GPS在交通工程中的应用

张新星

（杨凌龙翔数字科技有限公司，陕西 杨凌 712000）

GPS在交通工程中的应用

张新星

（杨凌龙翔数字科技有限公司，陕西 杨凌 712000）

长期以来，我国在交通工程方面一直着力探究和发展GPS技术与实践相结合的方法和案例，取得了不错的成果。本论文重点对GPS技术在交通工程中的应用方向和应用现状进行了叙述，并将应用过程中的经验进行了总结。

GPS导航技术；交通工程；车载导航系统

目前GPS技术在交通工程中已经得到广泛深入的运用。很多大城市已经开始将GPS技术应用到日常生活中的交通运输和道路工程方面，例如与市民息息相关的出租车、公交车服务、物流配送、汽车导航设备等相关行业已经与GPS技术良好结合，实现了许多改变人们生活方式的新功能，其中包括利用GPS对车辆进行定位和跟踪，提供相应导航等服务、实现车辆的调度和管理，保证车辆分布的合理性，提供最快的速度来满足人们的乘车需求，并能减低能源消耗，一定程度上降低运行成本。

1 GPS在交通工程中的应用方向

随着GPS技术的日趋成熟，其在日常生活中得到了越来越广泛的应用。在人们生活水平不断提高，社会车辆逐渐增多的情况下，如何更为合理科学地进行交通管理，为人们出行提供便利，为车队调度提供参考信息，这成为GPS技术在交通工程中需要深入研究的应用方向。目前，GPS技术在交通工程中应用提供多个方面的功能。

1.1 提供出行路线的规划和导航。出行之前，在相关导航设备中输入起始点和目的地，导航设备便能提供一条从出发点到目的地的优化路线，并且设备中相应的程序会记录这一数据，建立一个道路数据库，以便下次出行提出参考依据。在行驶过程中，导航设备能够实时显示自身目标在导航路线中的位置，有的导航设备自带语音提示系统，在目标需要变更路线或在交叉路口等复杂地形时给予语音提示。一旦目标偏离预定导航行驶路线，系统会提示已偏离导航路线，并提示如何回到预定路线上。更为优化的设备会自动分析当前行驶路线数据并提供另外一条导航路线，使目标始终在导航路线内。

1.2 车辆跟踪。将GPS定位技术和电子地图相结合可以实时显示出车辆的实际位置，通过屏幕对车辆进行实时跟踪。在数据方面，历史数据存储、轨迹查询、运营数据上传、电招、调度、自动报站等，在监测方面，可以监测车辆移动和超速报警等。此项功能主要应用于企业单位用车管理，物流运输监控调度，汽车租赁车辆跟踪，私家汽车防盗定位等方面。

1.3 交通指挥。交通指挥中心可以通过GPS卫星地图和各车辆GPS定位系统发回的各项数据来对各个区域车辆的运行状态进行监测，并将统计数据通过信息中心发送到各车载GPS系统，帮助驾驶员自助选择合适路线。也可对拥堵地段车辆进行合理调度，改善交通状况。

1.4 信息查询。为用户提供材料的标准，如旅游景点和酒店的医院和其他数据库用户所需查询的电子地图。查询的数据可以被写入语言和图片的形式，电子地图上显示其位置。同时，监控中心可以利用监测控制台在该地区的任何目标的位置，并以数字形式在控制中心的电子地图上显示车辆信息查询。

1.5 紧急援助。GPS定位监控管理系统的车辆在危险或意外紧急援助的情况下。监控电子地图可显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并声光报警提醒值班人员进行紧急治疗。

2 GPS在交通工程中的应用现状

2.1 GPS在车辆定位与导航中的应用。对于智能交通系统（ITS）来说，首先应解决的基础环节就是AVLN（AutomaTIc Vehi⁃cle LocatiON and Navigation）。自1995年以来，包括中国科技大学GPS实验室在内国内众多研究机构开始对GPS车辆定位与导航系统的研究，该系统以其定位的精确性、易实现性、较低的实施成本、设计与安装的相对独立性，获得业内的广泛认可，处于一个迅速发展的时期。

2.2 GPS车辆导航系统的发展。GPS全球定位导航系统具有全天候、全球覆盖的高精度定位服务，通过GPS接收机能够实时获取相关的信息，并对信息进行处理和分析，以确定车辆的位置、速度和时间等各项信息。在国际上，日本东芝、丰田等公司在汽车定位导航方面的研究出于世界领先水平。例如日本东芝公司研发的一款可视化的显示屏GPS接收机，能够在屏幕上显示沿途的商店、旅店和医院等实体设施的信息，帮助驾驶员准确的判断路线信息和查找目的地。索尼也研发推出一款与电子地图相结合的车载导航系统，其GPS接收机具有32个通道，将它与以CD-ROM格式的地图及信息数据库相结合，并且该系统能自动接受由无限电台发射的调频无线电广播交通路况信息。在此环境下，奔驰、本田、丰田等汽车界的大腕也都争相研制属于自己的车辆导航信息系统，力图占领和拓展车辆导航信息服务市场。其中美国的克莱斯勒公司设计研发了一种依赖于GPS的车辆定位导航系统，即使失去信号，该系统也可根据内部数据，借助罗经和记程计工作，为车辆继续导航提供依据。在公共交通服务方面，法国的威斯汀豪斯公司率先将导航系统应用在巴黎的公共汽车系统中，来完成相应的车辆调度等工作。

2.3 GPS与车辆导航系统。智能交通系统ITS是在信息通信技术基础上发展而来的交通运输管理系统，其将人、车、路三者紧密结合、协调管理、统一安排，能在大范围内全方位发挥实质作用，具有实时、准确、高效地特点。该系统运用信息通讯技术、信息收集处理技术等高新的科研技术，在交通运输网络中为管理者和道路使用者提供有效的交通信息和便捷服务，缓解交通压力，进一步提高道路的交通运输能力。GPS技术的应用使得智能交通系统ITS获得了更多的技术支持，特别是在车辆定位导航上的应用，近年来发展迅速，市场不断扩大，更加贴近人们的日常生活，带来了巨大的经济效益和社会效益。根据数据统计，车载导航的应用已经成为GPS应用的最大领域。车辆导航系统诞生后为解决这些困难和矛盾提供了十分有效的方法。车辆导航系统就像一个对于道路状况无所不知的领航员，它时刻提醒着驾驶员什么时候转左什么时候掉头，指引驾驶员正确的行驶在预定路线上，按时准确地到达目的地。不过，光有导航系统还不足以提供全面的、更为人性化的导航服务，需要将GPS导航与电子地图有机结合起来，例如将电子地图展示在显示屏上，然后将通过GPS定位获取的位置信息在显示屏上标示出来，并显示实时位置与目的地之间的路线参考，在行驶过程中用箭头标示行驶方向，并提示应该朝哪个方向行驶，最终准确到达目的地。目前，市面上许多导航定位系统都具备语音导航的提示功能，如在交叉路口或应该拐弯处提示驾驶员进行操作，在驶入错误路线后语音提示如何回到预定路线。有了语音提示功能后，驾驶员可以无须经常性的查看显示屏了，保证了行驶过程的安全性。导航定位系统的另一个核心功能是具备一个资料信息数据库，该数据库可以预先植入数据，包括沿路设施、交通信号灯等路况信息可以实时地在显示屏上显示，并且该数据库能够收集过往行驶资料，对于纠正系统预置信息和为今后出行提供数据参考起到很大作用。

3 GPS在交通工程中使用的经验总结

随着GPS技术在交通工程中应用的不断深入，如何规范地使用GPS技术成为我们不得不考虑的问题。在对大量应用GPS技术的车辆进行调研的基础上，总结了GPS技术在交通工程中的应用实践过程中我们积累的经验，也整理了出现的各类问题，并进行分析，提出解决方案。各地积极利用GPS定位、数据接收、传输卫星和其他高科技设备建立运行监测和管理平台，建立运输车辆，员工，企业信息管理数据库，对安装汽车行驶记录仪或GPS车载导航设备的车辆实施有效的管理。对比总结各地的做法和经验主要有以下几点：一是政府的高度重视和大力支持。许多省份在推行GPS技术在交通工程中的应用工作中，都制订了相关的实施办法，并下发文件对推广过程和使用规则做出具体的安排，将GPS技术的推广工作作为道路交通工程安全建设管理的重点工程。二是制订配套的政策法规来规范和引导。为了保证GPS技术在应用过程中的规范性和安全性，进一步扩大使用范围，各地区积极制订相依的政策法规来对GPS车载设备的安装和使用及推广工作进行指导。三是各部门间的紧密协作和支持共同推动GPS技术在交通工程中的快速发展。有些省份专门成立了关于GPS技术应用到道路运输工程中的综合管理领导小组办公室，协调交通、公安、安监等部门共同努力实现GPS技术与交通运输行业的结合，推动交通工程在新的科技时代背景下更加灵活、合理、科学的发展。四是通过广泛宣传和大力动员，企业自主推广应用。如云南、贵州、四川等地的交通管理部门通过召集相关运输企业进行座谈会，对GPS技术及其在交通工程中的应用做了全面介绍，重点宣传了安装GPS车载导航设备对于提高运输企业的管理和效益，预防和减少道路安全事故的发生带来的巨大作用和重要意义，引导企业自觉应用，并对企业进行相关知识的培训，指导企业正确规范使用GPS技术。

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[3]关惠平，谢飞鸿，刘有录.车载综合信息系统终端构筑方案的研究与实践[J].计算机工程与设计，2006（2）：18-20.

U412.24

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1671-0037（2014）09-114-2

张新星，（1986.8-），本科，助理工程师，研究方向：工程测量、地籍测量和房产测量。