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第21卷第4期华中科技大学学报(城市科学版)Vol.21No.4
2004年12月J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Dec.2004

GPS和GIS在智能交通系统中的应用

乔建刚1,2荣建1任福田1刘小明1

(1.北京工业大学交通研究中心,北京100022;2.华北工学院机电系,山西太原030008)

摘要:通过对国内外现有GPS和GIS运用的分析,用事例说明GPS和GIS在智能交通系统中的应用情况,
阐明了GPS和GIS结合的重要性及其应用的便捷性、安全性和服务多样性,同时也提出了存在的问题,并指出
了研究的方向.
关键词:GPS;GIS;智能交通系统
中图分类号:U491:P228.4文献标识码:A文章编号:167227037(2004)0420049204

全球定位系统(GPS)是一个基于卫星的导的地的最短路径,并用语音在车辆每次转弯前提
航、定位及计时系统.接收器通过GPS卫星发送示驾驶员.基于GPS的智能GIS,在欧洲已广泛
的数据计算二维(经度、纬度)或三维(经度、纬度、运用于车辆导航中,在中国属于起步阶段,随着
高度)位置.地理信息系统(GIS)是计算机技术、GPS卫星导航定位技术与无线电通信网络的发
图形学技术、数据库技术融合的产物,这一系统用展,基于GPS的车辆导航系统与车辆运营管理系
来描述现实世界中地物在空间上的分布及其属统等也正在迅速发展.
性.采用GIS能够快速获取某一空间地物的基本
特点(不随时间变化),而要想对空间行为(或过1应用前景及功能
程)进行实时观测,则需要走GPS、通信、GIS三者
相结合的道路.人们日常生活及工作中,有关空间目前正在发展中的以GPS定位为主体的
方面最重要的应用是分布在空间上各地物间的位GIS将大有前途.GIS与GPS系统的结合,可以
置(空间)关系,而这种空间关系的图形表达是任建立综合交通规划空间信息管理分析系统,不仅
何数学或自然语言所无法胜任的.因此,可以肯极大地增强了交通网络处理的直观性和可操作
定,在GIS的应用过程中,不论是飞机还是船舶性,而且可提高交通规划的工作效率.
导航,最终都离不开地图——这一空间信息的载以土地利用和出行吸引模型为基础的交通规
体.而GIS的出现,省去了繁琐、易错、费时的手划目前仍有其不可替代的优点,但是其前期准备
工量算过程,使得两者之间的结合更为方便(数字工作复杂且花费巨大,其在精度上的不准确性和
方式与数字方式的结合).GIS是存储和处理空间不确定性,导致了规划结果往往不尽人意.GPS
信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机系统可以全时、全天候、精密、适时、近乎连续地对
结合起来,根据需要准确真实、图文并茂地输送给交通流进行交通观测与统计,这个过程几乎是完
用户.GPS与GIS技术相结合,能够实时显示与全自动化,省去了大量人力,得出的连续精密的结
管理运动目标,并同时提供地理信息数据库的资果是交通规划极为重要的基础数据.GPS监控数
料查询,为智能交通系统的实现提供强有力的技据与GIS系统的结合,可以描述每小时每条道路
术手段,实现空间行为的实时动态观测通信技术上的交通量,如果能够取得连续若干天的路网流
间的桥梁作用.量数据,结合相应的预测模型,比如神经网络模
美国1994年与1995年在OLDSMOBILE88型,就可以预测隔日的任意小时的路网交通流量
车中采用GPS处理器,提供包括驾驶员导航系统和负荷度,这种短期交通预测有助于管理部门在
的硬件设备.该系统仅要求驾驶员用车辆控制台交通拥挤发生前及时采取措施.如果能够获得连
上的按钮输入其目的地,系统即可计算出到达目续数年的精确交通流量资料,配合城市的土地利

收稿日期:2004205220.
作者简介:乔建刚(19632),男,博士研究生;北京,北京工业大学交通研究中心(100022).

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·50·华中科技大学学报(城市科学版)2004年

用规划和城市经济发展,甚至可以做长期的流量
预测.卫星定位车辆管理系统实现了以下功能.
a.限制行车路线和区域.控制中心可根据任
务需要预设车辆行驶路线和区域,当车辆偏离行
车路线或限制区域时,系统自动报警提示驾驶员
和控制中心,以便纠正.
b.限制车辆行驶速度.系统能够设置车辆允
图1车辆实时监控系统总体结构图
许最大行驶速度并自动监管.一旦超速,系统立即
车载部分中GPS接收机接收CöA码,该码
提醒驾驶员并向控制中心报警.通过以上功能可
经差分技术处理后,精度达20m左右;调制解调
使车辆按照指定的方向、路