主頁（http://www.by236.com）：北京公交GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究(2)

的控制信號,GPS接收機提供時間基準(zhǔn),CPU完成所有操作的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。

        區(qū)調(diào)控制器每隔5s（用于１路）或10.6s（用于44路）讀取1次GPS監(jiān)控站中的差分信息和調(diào)度命令,而后對該數(shù)據(jù)進行重新打包,插入同步碼,由工作在數(shù)據(jù)組專用集群信道的電臺廣播出去,收到同步碼后不同的車輛延遲不同的時間生成相應(yīng)的時隙。其后的時間等待接收所有的車輛信息并轉(zhuǎn)發(fā)給GPS監(jiān)控站,即區(qū)調(diào)控制器和車載設(shè)備也是分時工作的。圖5(a)、(b)分別表示出了區(qū)調(diào)中心和車載設(shè)備的工作時序。

    ４ GPS監(jiān)控站監(jiān)控軟件

        GPS監(jiān)控軟件的主要功能是對轄區(qū)內(nèi)所有的公交運營車輛進行監(jiān)視,統(tǒng)計車輛的正點、狀態(tài)（含報警）等情況,且能夠?qū)崿F(xiàn)多條線路的同時跟蹤;儲存差分信息,并轉(zhuǎn)發(fā)來自調(diào)度平臺的調(diào)度命令,將車輛信息轉(zhuǎn)發(fā)給區(qū)調(diào)平臺。其監(jiān)視方法有多種,主要是以電子地圖為背景為車輛調(diào)度提供可視化依據(jù)。其中全區(qū)、線路、單車、報警、短信息、正點為6種不同的顯示方式,可以根據(jù)不同情況對需要了解的公交車輛進行查看,從而可以為調(diào)度平臺提供更加詳實的車輛狀況。同時,監(jiān)控終端還具有數(shù)據(jù)存儲、軌跡重放、信息查詢等功能。

５ GPS差分站及其工作原理

        該系統(tǒng)中的差分站工作于偽距差分模式,為整個北京地區(qū)的所有公交車輛提供偽距修正信息,使得定位精度比SA影響時提高一個數(shù)量級。其構(gòu)成如圖６所示。DGPS接收機的差分輸出信息經(jīng)過控制電路傳輸?shù)讲罘终竟芾砦�機,由差分站軟件讀取并經(jīng)RS232串行口（轉(zhuǎn)換為485）發(fā)送到兩個區(qū)調(diào)的GPS監(jiān)控站。

        差分GPS的工作原理如下所述。

        假定衛(wèi)星j發(fā)信號時的理想GPS時為tjg,接收機接收到該信號時的理想GPS時為tg,tj為衛(wèi)星j發(fā)信號時的衛(wèi)星鐘時刻,t為接收機收到信號時的接收機時刻。則衛(wèi)星鐘具有鐘差,接收機具有鐘差 ,由此可以得出衛(wèi)星ｊ和接收機之間的偽距為：

        其中 為光速,為衛(wèi)星 j和接收機之間的真距,（2）中包含接收機鐘差與三維坐標(biāo)共 4個未知量。因此觀測至少４顆衛(wèi)星的偽距即可解算出接收機的實際位置。

        根據(jù)偽距定位模型,在基準(zhǔn)站設(shè)置一個基準(zhǔn) GPS接收機,利用多次平均法、聯(lián)測法或軟件法精確求得基準(zhǔn)站的地心坐標(biāo),再利用每一時刻的衛(wèi)星地心坐標(biāo)和已知的基準(zhǔn)站地心坐標(biāo)反求出各個時刻的真距Ｒｏｊ。基準(zhǔn)站測量的偽距與其真距的差值即為偽距改正數(shù)：

        利用改正后的偽距進行定位可以獲得精度有所提高的差分定位解。

       理論分析和試驗均表明,差分改正數(shù)（含偽距改正數(shù)及偽距改正數(shù)變化率）的發(fā)送間隔為 s或 s都能夠使定位精度達到 m。

    ６ 集群通信的應(yīng)用

        集群通信是一種專用通信方式,它將多個無線信道組合在一起由系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶共同使用,其特點是“資源共享”。用戶如果需要通信,必須首先申請信道,如果系統(tǒng)內(nèi)的信道均為其它用戶所占用,則該用戶等待信道空閑后才能發(fā)起呼叫。系統(tǒng)內(nèi)的信道管理以及用戶接續(xù)均由集群控制器完成,信號的傳輸由集群網(wǎng)的基站進行轉(zhuǎn)發(fā),增大了系統(tǒng)的覆蓋范圍并改善了通信質(zhì)量。另外,集群系統(tǒng)內(nèi)的用戶可以進行分組,同一組內(nèi)的用戶可以不需撥號就能相互呼叫。目前的集群系統(tǒng)主要是模擬制式。但數(shù)字集群系統(tǒng)已經(jīng)誕生,也是未來的發(fā)展趨勢。

        綜上所述,利用模擬集群通信網(wǎng)進行公交車輛的實時數(shù)據(jù)傳輸,需要采取特殊的措施以避免由于信道申請造成的時間延遲或者申請不到信道導(dǎo)致的信息丟失。首先,對公交車輛進行分組,同一區(qū)域調(diào)度中心所屬的車輛分配在同一組內(nèi);為一個區(qū)域調(diào)度中心設(shè)置一個專用信道,該信道僅供此中心的車輛傳輸數(shù)據(jù),只要該中心的車輛發(fā)起呼叫,集群控制器就指定該信道為其所用。

       北京市公共交通總公司智能調(diào)度指揮系統(tǒng)中的 S車輛監(jiān)控系統(tǒng)目前主要用于 1路和 4路的所有車輛。另外 2指揮車相當(dāng)于移動的區(qū)域調(diào)度中心,既有普通車輛傳輸數(shù)據(jù)到區(qū)調(diào)的功能,又可以接收所有運營車輛的信息顯示在電子地圖中,為動態(tài)調(diào)度公交車輛提供可視化依據(jù)。系統(tǒng)還包括１輛搶修車,實現(xiàn)移動的公交車輛維護管理。