運(yùn)輸管理課件第九章 智慧運(yùn)輸

運(yùn)輸管理第九章

智慧運(yùn)輸

智慧運(yùn)輸概述第一節(jié)23一、智慧運(yùn)輸概述（一）智慧運(yùn)輸概念運(yùn)輸是我國(guó)現(xiàn)代物流體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智慧運(yùn)輸就是要實(shí)現(xiàn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)與物流運(yùn)輸有效融合。實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)輸，可以大大降低各個(gè)行業(yè)的運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效率，提升整個(gè)物流行業(yè)的智慧化和自動(dòng)化水平。4（二）智能運(yùn)輸與智慧運(yùn)輸1.智能運(yùn)輸與智慧運(yùn)輸?shù)穆?lián)系智慧運(yùn)輸和智能運(yùn)輸都是運(yùn)用信息和通信等多種先進(jìn)技術(shù)在道路運(yùn)輸方面進(jìn)行運(yùn)用的產(chǎn)物。兩者在關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)內(nèi)容和應(yīng)用目標(biāo)等方面包含較多共同部分。2.智能交通和智慧交通的區(qū)別01020304核心不同目標(biāo)不同定義不同本質(zhì)不同5二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings，簡(jiǎn)稱IOT）是指通過射頻識(shí)別掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。包含兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備三個(gè)特征：一是全面感知，即利用無線射頻技術(shù)、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化控制。6（二）物聯(lián)網(wǎng)的組成物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為感知層，網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。1.感知層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括傳感器或讀卡器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前的傳感器網(wǎng)絡(luò)。感知層以RFID、傳感與控制、短距離無線通信等為主要技術(shù)，其任務(wù)是識(shí)別物體和采集系統(tǒng)中的相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)“物”的認(rèn)識(shí)與感知。2.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是建立在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的融合網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層通過各種接入設(shè)備與移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相連，其主要任務(wù)是通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、初步處理、分類、聚合等，用于溝通感知層和應(yīng)用層。目前我國(guó)通信設(shè)備和運(yùn)營(yíng)商實(shí)力較強(qiáng)，是我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域最成熟的部分。3.應(yīng)用層應(yīng)用層是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與專業(yè)技術(shù)相互融合，利用分析處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務(wù)。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為控制型、查詢型、管理型和掃描型等，可通過現(xiàn)有的手機(jī)、電腦等終端實(shí)現(xiàn)廣泛的智能化應(yīng)用解決方案。7（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧運(yùn)輸中的作用1.貨物運(yùn)輸跟蹤2.降低運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)3.降低運(yùn)輸成本8三、大數(shù)據(jù)技術(shù)（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)的含義大數(shù)據(jù)技術(shù)是以數(shù)據(jù)為本質(zhì)的新一代革命性的信息技術(shù)，在數(shù)據(jù)挖潛過程中，能夠帶動(dòng)理念、模式、技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐的創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)（BigData），是指無法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫(kù)克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》中大數(shù)據(jù)指不用隨機(jī)分析法（抽樣調(diào)查）這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理?！按髷?shù)據(jù)”研究機(jī)構(gòu)Gartner給出了這樣的定義。“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。9（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)的特征海量的數(shù)據(jù)規(guī)模數(shù)據(jù)類型多樣0102快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)價(jià)值密度低030410（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧運(yùn)輸中的作用1．提高智慧運(yùn)輸管理水平4.提高用戶服務(wù)水平3.規(guī)避運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)2．降低運(yùn)輸成本11四、智慧運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)1.RFID技術(shù)（1）RFID技術(shù)的基本原理射頻識(shí)別技術(shù)

(RadioFrequencyIdentification，RFID)，是利用發(fā)射接收無線電射頻信號(hào)，對(duì)物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離無接觸方式和跟蹤的一種高新技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)的基本原理是電磁理論，它的最主要特點(diǎn)是它的非接觸式識(shí)別。一個(gè)典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)由電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器或閱讀器（Reader）組成。閱讀器用以產(chǎn)生發(fā)射無線電射頻信號(hào)并接受由電子標(biāo)簽反射回來的無線電射頻信號(hào)，經(jīng)過處理后獲得標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息。電子標(biāo)簽用以存儲(chǔ)數(shù)字字母編碼，當(dāng)受無線電信號(hào)照射時(shí)，能反射回?cái)y帶有數(shù)字字母編碼信息的無線電射頻信號(hào)，供閱讀器處理識(shí)別。12（2）RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)突出體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：02適應(yīng)物體的高速移動(dòng)，可以識(shí)別高速移動(dòng)中的物體可穿過玻璃、布、皮、木等材料閱讀無接觸識(shí)別閱讀距離遠(yuǎn)。射頻識(shí)別技術(shù)的傳送距離由許多因素決定，如傳送頻率，天線設(shè)計(jì)等識(shí)別速度快（輸入12位數(shù)據(jù)速度只有0.3-0.5秒）抗惡劣環(huán)境工作能力強(qiáng)，可全天候工作01030405132.GPS技術(shù)（1）GPS技術(shù)的基本原理全球定位系統(tǒng)（GPS-GlobalPositioningSystem）。是由一系列衛(wèi)星組成的，它們24小時(shí)提供高精度的世界范圍的定位和導(dǎo)航信息。它是由24顆距地球12000公里高度的軌道運(yùn)行的NAVSTARGPS衛(wèi)星組成，不停地發(fā)送回精確的時(shí)間和它們的位置。GPS接收器同時(shí)收聽3-12顆衛(wèi)星的信號(hào)，從而判斷地面上或接近地面的物體的位置，還有它們的移動(dòng)速度和方向等。GPS接收器利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)確定衛(wèi)星在太空中的位置，并根據(jù)無線電波傳送的時(shí)間來計(jì)算它們之間的距離。等計(jì)算出至少3-4個(gè)衛(wèi)星的相對(duì)位置后，GPS接收器就可以用三角學(xué)來算出自己的位置，每個(gè)GPS衛(wèi)星都有4個(gè)高精度的原子鐘，同時(shí)還有一個(gè)實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)庫(kù)，記載著其他衛(wèi)星的當(dāng)下位置和運(yùn)行軌跡。當(dāng)GPS接收器確定了一個(gè)衛(wèi)星的位置時(shí)，它可以下載其他所有衛(wèi)星的位置信息，這有助于它更快地得到所需的其他衛(wèi)星的信息。14（2）GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)GPS問世以后，迅速在導(dǎo)航、定位領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比GPS具有一些明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。全球性。由于GPS衛(wèi)星的分布合理，全球覆蓋率達(dá)98%，在覆蓋范圍內(nèi)的地球上任何地點(diǎn)均可連續(xù)同步觀測(cè)至少4顆衛(wèi)星。全天候。利用GPS進(jìn)行觀測(cè)測(cè)量可在一天24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行，不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等任何氣候因素的影響。高精度。GPS可提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息，采用差分技術(shù)其定位精度可達(dá)到厘米級(jí)，授時(shí)精度達(dá)到20納秒。高效率。隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善和軟件的不斷更新，一般靜態(tài)定位僅需幾分鐘；在流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15公里以內(nèi)的差分定位中，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘；完成一次快速的動(dòng)態(tài)定位或測(cè)速僅需數(shù)秒鐘。應(yīng)用廣泛。可用于與定位、導(dǎo)航、授時(shí)有關(guān)的所有應(yīng)用，是繼通信、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后的第三大高科技應(yīng)用技術(shù)。操作簡(jiǎn)便。GPS是單向測(cè)距的被動(dòng)式定位，只要能接收到GPS信號(hào)就可進(jìn)行定位，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)GPS接收機(jī)的自動(dòng)化程度越來越高，極大地減輕了測(cè)量的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。153.GIS技術(shù)（1）GIS技術(shù)的基本原理地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystems，GIS)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供對(duì)規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。GIS是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、處理、分析、顯示和描述的技術(shù)。其基本功能是將數(shù)據(jù)庫(kù)，電子表格文件等表格型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示，然后對(duì)顯示結(jié)果瀏覽，操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細(xì)的街區(qū)地圖，顯示對(duì)象包括人口，銷售情況，運(yùn)輸線路以及其他內(nèi)容。廣泛應(yīng)用于軍事，自然資源管理，電力，電信，石油和天然氣，城市規(guī)劃，交通運(yùn)輸，環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)等領(lǐng)域。16（2）GIS技術(shù)的組成（1）硬件系統(tǒng)（2）軟件系統(tǒng)（3）數(shù)據(jù)（4）人員（5）方法17（3）GIS技術(shù)與GPS技術(shù)的關(guān)系GIS和GPS在地理信息處理和分析中有很大的關(guān)系，但是他們之間又存在明顯區(qū)別。首先，GIS是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，而GPS全球定位系統(tǒng)是確定空間的一個(gè)點(diǎn)，是空間的一個(gè)坐標(biāo)值。GIS是在計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。而GPS是通過太空中的24顆GPS衛(wèi)星來完成的。最少需要其中3顆衛(wèi)星，就能迅速確定在地球上的位置。其次GIS具有一定結(jié)構(gòu)和功能，是一個(gè)完整的系統(tǒng)。GIS與其他系統(tǒng)不一樣的地方在于它擁有空間信息，可以給予這些空間信息做地理分析，這是其他系統(tǒng)所做不到的。而GPS是一個(gè)中距離圓形軌道衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以為地球表面絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位和高精度的時(shí)間基準(zhǔn)。18GPS技術(shù)與GIS技術(shù)的區(qū)別

表9-1名稱含義主要組成部分主要功能應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）借助衛(wèi)星定位GPS衛(wèi)星、GPS接收機(jī)、地面監(jiān)控系統(tǒng)定位、導(dǎo)航可以精確定出靜態(tài)物體或動(dòng)態(tài)物體的地理坐標(biāo)及高程。車載導(dǎo)航是最常見的GPS應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)（GIS）專門處理地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)硬件、軟件、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、管理、分析、查詢等高德地圖等就是運(yùn)用了GIS技術(shù)，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的選址，城市規(guī)劃等都需要用到GIS，是一個(gè)十分綜合的技術(shù)。雖然GIS和GPS存在很多區(qū)別，一個(gè)為模擬、一個(gè)為定位，但它們?cè)诘乩硇畔⑻幚砗头治鲋杏泻艽蟮年P(guān)系。而GPS是GIS數(shù)據(jù)的重要來源，GPS提供了高精度的位置定位數(shù)據(jù)，GIS可以將這些位置數(shù)據(jù)與其他地理信息數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)行分析和處理。例如，通過GPS技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛位置信息，結(jié)合GIS中的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布置、路況信息等，運(yùn)用車輛線路模型、最短路徑模型等模型，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸管理可視化，精準(zhǔn)實(shí)施運(yùn)輸生產(chǎn)管理與決策。194.北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)（1）北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)概述中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是由我國(guó)的研究機(jī)構(gòu)獨(dú)立進(jìn)行研制的衛(wèi)星通信定位系統(tǒng)，是繼美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)之后的第三個(gè)較為成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。自2000年開始，我國(guó)就開始進(jìn)行了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)試驗(yàn)，于2017年11月5日發(fā)射了中國(guó)第三道導(dǎo)航衛(wèi)星，標(biāo)志著我國(guó)開始正式建造北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

2018年12月26日，北斗三號(hào)基本系統(tǒng)開始提供全球服務(wù)。2019年9月，北斗系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)，在軌39顆衛(wèi)星中包括21顆北斗三號(hào)衛(wèi)星：有18顆運(yùn)行于中圓軌道、1顆運(yùn)行于地球靜止軌道、2顆運(yùn)行于傾斜地球同步軌道。2019年9月23日5時(shí)10分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射第四十七、四十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。2019年11月5日凌晨1點(diǎn)43分，成功發(fā)射第49顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗三號(hào)系統(tǒng)最后一顆傾斜地球同步軌道（IGSO）衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，12月16日15時(shí)22分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第五十二、五十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。至此，所有中圓地球軌道衛(wèi)星全部發(fā)射完畢。2020年3月9日19時(shí)55分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星。20（2）北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)組成北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。

1.空間段。北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星等組成。2.地面段。北斗系統(tǒng)地面段包括主控站、時(shí)間同步/注入站和監(jiān)測(cè)站等若干地面站，以及星間鏈路運(yùn)行管理設(shè)施。3.用戶段。北斗系統(tǒng)用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度2-5米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。智慧運(yùn)輸在公路運(yùn)輸中應(yīng)用第二節(jié)2122一、物聯(lián)網(wǎng)在道路運(yùn)輸中的應(yīng)用（一）RFID技術(shù)在道路運(yùn)輸中的應(yīng)用1.在公路運(yùn)輸中應(yīng)用RFID技術(shù)的必要性隨著全國(guó)高速公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的逐步建成和完善，高速公路運(yùn)輸在綜合運(yùn)輸體系和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著越來越重要的作用。但是，高速公路運(yùn)輸體系所追求的快速、高效和安全，在很大程度上受各類事故和自然災(zāi)害等因素的影響和制約。例如，惡劣天氣或汽車拋錨引起汽車追尾等事故所造成的損失越來越大，成為威脅人們生命及財(cái)產(chǎn)安全的重大隱患。因此，對(duì)高速公路車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各路段及關(guān)鍵點(diǎn)的車輛行駛異常情況并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，最大限度減少各類交通事故，是保證高速公路安全、舒適、快速運(yùn)營(yíng)的必要手段。232.RFID技術(shù)在公路運(yùn)輸管理上的具體應(yīng)用（1）系統(tǒng)概述采用最大讀寫距離可達(dá)80米的讀寫器，具有極高的防沖突性，高速度，智能化。采用多種防沖突方案，可同時(shí)識(shí)別200個(gè)以上不同的射頻識(shí)別卡，RFID的移動(dòng)時(shí)速可達(dá)200公里以上，RFID與收發(fā)器之間可實(shí)現(xiàn)雙向高速數(shù)據(jù)交換，使應(yīng)用靈活，數(shù)據(jù)安全得到保證。由安裝在車輛內(nèi)攜帶的超級(jí)遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽、傳輸處理分站(含發(fā)射天線、接收天線、目標(biāo)識(shí)別器)、數(shù)據(jù)傳輸接口、地面中心站軟件組成。當(dāng)攜帶標(biāo)識(shí)卡的車輛通過傳輸處理分站區(qū)域時(shí)，標(biāo)識(shí)卡立即發(fā)射出具有代表身份特征的射頻信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)識(shí)別器接收并通過傳輸處理分站發(fā)送到中心站。中心站接收來自傳輸處理分站上的編碼信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛跟蹤定位信息的采集、分析處理、實(shí)時(shí)顯刀歷史數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)報(bào)表查詢打印等功能，使管理人員能及時(shí)準(zhǔn)確地查詢各種信息，方便險(xiǎn)情的及時(shí)提醒和實(shí)時(shí)處理，提高和優(yōu)化高速公路的整體管理水平。路面車輛跟蹤定位基站及管理系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、電子電路、數(shù)字通信、無線識(shí)別技術(shù)等方面。24（2）系統(tǒng)原理及構(gòu)成公路各分站設(shè)備的車輛信息采集處理板將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線向外發(fā)送;隨身攜帶的標(biāo)識(shí)卡進(jìn)人高頻的發(fā)射天線工作區(qū)域后被激活(未進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域標(biāo)識(shí)卡不工作)，同時(shí)將加密的載有目標(biāo)識(shí)別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去;接收天線接收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)來的載波信號(hào)，經(jīng)分站車輛信息采集處理板接收處理后，提取出目標(biāo)識(shí)別碼，并經(jīng)車輛信息傳輸處理板送至計(jì)算機(jī)，完成預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能，從而實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化監(jiān)控及管理。用一定數(shù)量的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)（讀卡器）按一定間距（約160米）設(shè)立在高速公路上構(gòu)成監(jiān)控帶?？梢宰詣?dòng)記錄各站點(diǎn)通過車輛的編碼和通過時(shí)間，從而確定車輛在任何時(shí)刻在路面所處的位置，便于查詢。在事故發(fā)生時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)事故的快速有效處理，系統(tǒng)構(gòu)成如圖9-1所示。圖9-1道路運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)25（3）系統(tǒng)軟件功能車輛運(yùn)行安全管理系統(tǒng)軟件功能可以實(shí)時(shí)定位跟蹤查詢、車速監(jiān)測(cè)、事故處理、歷史數(shù)據(jù)查詢打印、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)置和聯(lián)網(wǎng)等功能。①目標(biāo)實(shí)時(shí)定位跟蹤查詢。實(shí)時(shí)查詢車輛動(dòng)態(tài)分布情況及數(shù)量；查詢高速路上任一車輛當(dāng)前位置和某一時(shí)刻所處的位置，并進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤顯示。②車速監(jiān)測(cè)。對(duì)輛在個(gè)區(qū)域的車速及前后車輛情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)前方有突發(fā)事故或其他異常情況進(jìn)行報(bào)警提醒。③事故處理。當(dāng)某路段發(fā)生事故時(shí)，可迅速確定事故發(fā)生地點(diǎn)、車輛數(shù)量及身份等信息，為事故處理迅速提供準(zhǔn)確的依據(jù)，將損失減少到最少。④歷史數(shù)據(jù)查詢打印?？刹樵冎付ㄈ掌凇⒅付ㄜ囕v在任一路段的具體情況，查詢和打印相關(guān)信息。⑤數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將各類信息統(tǒng)計(jì)匯總，按指定的格式統(tǒng)計(jì)事故發(fā)生路段分布，提供各路段的車輛、車速情況表等。⑥系統(tǒng)設(shè)置和聯(lián)網(wǎng)功能。設(shè)置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，并提供基于Web的查詢系統(tǒng)，能確保相關(guān)人員通過網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確、及時(shí)地了解高速公路上各車輛的具體情況。26（二）GPS技術(shù)在道路運(yùn)輸中的應(yīng)用1.GPS技術(shù)在道路運(yùn)輸中的運(yùn)作模式汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門實(shí)用技術(shù)。它通常由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、車速傳感器、陀螺傳感器、微處理器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、IJCD顯示器組成。它通過GPS接收機(jī)接收到多顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算得到汽車所處位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)、汽車行駛速度和時(shí)間信息。它通過車速傳感器檢測(cè)出汽車行駛速度，通過陀螺傳感器檢測(cè)出汽車行駛的方向，再依據(jù)時(shí)間信息就可計(jì)算出汽車行駛的動(dòng)態(tài)軌跡。將汽車實(shí)際行駛的路線與電子地圖上的路線進(jìn)行比較，并將結(jié)果顯示輸出，可以幫助駕駛?cè)藛T在正確的行駛路線上行駛。通過采用GPS對(duì)車輛進(jìn)行定位，在任何時(shí)候，調(diào)度中心都可以知道車輛所在位置、離目的地的距離；同時(shí)還可以了解到貨物尚需要多長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)目的地，其配送計(jì)劃可以精確到小時(shí)。這樣就提高了整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的效率。另外，借助于GPS提供的準(zhǔn)確位置信息，可以對(duì)故障或事故車輛實(shí)施及時(shí)的援救。GPS目前在貨物運(yùn)輸中的應(yīng)用模式類似于手機(jī)運(yùn)營(yíng)商的模式，即使用人（企業(yè)）購(gòu)買信號(hào)接收終端后，安裝在需要監(jiān)控車輛上，則該車輛的行駛信息即開始通過終端發(fā)送到運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)器上。使用人采用Web網(wǎng)頁(yè)或軟件方式從運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)器上獲取車輛信息或下達(dá)管理指令。27目前管理方式主要有B/S模式和C/S模式兩種。B/S模式：通過瀏覽器登錄運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)站、使用人（企業(yè)）輸人對(duì)方授權(quán)的用戶名和密碼，即可監(jiān)控或管理自己的車輛，優(yōu)點(diǎn)是在任何地點(diǎn)，只要有一臺(tái)可上網(wǎng)的電腦，即可隨時(shí)監(jiān)控，缺點(diǎn)是相關(guān)功能減少；C/S模式：使用單位或個(gè)人在固定監(jiān)控計(jì)算機(jī)上安裝客戶端程序，運(yùn)行后自動(dòng)登錄運(yùn)營(yíng)商服務(wù)器，監(jiān)控本單位的車輛。優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)控、管理的選項(xiàng)多、功能多，缺點(diǎn)是監(jiān)控地點(diǎn)固定。根據(jù)實(shí)際情況，也可以上述兩種模式同時(shí)使用。運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)平臺(tái)涉及通信網(wǎng)關(guān)技術(shù)、小負(fù)荷條件下海量信息發(fā)送技術(shù)、車載設(shè)備驅(qū)動(dòng)技術(shù)等；車載終端平臺(tái)則涉及不同條件下觸發(fā)信號(hào)采集、判斷、后續(xù)動(dòng)作實(shí)施技術(shù)，TCP/UTP兩種鏈接方式的兼容技術(shù)，集成身份識(shí)別技術(shù)，如IC卡、指紋識(shí)別器、加密U盤等；終端軟件則涉及區(qū)域查詢、電子地圖分析、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。282.GPS技術(shù)在道路運(yùn)輸管理上的應(yīng)用01（1）路線規(guī)劃02（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控03（3）雙向通信04（4）動(dòng)態(tài)調(diào)度05（5）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析06（6）第三方應(yīng)用293.GIS技術(shù)在道路運(yùn)輸中的應(yīng)用（1）在道路運(yùn)輸中應(yīng)用GIS技術(shù)的必要性高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要通過外場(chǎng)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通狀態(tài)實(shí)時(shí)采集，針對(duì)高速公路范圍內(nèi)各種交通狀態(tài)、交通事件和氣象狀況，利用建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，生成相應(yīng)的控制策略和控制方案，通過控制人員的確認(rèn)采用不同的控制方案，通過可變情報(bào)板、可視信息等途徑反饋給駕駛?cè)藛T，誘導(dǎo)交通流運(yùn)行在管理者期望的狀態(tài)，達(dá)到安全、高效的目的。該系統(tǒng)由基于GIS的交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)和外場(chǎng)設(shè)備控制及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。其中GIS交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要由GIS地圖控制和實(shí)時(shí)反饋、從外場(chǎng)設(shè)備控制及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸過來的信息、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析、設(shè)備管理、信息管理、用戶管理等組成。外場(chǎng)設(shè)備控制及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要負(fù)責(zé)對(duì)外場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)置。隨著高速公路的迅速發(fā)展，以及車流量的不斷增加，現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)將越來越多地顯示其在公路管理中不可取代的地位。目前，市場(chǎng)上也已經(jīng)出現(xiàn)了高速公路管理系統(tǒng)，但是，縱觀這些系統(tǒng)，只是在高速公路管理系統(tǒng)中加入了現(xiàn)代化的設(shè)備，并沒有充分利用這些設(shè)施對(duì)高速公路進(jìn)行整體上的管理和監(jiān)控。高速公路本身是一種地理對(duì)象，由此我們想到，可以把地理信息系統(tǒng)的知識(shí)引入到高速公路的管理中去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路整體上的管理，同時(shí)輔以辦公自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)