论GPS技术在运输领域的应用

来源:用户上传      作者: 李晓国

　　摘要：GPS技术具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力，应用始于军事领域，现在GPS技术逐步被应用到交通运输的领域中来，产生了GPS车辆监控系统，在现代物流领域，GPS技术正在发挥着不可替代的作用并受到越来越多物流企业的重视。
　　关键词：GPS技术；GPS车辆监控系统；物流领域
　　中图分类号：TP　文献标识码：A　文章编号：1672-3198(2010)11-0328-02
　　
　　GPS即导航卫星测时和测距／全球定位系统，英文全称为Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Postion-ing System。美国从20世纪70年代开始研制，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力。按最初设计，实用系统由24颗卫星组网，这些卫星分布在三个轨道平面上，每个轨道设置8颗卫星，这样对于地球上任何一点，能同时有6―9颗卫星可供观测，可选择4颗最佳卫星进行定位，预期定位精度可达10米。目前地球上空已有27颗卫星(包括3颗备份卫星)在运行。
　　GPS的基本定位原理是卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技术，即将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去，用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
　　GPS技术应用始于军事领域，但随着近年来GPS技术的民用化，它逐渐成为了一个全球性工具，在陆地上的移动信息系统方面，GPS技术逐步被应用到交通运输的领域中来。
　　GPS车辆监控系统就是把全球卫星定位(GPS)技术、无线通讯技术和GIS技术相结合，用以监控车辆所在位置和状态的安全保障系统。此系统通过GPS定位技术，获得被监控车辆的地理位置和一些附加信息(如速度、方向等)，然后通过无线通讯网，把信息传到监控中心，并通过监控软件，在监控中心的电子地图上显示出来，从而达到监控的目的。
　　在这方面最早从事开发工作的公司有Navsys、Trimble和Motorola等，后来如Ford、Rockwell等公司也纷纷加入到这个领域中来。它们设计的GPS车辆监控系统一般都与和蜂窝通信联系起来，通讯方面具有比较高的实用性。现在，愈来愈多的这类系统通过测试，走入市场，而且功能走向多元化。
　　国内这方面的开发工作开始的也很早。大约从1994年开始的一些从事GPS研究开发的公司、单位结合国情进行了这类移动信息系统的设计制造工作。
　　与国外相比，国内的这类系统的通信部分采用的技术虽然还比较落后，但我国GPS车辆监控市场现在已进入规模发展时期。尤其是从2006年开始，北京市奥运及物流配送推动的GPS车辆跟踪市场的发展，同时几家大公司进入这一行业，若干较为成熟的产品推向市场，各城市的公交车和出租车项目也有所启动，特别是长途运t输车辆的监控应用项目的实施，车辆监控市场将有可能出现爆发性增长的势头。从实际情况来看，近年来我国运输市场持续升温，各种物流系统均显示出对GPS车辆监控管理系统的明显需求。据悉，全国物流业的运输车辆将会陆续安装GPS导航及安全系统，3-4年内将有100万辆运输车安装GPS安全监控系统。
　　在现代物流领域，GPS技术正在发挥着不可替代的作用并受到越来越多物流企业的重视。利用公共的GPS物流信息平台，可以对运输车辆实现实时监控，智能配货、全程追踪、综合信息查询等增值服务，这些服务可以极大提高物流公司市场竞争力，为货主提供及时方便的货物信息查询，帮助物流企业不断提高物流服务水平，更好地适应知识经济和经济全球化趋势下的竞争要求，适应物流业未来发展的网络化、信息化特性，从而在未来的国际市场竞争中占据有利地位，基于GIS／GPS的车辆监控调度系统的应用将构造具有竞争力的透明物流企业。
　　GPS在物流领域应用于实时监控车辆等移动目标的位置，根据道路交通状况向移动目标发出实时调度指令。而GIS、GPS和无线通信技术的有效结合，能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本最优。GPS物流调度系统将在人性化信息定制、实时车辆调度和车辆管理几方面进行优化，为用户提供更为方便快捷的服务方式，提供企业的服务质量、服务效率和企业的规范化管理，为企业和客户提供更多的经济利益。它具有以下几大主要功能：
　　
　　1　网络化的货物车辆发布平台
　　
　　用户只要通过配套的GPS车载终端设备发送本系统支持的指令(车辆去向和车辆装载情况)到通信系统，系统会自动查询匹配的待发货物信息，发送给车辆。这样车主在运行途中就可以获得想要的货物信息，可以及时取得货物信息，在送完货物后，可以很快的找到符合自己去向条件的货物信息进行联系和配送，从而减少车辆的闲置时间，提高车辆运输效率，创造经济利益。
　　
　　2　车辆行驶管理控制功能
　　
　　优化后的GPS物流系统提供线路制定功能：
　　(1)可以指定线路的每段的最高时速，限制行驶时间；
　　(2)可以设置危险、禁行等区域信息和休息点信息：
　　将制作好的线路文件通过GPRS无线链路下发给指定的车载GPS终端，车载GPS终端根据本线路来判定车辆的行驶情况等信息。如果违反了线路文件规定的信息，则上传信息通知监控中心并由车载设备发出声光提示信息，提醒驾驶员，以保证车辆的正常行驶和监督车辆的行驶，减少车辆拉私货，走错路等情况发生，从而提高车辆的使用效率和降低车辆的使用成本。
　　　3　最优路径选择功能
　　
　　在错综复杂的道路交通网、高楼耸立的城市和偏远的小山村里，司机会经常走错路或绕远路，从而导致车辆的油耗等损耗，同时会导致货物运输的延迟等问题，使客户对服务产生质疑和降低了自己的信誉。因此司机希望能够有一种产品可以指引路线，而且可以直接得到到达目的地的最短路径，以尽快的到达目的地。在GPS物流监控系统中，引人了最短路径得使用，用户输入起止点，即可获得到最短路径，并指引司机行驶。
　　
　　4　地图信息维护功能
　　
　　当今社会快速发展，地图信息也在快速的变化。对于物流企业来说比较重要的加油站、车站和物流中心等地点的地理位置都会发生变化。如果一变化就重新购置电子地图，这样成本非常高，而且很多有用的地理位置也不一定都会地图上标识，这就对电子地图的维护造成了很大的困难。通过GPS物流监控系统，监控人员可以设置自己需要的区域信息，然后保存到系统中，并且可以将这些区域信息发送

到GPS车载终端上。这样司机也可以知道附近有什么自己需要的地点信息，大大的方便物流公司自己对电子地图的基本维护，减少由于地图的维护带来的困难和成本的增加。
　　
　　5　车辆货物防盗功能
　　
　　众所周知，车辆可能被盗。车辆被盗。便会导致货物丢失，造成公司和客户的损失。由于无法确定车辆的具体位置，只能通过警方调查，但却往往错过最好的追踪时机或造成货物丢失。通过GPS物流监控系统，可以实时监控车辆的位置。一且车辆丢失，可立即确定其具体位置，并通过下发指令切断车辆的电源和油路，使车辆不能被开走，从而达到防盗功能。
　　综上所述。GPS在物流市场的应用。极大的提高了运输效率，降低了运输成本，使车辆的运输能力得到了提升。同时，对那些不规范运输加强了监控，进一步降低了危险事故的发生，有利的促进了运输领域的发展。
　　但随着经济发展社会进步，物流领域的道路危险品运输业日渐增多，对城镇、人群、河流的威胁越来越大。城市里每天都有许多辆液化气、有毒气体运输车辆行驶，它们是流动着的危险源。一旦引发事故，便伴随着“四大”和“三难”。即损失大、危险大、后果大、影响大，事故发生地和时间难预知、事故发生后难救援、难以在短期内消除对生态环境的破坏性影响，险品运输的安全问题需要引起重视。
　　例如2005年3月29日晚京沪高速公路淮安段上行线发生的一起交通事故。一辆载有约35吨液氯的槽罐车与一货车相撞，导致槽罐车液氯大面积泄漏。周边村镇28人中毒死亡。肇事的槽罐车驾驶员逃逸，货车驾驶员死亡。事故造成了公路旁3个乡镇大量村民中毒。导致28人中毒死亡，285人被送往医院救治。事故发生后，有关部门立即组织疏散村民群众近1万人，造成京沪高速公路宿迁至宝应段关闭20个小时。一夜之前麦田还是绿色的，但是经过几个小时的氯气“浸泡”，绿色的小麦已变成可以收割时的颜色，金黄一片。可见危险品的危害有多么的巨大，由于其强大的扩散性和流动性。因此行驶的安全监控问题一直令运输单位、安全管理局和消防部门头痛。以前车辆行驶在外，监控人员只能通过电话联系，十分不便。而且一旦发生事故，有关部门不能及时处理(摘自南京日报)。因此建立一套能够对移动目标进行实时监控调度，统一管理的系统显得尤为必要。
　　危险品车辆监控调度系统是集全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)以及无线通信技术于一体的软、硬件综合系统。其主要由三部分组成：车载终端、无线数据链路和监控中心系统。
　　该系统可对车辆进行统一集中管理和实时监控调度，具有全天候、全路线车辆实时动态监控的功能，主要应用于车辆的跟踪、调度、监督、历史记录查询、安全报警、车辆档案管理等。此外，它还具有强大的车辆准确定位、实时监控、高效调度功能。而它的快速报警处理机制，能将意外情况带来损失降低到最小限度，提供多种监控方式。因此可对特定区域和线路进行重点监控兼容多种车载终端，赋予用户在硬件选择上的高度灵活性可同时支持多种通信方式：GSM／CDMA短消息、GPRS、集群通信系统。从而保证系统安全、稳定、精确的数字地图及专业的地图服务，支持高速2DGIS及3DGIS引擎，特别适合实时监控系统。
　　在一个地区内，要实现对危险化学品道路运输的实时动态监控，必须要做好两个方面的工作：一是在该地区要有一个危险化学品运输的安全监控中心；二是该地区内每部危险化学品运输车辆都要安装符合国家标准的运输安全监控车载终端，并且要统一接入这个监控中心网络，从而实现对各种车辆进行统一有效的监控。
　　为了方便对危险化学品运输车辆的动态监控和应急救援，更好的为车主服务，需要在监控中心坐席人员的监控电脑配置上，采用一机双屏。即一台主机，二个显示屏。一屏用来显示车辆行驶(或停靠)位置，另一屏则显示车主及车辆信息，如车牌号、车辆型号、规格、车辆生产日期、驾驶员身份、车辆单位信息，装载的危险化学品物理、化学特性，应急救援措施，应急救援电话等。为保证入网车辆信息安全，对数据库服务器采用了双机热备系统。
　　总而言之，GPS在运输领域的应用充分发挥了其全球定位导航的优势，其车载监控和定位导航的作用已经越来越明显，让原本混乱的运输市场开始慢慢的向统一规范化的目标前进，这将会极大的开拓运输领域。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-616545.htm