GPS在道路运输管理中的应用

吕玉梅

摘要:近年来,全球卫星定位系统的发展使得对移动目标进行实时定位和远程监控调度成为可能。特别是全球数字移动通信技术(GSM)和地理信息技术(GIS)的出现,更使得人们能够对移动目标进行全国范围、实时、全天候的监控调度。本文主要论述了如何实现GPS系统对道路运输管理的有效指挥、协调控制和管理。

关键词:GPS;道路运输管理;监控系统

GIS技术、GPS技术及网络技术作为道路运输管理技术的重要组成部分,其应用领域日趋扩大。而道路运输管理监控系统集GPS、GIS和现代无线通信技术于一体,车载移动终端将车辆的动态位置、时间、状态、监控图像等信息实时地通过无线通信信道传至主监控中心,监控软件在电子地图上显示车辆运动轨迹,并同时显示被监控车辆的行车状态等信息;监控中心也可以同时向移动终端发布命令和消息,实现道路运输管理的信息化管理,提高效率并降低运营成本。目前,道路运输管理监控系统在实际中的应用日趋广泛。

1 GPS系统的概念及其基本组成

GPS即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地。GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分-GPS星座;地面控制部分-地面监控系统; 用户设备部分-GPS信号接收机。

2 GPS系统在交通运输管理中的技术应用

2.1 无线移动通信技术

目前,为了取得广泛的覆盖范围和降低系统投入成本,GPS系统普遍采用成熟的公共移动通信网作为通信通道。当前GPS可用的较先进的通信网为GPRS网和CDMAlx。基于GPRS网的传输速度理论可以达100kbps以上,而2003年正式开通的CDMAlX网络,由于采用了反向相干解调、前向快速功率控制等技术,理论带宽可达300kb/S,目前实际应用带宽在100kb/s左右(双向对称传输),传输速率高于GPRS,可提供更多的中高速率业务。

2.2 智能导航终端

在国内,安华北斗、奥星等公司最近已推出支持CDMAlx通信功能的GPS导航设备,与国外导航设备功能大致相当,能够实现导航功能、电子地图、转向语音提示功能、定位功能、测速功能、显示航迹。

2.3 电子地图

智能交通系统的大部分信息都需要通过电子地图来表示,电子地图作为空间信息特别是交通信息的可视化产品,将交通路线及周围环境以视觉感受的方式传输给用户。

3 GPS技术在现代运输管理中的应用

3.1 GPS技术的监控定位原理

GPS定位原理是利用测距交会的原理确定点位。将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上,组成一个卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可由三个以上地面已知点(控制站)交会出卫星的位置,反之,利用三个以上卫星的已知空间位置,又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。GPST/星发射测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星的位置信号。用户用GPS接收机在某一时刻同时接受三颗以上的卫星信号,测量出测站点(接收机天线中心)至三颗以上GPS卫星的距离,并计算出该时刻GPS卫星的空间坐标,据此利用距离交会法计算出测站点的位置。

3.2 基于GPS技术的运输管理监控系统的原理

由于在任一时刻地球上任一目标均能通过GPS系统得知其三维坐标、三维速度和准确时间,故若在车辆上安装GPS接收机,便能实时获知车辆位置、运行速度和运动方向,再把这些信息及一些传感器的数据通过一定的通信手段供给主控中心,在主控中心电子地图上,能清晰地显示出车辆运行轨迹;主控中心根据车辆运行情况,再发出调度指令,以完成对车辆的集中监控,甚至可以在一定程度上控制车辆的行为。

3.3 基于GPS技术的运输管理监控系统的组成

基于GPS技术的运输管理监控系统,主要由车载设备、监控中心以及通信系统几部分组成,基本工作流程是:车载设备在接收到GPS定位数据后,自动计算出自身所处的地理位置的坐标,每隔一段时间,车载台通过数字移动通信系统GSM (Global System For Mobile Phones)将数据发送到监控中心;监控中心将收到的坐标数据及其他数据还原后,与地理信息系统GIS(Geographic Information System)的电子地图相匹配,并接合其他子系统的数据库在电子地图上直观地显示车辆在途状态信息(货物在途情况、交货时问、发货地和到达地等),地图本身可以任意放大、缩小、还原、切换、可开多个窗口以分别跟踪不同的车辆;用户可根据自己的权限在Intemet上通过用户接口进行信息查询或发出调度指令,此时控制中心会将该指令发送到指定的车辆,并在其车载设备上显示出来。

3.4 基于GPS技术的运输管理监控系统的应用

3.4.1 车辆跟踪

基于GPS技术的运输管理监控系统,可选定车辆进行跟踪显示,在监控中心的电子地图上选定跟踪车辆,将其运行位置在地图画面上保存,形成直观的运行轨迹。货主、物流企业可以随时随地清楚地了解车辆的运行状况、任务执行和安排情况。

3.4.2 运行监控

系统大屏幕可实现多窗口显示,多窗口可同时监视多辆车运行,并可显示和存储车辆的运行轨迹,以供运行评估,进行指挥调度。调度中心可随时同跟踪的车辆进行通话,实行话务指挥与车辆跟踪相结合,实现现代化管理。通过实时监督运输车辆,可以避免驾驶人员的不良驾驶行为,防止超速、疲劳驾驶等行为的出现,保障司乘人员、货物和车辆的安全;通过实施实时远程监控、报警,可以防盗防抢,预防和阻止违法犯罪行为的发生;通过监督车辆是否按规定线路营运,可以堵塞或遏制车辆在行驶途中“换货”等违规行为,提高运输管理能力;在车辆发生事故时,可将事故车辆的位置和状况等信息及时、准确地报告给监控中心,使事故损失减小到最低限度。

3.4.3 信息查询

通过查询可实时地从电子地图上直观了解运输车辆所处的地理位置,以及经度、纬度、速度等数据,还可以查询到行车的路线、时间、里程等信息。系统可自动将车辆发送的数据与预设的数据进行比较,对发生的较大偏差进行报告,从而使后方管理人员可轻松准确地掌握公司的运输作业。对于一些危险品运输车辆,如果安装了额外的监测设备,用户还可以查询到货物在运输过程中的信息,以保障车辆安全、按时到达目的地。

结语

现代科技对经济发展的促进作用越来越明显,同样GPS管理系统在现代物流、客货运管理运营中,已经成为必然选择,产生了巨大的经济效益和社会效益。相比传统管理方式,在实时性、大容量数据储存、及时智能调度、自动报表生成等方面有着无可比拟的优势。也成为几乎所有物流、海洋运输、客货长途运输、公交、出租车、汽车租赁等单位的首选。如果在降低管理成本手段、及时调度决策等方面进行流程再造,将在企业降本增效、节省开支等方面发挥重大作用。