gps和gis在智能交通系統(tǒng)中的應用

1、fMBSlMlHHHMlMtlMa08智冃能交通GPS和GIS在智能交通體系中的運用摘要:經過對國內外現有GPS和GIS運用的剖析，用案例闡明GPS和GIS在智能交通系統(tǒng)中的運用狀況，闡明晰GPS和GIS結合的重要性及其運用的快捷性、安全性和服務多樣性，一起也提出了存在的問題,并指出了研討的方向.關鍵詞:GPS;GIS;智能交通體系全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個基于衛(wèi)星的導航、定位及計時系統(tǒng).接收器通過GPS衛(wèi)星發(fā)送的數據計算二維（經度、緯度）或三維（經度、緯度、高度）位置.地理信息系統(tǒng)（GIS）是計算機技術、圖形學技術、數據庫技術融合的產物，這一體系用來描繪實踐國際中地物在空間上的散布及其特色

2、.選用GIS能夠快速獲取某一空間地物的基本特點（不隨時間變化），而要想對空間行為（或過程）進行實時觀測，則需求走GPS通訊、GIS三者相結合的路途人們日常日子及工作中,有關空間方面最重要的應用是分布在空間上各地物間的位置（空間）關系，而這種空間聯絡的圖形表達是任何數學或自然語言所無法擔任的.因此，能夠必定，在GIS的運用進程中，不論是飛機仍是船只導航，終究都離不開地圖一這一空間信息的載體而GIS的呈現，省去了繁瑣、易錯、費時的手藝量算過程,使得兩者之間的結合更為方便（數字方式與數字方式的結合）.GIS是存儲和處理空間信息的高新技能，它把地輿方位和相關特色有機結合起來，依據需求精確實在、圖文并茂

3、地輸送給用戶.GPS與GIS技能相結合，能夠實時顯示與辦理運動方針，并一起供給地輿信息數據庫的材料查詢，為智能交通體系完結供給強有力的技能手段，完結空間行為的實時動態(tài)觀測通訊技能間的橋梁效果美國1994年與1995年在OLDSMOIBLE8車中選用GP泌理器，供給包含駕駛員導航體系的硬件設備.該體系僅要求駕馭員用車輛操控臺上的按鈕輸入其目的地，體系即可核算出抵達目的地的最短途徑，并用語音在車輛每次轉彎前提示駕馭員.依據GPS勺智能GIS,在歐洲已廣泛運用于車輛導航中，在我國歸于起步階段,跟著GPS衛(wèi)星導航定位技能與無線電通訊網絡的展開，依據GPS的車輛導航體系與車輛運營辦理體系等也正在迅速展開

4、1運用遠景及功用a. 現在正在展開中的以GPS定位為主體的GIS將大有出路.GIS與GPS體系的結合，能夠樹立歸納交通規(guī)劃空間信息辦理剖析體系，不只極大地增強了交通網絡處理的直觀性和可操作性，并且可進步交通規(guī)劃的作業(yè)功率.以土地運用和出行招引模型為根底的交通規(guī)劃現在仍有其不行代替的長處，可是其前期準備作業(yè)雜亂且花費巨大，其在精度上的不精確性和不確認性，導致了規(guī)劃成果往往不盡人意.GPS體系能夠全時、全天候、精細、當令、近乎接連地對交通流進行交通觀測與核算，這個進程幾乎是徹底主動化，省去了很多人力，得出的接連精細的成果是交通規(guī)劃極為重要的根底數據GPS監(jiān)控數據與GIS體系的結合，能夠描繪每小時每

5、條路途上的交通量，假如能夠取得接連若干天的路網流量數據，結合相應的猜測模型，比方神經網絡模型，就能夠猜測隔日的恣意小時的路網交通流量和負荷度，這種短期交通猜測有助于辦理部門在交通擁堵發(fā)生前及時米納辦法假如能夠取得接連數年的精確交通流量材料，合作城市的土地運用規(guī)劃和城市經濟展開，乃至能夠做長時刻的流量猜測衛(wèi)星定位車輛辦理體系完結了以下功用約束行車路途和區(qū)域操控中心可依據使命需求預設車輛行進路途和區(qū)域，當車輛違背行車路途或約束區(qū)域時，體系主動報警提示駕馭員和操控中心，以便糾正約束車輛行進速度體系能夠設置車輛答應最大行進速度并主動監(jiān)管一旦超速，體系當即提示駕馭員并向操控中心報警經過以上功用可使車輛依

6、照指定的方向、路途、區(qū)域及速度行進，并隨機進行監(jiān)控或守時查看，大大進步了監(jiān)控力度記載車輛實時狀況，為辦理供給依據.體系能供給前史行進狀況詳細記MMsTmMuit»tataaMMeaitoii錄，每隔1分鐘主動記載并接連存儲1小時以內的詳細行車材料，如車輛方位、運轉速度、運轉方向及時刻信息可據此在電子地圖上回放車輛的實踐行車進程，也可在電子地圖上快速再現車輛的行車路途軌道及時刻，為過后處理投訴、路上事端等供給有力依據指引行進路途，進步作業(yè)功率如車輛駕馭員不清楚目的地詳細方位或路途，可向操控中心宣布“服務懇求”，中心可依據電子地圖信息，確認車輛所在方位，精確指引車輛行進方向及途徑，用最短

7、的時刻、行進最短的旅程抵達目的地.防搶、防盜、供給救援服務，保證車輛及人身安全.在駕馭進程中如遇搶劫等緊迫狀況，駕馭員可按下蔭蔽的“緊迫手動報警鍵”，體系將主動接通急救電話，并向操控中心發(fā)送緊迫報警短信，在電子地圖上主動標出車號、車型、色彩、駕馭員信息、車輛方位、行進方向、速度、時刻等，經過體系的遙控斷油、斷電、制動等功用對車輛進行操控，防止人身損傷和經濟損失.體系還具有以下功用：未關好車門時，操控中心顯現報警，及時告訴駕馭員，以保證車輛安全；天氣預報；車鑰匙鎖在車內時，可與操控中心聯絡將門鎖翻開；供給信息服務，中心操控體系具有豐厚、全面的數據信息，依據需求在確認身份后可供給各種服務.如車輛信

8、息查詢，地輿信息查詢，路況交通訊息、酒店住宿掛號、航班和鐵路時刻查詢及其它信息查詢.2運用舉例ixfffl作者規(guī)劃的體系運用GPS,GIS及通訊技能,對在空間上移動的車輛進行實時監(jiān)控.系統(tǒng)由車載部分和主控中心兩大部分組成（圖1），這兩部分通過無線通訊彼此聯絡.主站査詢"rGPS數據圖1車輛實時監(jiān)控體系整體結構圖車載部分中GP接收機接收C?A馬，該碼經差分技術處理后,精度達20m左右；調制解調器用來操控GPS卡的數據收集作業(yè)并將數字信號轉化成模仿信號再經過電臺發(fā)往主控中心.體系選用的是125.SMHz的VHF電臺，電臺有用掩蓋半徑為30km.主控中心中電臺用來接收汽車上電臺發(fā)送的位置信

9、息，同時也可反控（即發(fā)送命令）汽車，調制解調器負責反控命令和GPSt息的數？模轉換工作，微機在接納到轎車的方位信息后，進行簡略的預處理，然后按事前確認的通訊協議，包裝該信息并經過RS2232送往作業(yè)站，作業(yè)站則在矢量GIS數據上顯現轎車的方位，并供給空間查詢功用.主控中心與轎車的通訊進程中因為多個轎車共用一個信道，當有多個轎車一起發(fā)送GPS言息時，將形成信道磕碰，傳輸過錯.為此，體系中主控中心與各轎車選用主從結構.主控中心保護整個通訊網的操作，它首要依據體系配置,次序地和每輛轎車樹立聯接聯絡并進行數據交換，假如不成功則符號犯錯原因，最終斷開聯接.當每輛轎車被查詢一次今后，就完結一個周期，這樣整

10、個體系就防止了信道磕碰問題.主控中心及車載電臺的通訊辦理模塊的流程圖見圖2,08智能交通開始£2獲取該汽車地址與該汽干建立聯系I越看11I與該汽車進行數據交快足斷開與該汽乍連接開始査接收到主控中心命令否接收到GPS數據國數據傳緒避史心圖3車輛通訊操控流程圖圖2主控中心通訊操控流程圖m物特征的查詢,因此GIS在本體系中起著畫蛇添足的效果.現在商場上與此類僅有轎車的方位信號還無法表達轎車周圍的地物,更談不上對轎車周圍地標記岀L否fr|I1交換成功杏|似的體系,大多選用掃描的圖畫數據作為顯現轎車的布景,無任何地物信息可以查詢.之所以采納圖畫辦法，一是因為顯現很多的GIS圖形數據速度較慢，二

11、是圖形數據的輸入，修改及拓撲聯絡的樹立比較雜亂,本體系則充沛運用工FO形數據輸入B作站強大的圖形處理功能、UNI多任務處理功能及ARC?IN編輯、拓撲建立功能，基本上解決了上述問題ARC?IN作為最早的地理信息體系軟件之一，它在各個領域得到了廣泛的運用，是一個優(yōu)異的以矢量數據為根底的地輿信息體系軟件本體系用北京市1:2500地圖進行數字化、修改和樹立拓撲聯絡.依據地形圖將該圖坐標轉化成北京54坐標,并參加與有關地物相關的特色數據，在此基礎上，憑借多年使用ARC?IN的經驗,開發(fā)了顯示、查詢ARC?IN空間及特色數據的軟件包，并在此軟件中嵌入了與轎車監(jiān)控有關的功用，如顯現窗口的選車功能（只有被選

12、的車輛才能在此窗口內顯示）、汽車軌跡的回放功能系統(tǒng)根本的圖形顯現功用包含中心擴大或縮小、點擴大或縮小、開窗及周游.查詢功用包含間隔量算、面積量算、半徑量算、點查找、線查找、圓查找、矩形查找以及多邊形查找，從特色查詢空間信息的功用正在完善之中轎車的方位信息（經緯度經高斯一克呂格投影（中央經線為117變換后，直接在GI圜形數據上實時、動態(tài)顯現.車載導航體系還有如下功用.a. GI圖形操作功用電子地圖的擴大、縮小，分層顯現，移動,特色顯現含糊查詢，由圖查找特色或由特色查圖，圖上量距，地圖的多級顯現，分窗口顯示等功用都可完結b. GP定位與組合定位功用為滿意定位精度要求，選用了GPS與三個陀螺儀和三個

13、加速度計，對它們的靜態(tài)和動態(tài)進行定位測驗.c車輛信息辦理功用.完結了駕馭員、車輛信息的動態(tài)辦理，如信息入庫、刪去、增加、查詢等.d.地圖匹配功用用方位精度較高并能表達充沛路網的地圖，加上地圖匹配算法關于電子地圖的制作辦法和精度，運用GI啲功用和拓撲網層這兩個條件.e.最優(yōu)路徑規(guī)劃功能（圖4）一是靜態(tài)最優(yōu)路徑規(guī)劃，它的路權主要是道路長度、前史交通訊息或其它信息，存儲路權能夠選用二維聯絡表，這樣數據的提取非常便利，能夠使核算功率大大進步二是動態(tài)最優(yōu)途徑規(guī)劃，其特色是體系能夠實時接納和處理動態(tài)路途交通訊息，并且將其按時刻先后存儲到數據庫中在規(guī)劃途徑時，再將這些動態(tài)交通訊息按某種辦法分配到路網上，作為

14、最優(yōu)途徑規(guī)劃時的路權，然后依據這種路權核算出滿意旅客某種原則的最優(yōu)途徑當經過一守時刻后，體系再對最優(yōu)途徑從頭規(guī)劃，所用的交通訊息總是最新的，然后保圖4依據歸納路阻雙向查找的最優(yōu)途徑規(guī)劃基于動態(tài)最優(yōu)路徑規(guī)劃的實際需要，開發(fā)了一套最優(yōu)路徑規(guī)劃算法（圖4）.該算法經過歸納路阻雙向查找技能，使得其時刻雜亂度下降，進步了查找速度把時刻留給動態(tài)交通分配和其它算法.這種算法盡管有時得不到最優(yōu)成果，但能夠得到次優(yōu)成果，因此依然具有必定的實用性TmMui<M«tataaMMaiitM別的，還有車輛調度監(jiān)控功用，詳細包含群呼、單呼、監(jiān)聽及通話功用.通過GS瞰字蜂窩移動通訊網完結監(jiān)控中心與車輛間的信

15、息交互，對車輛的調度指令經過手機宣布3存在的問題GP運用于車輛定位雖具有非常好的遠景，可是GPS體系也有缺點需改善，一些詳細技能問題仍需處理.例如城市的電磁攪擾、信號反射、高樓遮擋、樹木對信號的削弱，以及接納機的價格等衛(wèi)星信號被遮擋而導致盯梢定位失準是GPS勺喪命缺點,尤其在城市高樓區(qū)然而在交通辦理中，車輛盯梢的大都用處需求精確、接連的定位，這只能憑借別的的傳感器來彌補GPS的缺點現在，解決車輛在衛(wèi)星信號被遮擋的“信號盲區(qū)”無法定位的問題首要選用相對揣度定位設備來完結，比方羅盤、速度表及里程表等，這些設備能夠以所行間隔的1%2%勺精確度確認水平坐標.慣性體系能用來更精確地確認相對平面坐標，但目

16、前其價格太貴重，因此難以運用于一般車輛的主動定位導航體系在體系的實施進程中，仍有一些問題有待于進一步研討主控中心與轎車通訊的功率不高，并且主從結構對被監(jiān)控的車輛數目限制較大.矢量數據的顯現速度仍期望進步，形成圖形顯現速度較慢的原因一是Sun作站在圖形顯現硬件方面功用不是很強，二是Xlil圖形取舍的算法功率不高，三是沒有運用GIS的空間索引.4結論GPS，G1S通訊技能的聯合運用，使人類對空間信息的運用和了解進入了史無前例的深度.現在，我國GPS工業(yè)尚處于起步階段，商場上的GPS產品首要來自美國、日本和我國的臺灣地區(qū).依據核算材料顯現，西方發(fā)達國家因為公路阻塞而形成的直接和直接經濟損失非常驚人.所以為了滿意進步運送功率和安全保證的需求，展開對車載導航體系的研討，以開發(fā)合適我國特色的ITS體系，將在技能和商場方面具有重要意義參考文獻1H畐勒芮.實時管理R北京：中國2西班牙智能交通研討會，2003.2MarJ.SimulationsofthepositioningaccuracyofintegratedvehiclenavigationsystemsJ.IEEProceedingsofRadarSonarNavigation,199