基于GPS/GIS的出租车诱导系统设计

宋博洋

宋博洋（西南交通大学峨眉校区交通运输系，四川峨眉614202）

中图分类号：TP368.12文献标识码：A文章编号：1033-2738（2012）05-0325-01

摘要：随着全球定位系统（GPS）和地理信息系统(GIS)的普及和广泛使用，在出租车行业中用GPS/GIS进行车辆的实时诱导，为合理规划出租车运力的投放、减少空车行驶的里程和资源的浪费，从而使乘客享受高品质的服务已成为可能，本文就诱导系统的数据来源、系统的主要功能、诱导找车原理等进行了论述，提出了诱导系统的基本框架。

关键词：GPS/GIS；交通诱导

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对城市公共交通的服务水平要求越来越高。作为城市交通重要组成部分的出租车以其方便、快捷、安全、舒适的特点，成为城市的形象与窗口。为了解决打车难的问题，很多城市都首先选择了增加出租车投放数量；另一方面，出租车的空驶现象也比较突出，造成了交通堵塞、环境污染等问题，使出租车的营运效率呈下降趋势。随着手机的普及，移动通信技术的不断成熟与进步，研究基于GPS（GlobePositioningSystem）技术、GIS(GeographicalInformationSystem)技术，建立具有较高自动化程度的出租车诱导系统，对出租车进行合理调度，满足旅客的出行需要，提高运营效率具有重要的现实意义。

一、GPS在国内车租车行业应用的现状

现如今国内众多出租车企业中，发达地区的出租车行业GPS的使用已经基本普及，特别是沿海地区。而从政府方面来看，地方政府部门也越加支持，并开始初步的尝试。现如今我国基于GPS的出租车调度与监控系统建设已经日趋成熟。但仅是基于GPS的出租车调度与监控系统目前已经不能满足出租车与乘客的需求。

这种系统有以下缺陷：

（1）当乘客预约叫车后，不能移动，否则移动后出租车找不到乘客的位置或需要费很大的周折，同时被叫出租车在目的地不能接到提前预约的乘客；

（2）对于不能长时间等待的乘客，出租车不能及时到达乘客所在地；

（3）无法告知乘客是否处于交通堵塞，引导乘客到最近的不拥堵的路段去乘车；

（4）无法对恶意呼叫惊醒处理；

（5）无法对出租车司机诱导出最佳的行驶路线。

二、出租车交通诱导系统的整体设计流程

（一）系统的数据来源分析。

实时变化的数据和相对固定两部分数据构成了系统主要的数据。实时变化的数据指车辆的实时定位信息，固定数据指地图数据以及乘客、车辆、司机的基本信息。而实时变化的数据需要系统与乘客手机之间,系统与车辆之间保持长连接来，同时与车辆进行消息交互。将相对固定的数据在建立系统时作为基础数据保存在系统中，系统数据其中的一个来源就是基础信息维护子系统。

（二）系统的主要功能分析。

我们以一次车辆调度业务流程来进行分析。

（1）乘客首先打开诱导系统在手机中的叫车软件进行呼叫；

（2）诱导软件通过手机通讯网络将乘客的基本信息录入系统；

（3）系统根据乘客上车点的信息开始查找周围合适的车辆；

（4）向找到的符合标准的空驶车辆发出用车请求；

（5）司机通过车载终端收到用车请求，确认自己情况符合要求后后发出接受请求的回应；

（6）系统将车壳的具体用车信息发给最先发送回应的车辆；

(7）系统通过手机通讯网将将车辆的信息发送到乘客的手机中；

(8）乘客通过诱导系统收到调车成功的反馈；

(9）被叫车辆按车载系统给出的最佳行车路线以最快速度到达乘客所在地。

诱导过程中若遇到乘客不能长时间等待同时出租车又不能及时到达乘客所在地时，诱导系统会在手机地图上给乘客指出周围可以及时打到出租车的地点，同时被叫出租车也会在乘客到达前到达指定地点。对于出租车司机，当某一地区的空车数量较多时，系统会向车载终端发出提醒，并且引导司机向用车紧张的地区行驶。对于恶意呼叫，系统会记录下手机用户的个人信息，并且因恶意呼叫所产生的一切费用，将由恶意呼叫用户加倍赔付。

（三）诱导找车的原理与设计。

为乘客提供最及时的车辆，为出租车司机找到最近的要搭乘车辆乘客，减少司机在城内的绕行距离以以达到节能减排的目标，同时可以减少城市中不必要的拥堵，是系统调度的主要功能目的。即为司机节省了不必要开支也为乘客提供了出行方便。诱导找车在设计过程中最先要考虑两个目标即快捷、准确。设计的初始阶段我们先了解下乘客在使用手机终端提出叫车请求时需要以下几项基本属性。1）乘客呼入时的电话号码；2）乘客需要用车的时间；3）乘客准备上车的地点。

（1）管理上车点的经纬度信息。

管理上车点的经纬度信息即为管理一个城市的路库信息。其重要的内容包括门牌号码的经纬度数据、地标性建筑的经纬度数据、道路交叉口经纬度数据等等。根据不同城市的情况、道路特征可以采用不一样的数据来进行诱导上车点经纬度数据的来源。

（2）用户找车的实现。

通过乘客上车点的经纬度数据的管理，为诱导系统进行车辆自动化调度打下了坚实的基础。但是找车的实现仍然要结合所在城市的道路特征、乘客需求以及参与调度的出租车数量来综合考虑。

（3）依靠地图数据精确找车。

无论是最原始依靠距离直线找车的方法还是进一步进行的网络找车，乘客上车点的经纬度与车辆的直线距离比较判断是否该车适合作为备选调度车辆仍是根本的判断依据。结合实时道路数据来实现精确找车的方法在目前的调度系统中仍未普及。这是因为国内一般城市道路呈网状结构，出租车不必为调头担忧。而且拥有高架桥的城市也不允许空车上高架。因此依靠乘客上车点的经纬度和直线距离找车在国内大部分地区已经可以满足客户的日常需求。

但是有些城市就比较特殊，比如印度的雅加达。雅加达的城市道路特点就是车辆常常需要多开几公里甚至更长的距离才能调头。在这种调头极不方便的城市如果仍采用乘客上车点的经纬度与车辆的经纬度比对的方式进行找车的话，就会碰到乘客与被叫车辆处于相反方向的道路，并且有可能刚刚开过乘客的位置，就必须绕一大圈才能回来接到乘客。出现大量不必要的油耗，违背了诱导系统的设计初衷。为了解决这种问题，系统就必须考虑采用车辆与乘客上车经纬度数据与城市道路信息结合的方式来查找合适的车辆。

这时在绘制地图时，就要将城市中的每条分成连续的“节”，同时根据每节的宽度来形成“带”。这样，一个完整的道路要是就在地图上形成了。将道路是否单行，各个路口能否转弯，纳入地图信息中，形成一个有向图。这样到达乘客上车点最远的道路点就可以通过找车的距离推算出来，由此获得道路的经纬度数据。

三、结论

通过出租车主动诱导方式来进行出租车的辆诱导行驶，满足市民在任何时候的出行需求，减少城市道路拥堵，以及降低能源的浪费和减少环境污染是一件任重而道远的工作。本文通过作者项目实施过程中客户的实际需求出发，结合目前成熟并且经济的各种技术介绍了基于GPS/GIS的交通诱导系统的基本功能，阐述了系统设计与实际应用过程中的一些关键技术点的分析与实现，以及如何结合客户的实际需要来完善系统的功能设计。系统中涉及的诱导算法及其实现将在日后另行作深入研究。

参考文献：

[1]ElliotD.Kaplan,ChristopherJ.Hegarty,UnderstandingGPSPrinciplesandApplicationsSecondEdition,ARTECHHOUSE,Inc,2006，3-4

[2]JamesBao-YenTsui“FundamentalsofGlobalPositioningSystemReceivers:ASoftwareApproach”2000Wiley&Sons,Inc，4-5

作者简介：宋博洋，1990年出生，西南交通大学峨眉校区交通运输系学生。