基于浮动车技术的交通特性分析方法研究(3)
图1-3 论文研究的技术路线
2 交通浮动车检测系统
城市机动化水平的不断提升给居民出行带来了很大的便利，但道路机动车数量的过多也带来了相应的问题，由于道路交通信息不畅导致的交通拥堵是城市现代化过程中必须面对和解决的一个问题。如何引导机动车辆在合适的道路上行驶，必须先获取相应道路上的交通信息。传统的环形线圈检测器、压电检测器以及微波检测器由于工作量大、精度不高、费用大等特点越来越难以适应复杂多变的道路交通环境[31]。浮动车技术作为一项随着GPS系统、GIS系统、GSM网络以及各种计算机技术发展而发展的新型检测方法，凭借其工作时间长、经济性好、适应性强等优点得到了广泛的发展和运用。本章就重点探讨浮动车技术运用于道路交通信息采集的过程中的关键技术及浮动车检测系统的基本框架。
2.1 系统概述
基于GPS技术的车辆监控系统是利用GPS技术、GIS 技术和一定的数据通讯传输手段，能够跨地域对数量众多的移动目标实现有效监控，并在此基础上实现车辆防盗、信息服务等功能。
这种车辆监控系统的基本依据是车辆的实时地理坐标和行驶速度。这些数据反映了车辆在城市中的相对位置以及运行状态。由于装载GPS系统的车辆在城市道路上的运行状态是取决于其所行驶的路段的道路状况、拥挤程度、交通流量等交通状况。我们由此认为，利用一定数量规模的车载GPS车辆群，将有效、实时的采集包括点车速、路段平均车速、路段交通流量等在内的道路交通信息。
建立基于GPS（全球卫星定位系统）技术的浮动车交通检测系统将采用GPS（全球卫星定位系统）、GSM（全球移动通讯技术）、GIS（地理信息系统）和计算机网络通信与数据处理技术，在现有GSM 通信平合上研究和开发集车辆安全防护及增值服务支持和道路交通状况实时检测为一体的GPS 技术综合利用系统[15]。
其基本原理是：根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程中定期记录的车辆位置，方向和速度信息，应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理，使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来，最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。如果在城市中部署足够数量的浮动车，并将这些浮动车的位置数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到一个信息处理中心，由信息中心综合处理，就可以获得整个城市动态、实时的交通拥堵信息。
2.2 系统的关键技术
GPS(Global Position System，全球定位系统)
GPS是由24颗卫星及他们的地面部分组成的、全球性的无线导航系统。GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。等计算出至少3～4颗卫星的相对位置后，GPS 接收器就可以用三角学来算出自己的位置[32]。
GPS功能的实现必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素；这三个要素缺一不可；通过这三个要素，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。
图2-1 GPS检测示意图
由于GPS系统具有的全球全天候定位、精度高、观测时间短、仪器操作简便等优点目前广泛使用于定位、导航、测量等服务。
GSM（Global System mobile）移动通讯系统