北京公交gps车辆监控系统研究

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1、北京公交GPS车辆监控系统研究

2、第1内容加载中...摘要：介绍北京市公共交通总公司智能化调度指挥系统中的GPS车辆监控系统的组成及其所采用的一些关键技术：DGPS、组合定位、集群通信、电子地图等，描述了系统中采用的具体工作方式：TDMA、专用信道、广播同步等，阐述了硬件设计及实现中的FPGA技术。最后说明了系统的应用环境。随着首都经济的迅速发展，公交车辆增加、线路延长、车次增多的状况日益突出，同时，道路的扩建又受土地的限制而无法实现，因此交通拥挤时有发生，给首都人民带来了极大的生活不便并严重阻碍了社会经济

3、的可持续发展。目前世界各国尤其是发达国家均面临同样的问题。由此出现了利用高新技术改善道路利用率、减少阻塞、节约能源的智能交通系统(intelligentTransportSystems，简称ITS）的研究及试验热潮，在国内外也有许多应用系统诞生。其中先进的公共交通系统(AdvancedPublicTransportSystem，简称APTS）就是针对公共交通系统中出现的时延问题、堵塞问题等设计的。北京公交拟建立的ITS示范工程系统正是在这种前提和背景下进行的，实际上是一个APTS的具体应用实例。该系统包括

4、：计算机网络系统、固定通信系统、调度平台系统、GPS公共车辆监控系统、大屏幕显示系统。本文主要就GPS车辆监控系统进行说明，介绍其系统构成、各种关键技术及具体实现方法。500)this.style.ouseg(this)">１GPS车辆监控系统的构成GPS车辆监控系统的系统构成见图1，共分4部分：GPS差分站、GPS监控站、区调控制器、车载设备，集群网的基站、复用器、区调平台都是和GPS系统相关、用于实现数据传输及其它辅助功能的内容。系统中的数据传输分两部分，一是无线传输，一是有线传输。无线传输是利用MO

5、TOROLA公司的SMART-II+模拟集群网。有线传输利用帧中继和计算机网络实现，其中差分数据的传输利用RS485串行口和专用的9.6kHz帧中继带宽完成；车辆信息上行传输到区调平台以及调度命令下行到GPS监控站均由计算机网络完成。系统中基本的数据传输流向为：差分信息由差分站下发，通过RS232串行口扩展为485接口再传输到两个客运中心（客三和客六），到客六的传输直接由485模块到485模块完成（距离约100m），到客三的传输利用帧中继和485串行口来共同实现（距离约为5km）。存储在GPS监控站的差分

6、信息由区调控制器定时来读取下发到各运营车辆。车辆信息通过集群网传输到区调中心，由区调控制器解调后传送到GPS监控站。调度平台向各运营车辆下发调度命令是通过GPS监控站进行的，两者之间的数据传输通过计算机网络进行。２车载设备的构成500)this.style.ouseg(this)">GPS车辆监控系统的车载设备包括定位装置、数据传输装置、控制电路、电源、显示、短信息输入、语音接口等，其功能主要是传输车辆的位置、时间、速度、状态（短信息）、车号、路号，并提示司机与区调中心进行通话联系以及显示快慢点或时钟。不

7、同的车辆采取时分多路(TimeDividedMulti-AddressmTDNA)的方式，每一车载设备分配一个固定的时隙，而各车辆的同步利用区调中心的广播同步码来进行。设备组成如图2所示。定位装置采用DGPS(DifferentialGlobalPositioningSystem)和INU(InitialNavigatingUnit)组合的方法。DGPS的精度500)this.style.ouseg(this)">能够达到±10m，由车载设备接收区调的差分信息写入GPS接收机实现。INU（此处为角速度传感

8、器和汽车里程仪）的信号能够保证定位的连续性，使得GPS接收机因卫星跟踪不到或卫星数不够时系统仍能定位。GPS接收机和INU的工作完全是自动切换，利用INU进行航位推算以GPS的定位数据作为起始位置。航位推算的基本原理如图3所示。由于车辆的运动可以看作是在二维平面（X，Y）上的运动，如果已知车辆的起始位置和初始方位角（与北向的夹角，顺时针为正），再通过实时测量车辆行驶的距离和方位角的变化，就可以推算出车辆下一时刻的位置。航位推算的具体算法如下：500)this.style.ouseg(this)">数据传输

9、装置利用公交已有的无线模拟集群电台和MODEM组合的方式，对模拟信号和数字信号进行相互转换，使数字信号能够在模拟信道中可*地传输，波特率为1200bps。无线电台传输数据时工作在数据组，当接收到区调中心的“请速通话”命令时，CPU将控制电台由数据组切换到通话组，通话任务（规定在30s以内完成）结束后再自动切换到数据组。短信息指的是车辆状态，由司机根据实际情况进行输入，和车辆的位置等其它信息一起传送到区调中心。短信息共含7种：道