当今世界各国的大城市无不存在着交通拥挤问题。以美国为例,1980~2003年期间,年车辆数以77%的速度上升,可是同期道路建设里程的增长数却仅为2%,在城市交通中的高峰时期,54%的公共汽车处于拥挤状态。由于交通拥挤,人们每天消耗在上下班的时间比平时平均多了1. 5小时。同时导致商业车辆在运输中延误,增加了运输成本。而有限的土地和经济资源等因素的制约,使得道路建设不可能达到相对满意的里程数。要想在不扩张路网规模的前提下,提高现有交通路网的通行能力www.cechina.cn,就需要综合运用先进的科技手段来提高交通运输的效率。
方案选择
智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个运输体系,从而建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。该系统主要包括交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、车辆运行系统、电子收费系统、应急管理系统、车辆监控和安全系统等,它是高科技和先进通信手段在运输系统中的整合应用。
车辆监控
系统可行性分析
20世纪90年代,我国为了有效缓解交通运输的紧张压力,引进了智能交通的理念,并积极采取措施加快应用智能交通技术。目前,国内ITS核心技术的研究主要集中在图像识别技术、交通仿真技术、GPS/GIS定位导航技术、交通流理论等方面。GPS的应用主要体现在车辆定位导航上CONTROL ENGINEERING China版权所有,而GPS车辆监控系统的应用正在兴起,尤其在特种车辆、出租车上己开始推广应用。例如,北京成功地完成了英国SC001'和南斯拉夫TRANSYT-7P交通信息控制系统的引进、安装和运行管理的研究;上海市成立了出租车联合调度公司,建立了全行业GPS调度中心。
在我国的交通运输中,GPS和无线通信技术相结合已开始广泛应用于运钞车的报警、定位监控,警车、消防车、救护车的指挥调度。有些城市的出租车、租车服务、物流配送等行业已经开始利用GPS技术对车辆进行监控跟踪、调度管理,合理分布车辆,以最快的速度响应用户的请求CONTROL ENGINEERING China版权所有,降低能源耗损,节省运行成本。在车辆导航方面,通过GPS车辆监控系统在城市中建立数字化电台,实时发布交通信息,车载设备通过GPS精确定位,结合电子地图和实时的交通信息,自动匹配最优路径,并实现车辆的自动导航。
综上所述,GPS技术在交通系统应用已经相当成熟,因此,本系统将GPS技术应用于我国的公共汽车的实时显示与定位是可行的。
关键技术
1 GPS动态定位
GPS定位依据待定点运动状态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。根据应用的目的和精度要求的不同,GPS动态定位方法也不同。主要分为以下几种:单点动态定位、实时差分动态定位、后处理差分动态定位。
本系统采用的是单点动态定位方法,由车载GPS终端自主测得移动目标的实时位置,并将此位置信息、通过无线通信系统发送至监控中心www.cechina.cn,从而在监控中心描绘出移动目标的运动轨迹,以实现车辆的实时监控和各种信息的采集。
2 GIS在车辆监控中的应用
GIS是集测绘科学技术、数据库技术和计算机图形学技术于一体的一个新兴的边缘学科。在车辆监控领域的应用,GIS是一种集城市地理信息系统和物标主题信息于一体的面向车辆导航、跟踪的信息系统,它可以显示各种比例的电子地图,能够迅速可靠地为车辆提供各种查询信息,灵活方便地选择车辆道路交通网上任何两节点间的最佳行车路线,并在监控中心对车辆进行实时跟踪、调度管理。GIS技术在车辆监控系统中的主要功能有:提供良好的图形化人机界面,以不同标记显示路况信息,以提醒驾驶员;在矢量电子地图上,用户可以进行任意的放大、缩小、漫游、旋转、分层显示等;能在电子地图上实时、准确地显示车辆的位置,跟踪车辆的行驶过程,并可以回放车辆的运行轨迹;用户可以进行地理实体的查询;在电子地图上,用户可以进行路径规划,最短路径的选择等。
3 车辆监控系统中的坐标转换
在通常情况下,平面坐标系间的转换方式有相似变换、仿射变换、双线性变换以及二次及三次多项式变