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行業(yè)新聞

智能調(diào)度系統(tǒng) | 車輛定位,你知道多少?

發(fā)布時(shí)間:2021-02-24 17:39:04  
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      公交智能調(diào)度系統(tǒng)通過衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等手段對公交車輛運(yùn)行進(jìn)行信息化管理,實(shí)時(shí)掌握線路運(yùn)行狀態(tài),合理調(diào)整運(yùn)力,為營運(yùn)決策提供技術(shù)支持。而衛(wèi)星定位技術(shù)則是智能調(diào)度的眼睛,為公交車輛運(yùn)行可視化管理提供了有力的支撐。

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1.衛(wèi)星定位系統(tǒng)原理



     目前全球定位主要有GPS、北斗、GLONASS、伽利略四個(gè)系統(tǒng)組成,而應(yīng)用最廣泛的是GPS和北斗系統(tǒng)。

      GPS全球定位系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航GPS定位系統(tǒng),主要目的是為陸??杖箢I(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)。

      北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由我國自主研發(fā)的,致力于向全球用戶提供高質(zhì)量定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的定位系統(tǒng),主要服務(wù)包括開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種方式。開放服務(wù)是向全球免費(fèi)提供定位、測速和授時(shí)服務(wù),授權(quán)服務(wù)是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導(dǎo)航需求的用戶,提供定位、測速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。

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      衛(wèi)星定位技術(shù)包括偽距單點(diǎn)定位、載波相位定位和實(shí)時(shí)差分定位。




1)偽距測量及偽距單點(diǎn)定位





      偽距測量就是測定衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,即由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)公交車載接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得的距離。偽距法單點(diǎn)定位,就是利用接收機(jī)在某一時(shí)刻測定與4顆以上衛(wèi)星的偽距,及從衛(wèi)星導(dǎo)航電文中獲得的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo),采用距離交會(huì)法求出天線在WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。




2)載波相位測量及載波相位定位





      載波相位測量是測定衛(wèi)星載波信號到接收機(jī)天線之間的相位延遲。衛(wèi)星載波上調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航電文,接收機(jī)接收到衛(wèi)星信號后,先將載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉,重新獲得載波,稱為重建載波,接收機(jī)將衛(wèi)星重建載波與接收機(jī)內(nèi)由振蕩器產(chǎn)生的本振信號通過相位計(jì)比相,即可得到相位差,從而計(jì)算出坐標(biāo)位置。




3)實(shí)時(shí)差分定位





      實(shí)時(shí)差分定位的原理是在已有的精確地心坐標(biāo)點(diǎn)上安放接收機(jī)(稱為基準(zhǔn)站),利用已知的地心坐標(biāo)和星歷計(jì)算觀測值的校正值,并通過無線電通信設(shè)備(稱為數(shù)據(jù)鏈)將校正值發(fā)送給運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)(稱為流動(dòng)站)。流動(dòng)站利用校正值對自己的觀測值進(jìn)行修正,以消除上述誤差,從而提高實(shí)時(shí)定位精度。動(dòng)態(tài)差分方法有多種,主要有位置差分、偽距差分(RTD)、載波相位實(shí)時(shí)差分(RTK)和廣域差分等。


2.衛(wèi)星定位技術(shù)在公交系統(tǒng)的應(yīng)用



      現(xiàn)在公交車輛多采用是GPS與北斗的雙系統(tǒng)復(fù)合模塊來定位。車載終端實(shí)時(shí)獲取車輛經(jīng)緯度、速度和方向等行車數(shù)據(jù),通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳智能調(diào)度平臺,調(diào)度人員可以通過可視化管理平臺,通過定位技術(shù)對移動(dòng)車輛進(jìn)行統(tǒng)一集中管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)整發(fā)車狀態(tài)。

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      回傳的定位數(shù)據(jù)通過接口與MaaS平臺進(jìn)行對接,為乘客出行APP查詢提供數(shù)據(jù),是乘客服務(wù)系統(tǒng)的重要組成部分。同時(shí),公交車輛運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)分析的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為線路規(guī)劃、計(jì)劃排班、車輛配置提供重要的決策支撐。



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      目前只有很少一部分公交車載設(shè)備采取了差分定位模式,而未來,如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛等模式,就需要差分定位及車路協(xié)同定位等模式來保障安全和可靠。


3.未來基于北斗+5G技術(shù)打造智慧公交



      現(xiàn)在的公交車載設(shè)備因受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制,很多功能受到限制或無法實(shí)現(xiàn),如在線支付、無人駕駛、在線識別等。未來, “北斗+5G”的應(yīng)用是公交車載設(shè)備的發(fā)展方向,5G系統(tǒng)以毫秒級時(shí)延,峰值10Gbps的帶寬和超高密度連接,為智能調(diào)度系統(tǒng)插上騰飛的翅膀,差分后的北斗定位系統(tǒng)能夠提供厘米級定位服務(wù),提供高精度的位置感知,兩者結(jié)合,必將推進(jìn)智慧公交的進(jìn)一步發(fā)展和飛躍。

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參考文獻(xiàn):

[1]北斗定位技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019年)

[2]百度百科,全球定位系統(tǒng)(高精度無線電導(dǎo)航的定位系統(tǒng))

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 來源:濟(jì)南市城市交通研究中心


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