯的交通基础设施的增加已不能满足交通运输量的增加，交通拥塞已成为普遍现象，严重影响了经济的发展，制约了社会活动的进行，引起了环境恶化。在这种形势下，大范围普及智能交通系统（IntelligentTransportationSy

stem，简称ITS）成为治理城市交通的一个重要措施被提上日程。

一、GPS智能交通系统的组成及应用

（一）GPS系统概念

GPS即全球定位系统（GlobalPositioningSystem）。其具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候优势的导航定位、定时、测速系统，由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三大子系统构成，已广泛应用于军事和民用等众多领域。

（二）GPS智能交通在对缓解运输压力改善道路状况方面的应用效果

1．车辆跟踪。利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪，利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。

2．提供出行路线的规划和导航规划。出行路线是汽车导航系统的一项重要辅助功能，包括：自动线路规划：由驾驶员确定起点和终点，由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线等。

3．信息查询。为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上根据需要进行查询。查询资料可以以文字、语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内任意目标的所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。

4．话务指挥指挥中心。可以监测区域内车辆的运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟

踪目标通话，实行管理。

5．紧急援助。通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标，规划出最优援助方案，并以报警声、光提醒值班人员进行应急处理。

二、GIS系统特点及在现有智能交通系统（ITS）中应用情况

GIS是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉应用，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

从表现形式来看，GIS表现为计算机软硬件系统，其核心是管理、计算、分析地理坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息，所以，GIS又是地球空间实体的再现和综合，其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。因此，GIS也可简单定义为“用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统”。基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GIS和B/S体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理（OLTP）和联机分析（OLAP）管理能力。面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。具有与其他计算机信息系统整体集成的能力。具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。

随着GIS技术的深入应用，公路运输网络形成了复杂的拓扑结构体系，利用GIS提供的完善的网络拓扑结构和特定的数学模型对其进行分析，并以图形和表格的形式直观地表现出来，可为决策者提供快速有效的辅助决策依据。

GIS在整个交通运输、道路设施的维护和辅助决策中起着非常重要的作用，除了提供对现有设备的图形显示（分层显示、放大、缩小、漫游等）和查询分析以外，还有许多典型应用，包括设施管理、信号监测、流量分析、紧急事故处理、客户管理、交通运量分析、辅助调度指挥等。

三、推广智能交通系统的实际意义

智能交通系统的主要目标就是要充分有效地利用现有的交通资源，使其利用效率最大化。智能交通系统将从缓解交通拥挤、减少交通事故、降低交通环境影响以及提高生产效率等方面生产可观的社会经济效益。

具体来说，智能交通系统的社会经济效益主要体现在如下几个方面：

1．减少交通拥挤和行车延误。随着城市人口的增加和社会经济活动的活跃，道路交通量不断增加，由此引起的交通拥挤也在增加，每年由于交通拥挤造成的经济损失也十分巨大。ITS的应用，将会大大缓解交通拥挤，节约交通利用者的出行时间，产生经济效益。

ITS通过提供各种有选择的信息服务，能够使得出行者的路径选择向网络均衡的系统最优方向接近，达到路网负荷的均匀化，再加上能够将交通事故迅速通报从而使事故现场得到迅速清理的实时监测系统、能够根据当前情况调整的高速公路入口匝道和交通信号系统、能够减少收费站外车队长度的不停车收费系统等一系列ITS子系统，可大大减少行车延误，实现道路资源的高效率使用。

2．减少交通事故的发生率、死亡率。采用智能交通系统将会提高对危险的预知能力和加快反应速度，从而大大增加交通的安全性，将事故损失率降至最低。

3．产业发展与就业机会的增加。ITS涉及道路建设、通信、计算机、电子、汽车、自动控制、信息服务、网络技术等众多的领域，是具有巨大经济效益的未来新兴产业群，也是未来多媒体技术应用可能性最大的行业。同时，ITS的技术发展与市场需求也将会推动与其相关的产业发展，增加就业岗位，促进社会经济的健康发展。

4．能源消耗量减少，污染程度降低。事实表明，单纯依靠交通基础设施建设解决交通问题，不但不能完全满足交通需求，还占用和消耗了大量的土地、燃油等资源，并造成了汽车尾气排放量剧增，给环境带来了恶劣的影响。在未来，ITS的大规模、大范围应用将明显改善这一状况，大大降低交通运输系统能源的消耗和对环境的污染。

作者简介：

苏钰（1982-），女，汉族，天津人，天津市国腾公路咨询监理有限公司，交通工程部助理工程师；窦芃（1981-），女，汉族，天津人，天津海事局，航测科技中心助理工程师。