关于公共汽车实时显现及定位体系的研讨

　　当今世界各国的大城市无不存在着交通拥堵问题。以美国为例，1980～2003年期间，年车辆数以77%的速度上升，但是同期路途建造路程的增加数却仅为2%，在城市交通中的顶峰时期，54%的公共轿车处于拥堵状况。因为交通拥堵，人们每天耗费在上下班的时刻比平常均匀多了1. 5小时。一起导致商业车辆在运送中延误，增加了运送本钱。而有限的土地和经济资源等要素的约束，使得路途建造不或许到达相对满意的路程数。要想在不扩张路网规划的前提下，进步现有交通路网的通行才能，就需求归纳运用先进的科技手法来进步交通运送的功率。

　　计划挑选

　　智能交通体系（Intelligent Transportation System，ITS）是将先进的信息技能、数据通讯传输技能、电子操控技能、传感器技能以及核算机处理技能等有用地归纳运用于整个运送体系，然后树立起一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、精确、高效的运送归纳办理体系。该体系首要包含交通办理体系、出行需求办理体系、公共交通运营体系、车辆运转体系、电子收费体系、应急办理体系、车辆监控和安全体系等，它是高科技和先进通讯手法在运送体系中的整合运用。

　　车辆监控体系是ITS的重要组成部分。简直一切的车辆监控体系都依靠GPS和GIS电子地图技能。GIS条件下的电子地图数据库为车辆监控体系供给了寄存和办理监控信息的一个可视化载体。GPS定位技能使车辆监控中的实时盯梢成为或许。通讯技能则在GIS和GPS之间建起了一座数据通讯的桥梁，使得长途监控成为或许。经过精确的定位，合作通讯技能以及电子地图，车辆监控体系能够进行实时的路途监控，然后引导车辆避开拥塞路段，进步路途通行才能，缓解交通拥堵和阻塞。本文介绍的便是依据GPS的公共轿车实时显现和定位体系。

　　体系可行性剖析

　　20世纪90年代，我国为了有用缓解交通运送的严重压力，引入了智能交通的理念，并活跃采纳办法加速运用智能交通技能。现在，国内ITS核心技能的研讨首要会集在图像识别技能、交通仿真技能、GPS/GIS定位导航技能、交通流理论等方面。GPS的运用首要体现在车辆定位导航上，而GPS车辆监控体系的运用正在鼓起，尤其在特种车辆、租借车上己开端推广运用。例如，北京成功地完成了英国SC001和南斯拉夫TRANSYT-7P交通讯息操控体系的引入、装置和运转办理的研讨；上海市成立了租借车联合调度公司，树立了全职业GPS调度中心。

　　在我国的交通运送中，GPS和无线通讯技能相结合已开端广泛运用于运钞车的报警、定位监控，警车、消防车、救护车的指挥调度。有些城市的租借车、租车服务、物流配送等职业现已开端运用GPS技能对车辆进行监控盯梢、调度办理，合理散布车辆，以最快的速度响运用户的恳求，下降动力耗费，节约运转本钱。在车辆导航方面，经过GPS车辆监控体系在城市中树立数字化电台，实时发布交通讯息，车载设备经过GPS精确定位，结合电子地图和实时的交通讯息，主动匹配最优途径，并完成车辆的主动导航。

　　综上所述，GPS技能在交通体系运用现已适当老练，因而，本体系将GPS技能运用于我国的公共轿车的实时显现与定位是可行的。

　　关键技能

　　1 GPS动态定位

　　GPS定位依据待定点运动状况又可分为静态定位和动态定位。广义的GPS动态定位即GPS导航，如用于陆地、水上和航空航天运动载体的导航。依据运用的意图和精度要求的不同，GPS动态定位办法也不同。首要分为以下几种：单点动态定位、实时差分动态定位、后处理差分动态定位。

　　本体系选用的是单点动态定位办法，由车载GPS终端自主测得移动方针的实时方位，并将此方位信息、经过无线通讯体系发送至监控中心，然后在监控中心描绘出移动方针的运动轨道，以完成车辆的实时监控和各种信息的收集。

　　2 GIS在车辆监控中的运用

　　GIS是集测绘科学技能、数据库技能和核算机图形学技能于一体的一个新式的边缘学科。在车辆监控范畴的运用，GIS是一种集城市地舆信息体系和物标主题信息于一体的面向车辆导航、盯梢的信息体系，它能够显现各种份额的电子地图，能够敏捷可靠地为车辆供给各种查询信息，灵敏方便地挑选车辆路途交通网上任何两节点间的最佳行车路途，并在监控中心对车辆进行实时盯梢、调度办理。GIS技能在车辆监控体系中的首要功用有：供给杰出的图形化人机界面，以不同符号显现路况信息，以提示驾驶员；在矢量电子地图上，用户能够进行恣意的扩大、缩小、周游、旋转、分层显现等；能在电子地图上实时、精确地显现车辆的方位，盯梢车辆的行进进程，并能够回放车辆的运转轨道；用户能够进行地舆实体的查询；在电子地图上，用户能够进行途径规划，最短途径的挑选等。

　　3 车辆监控体系中的坐标转化

　　在通常情况下，平面坐标系间的转化办法有类似改换、仿射改换、双线性改换以及二次及三次多项式改换等。类似改换完全是两平面坐标体系间的转化，未考虑体系差错；仿射改换是在类似改换的基础上考虑了纵横坐标标准因子的差异，而为了消除和削弱两坐标系之间的平移、旋转、缩放、地球曲率以及地球投影引起的差错，一般需求二次或高次曲线方程来树立相互间的映射联系。

　　在车辆定位体系中，选用式1）一般就可满意车辆动态定位对坐标转化的要求。

U=a0+a1x+a2y （1）
V=b0+b1x+b2y

　　4 依据串口通讯技能的车辆导航数据传输

　　运用Delphi7.0完成串口通讯常用的办法有3种：一是运用控件，如MSCOMM控件、SPCOMM控件和Cport3. 0控件；二是运用API函数；三是调用其他串口通讯程序。其间运用API编写串口通讯程序较为杂乱，需求把握很多的通讯常识。相比较而言，运用Cport3.0控件则相对较简略，而且该控件具有丰厚的与串口通讯密切相关的特点及事情，供给了对串口的各种操作，易于完成。

　　5 GSM短信息推迟对定位数据的影响

　　GSM短信息事务虽然能可靠地传输车辆定位信息，但因为短信息技能自身的约束以及信道拥堵程度的不同，使定位数据的传输存在着不同程度的推迟。

　　试验标明：当短信息以最大字节传输时，单向传输时延为5s的累计概率散布能够到达92. 80%，关于中低速移动终端来说，这样的推迟基木到达监控、导航运用的要求。但关于高速运动的运动体，3～5s的推迟或许太长了，例如，时速为120公里的轿车，5s现已驶出167m，当定位数据传到监控中心时己有167m差错的累加，这种差错若散布在大街犬牙交错，路口漫山遍野的城市里，会使其作为决议计划参阅的置信度大打折扣。

　　从移动终端削减时延的首要办法是削减一次传输的数据量巨细，假如削减一次数据传输量至70字节，那么理论上核算的传输时延为1.9s。进一步削减数据量还会削减传输时延。咱们在运用NMEA-0183格局传输GPS定位导航数据时，先对数据进行处理，只把经度、纬度和时刻打成短信数据包，使得数据包尽或许短，以削减短信传输的时延。别的，能够对车辆进行航位计算，使监控车辆的实时精度进一步进步。
　　
　　体系评价

　　本文结合GPS、GIS以及核算机数据处理技能和现代数据通讯技能进行了车辆监控体系的研讨，开始开发出了一个具有全天候卫星定位、电子地图显现和车辆实时监控功用的GPS车辆监控体系。