張紀(jì)偉 張君

1定位業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)知識(shí)與原理

定位業(yè)務(wù)即LBS(Location Based Service，基于位置的業(yè)務(wù))，是指通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)特定的定位技術(shù)獲取移動(dòng)終端的地理位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，將其提供給移動(dòng)用戶本人、通信系統(tǒng)或第三方，并借助地圖信息的支持，為移動(dòng)用戶提供與其位置相關(guān)的呼叫或非呼叫類業(yè)務(wù)。定位業(yè)務(wù)也被稱為L(zhǎng)CS(Location Service，移動(dòng)位置業(yè)務(wù))，相比LBS而言，LCS包括定位管理在內(nèi)的定位技術(shù)本身，而LBS更多地是指基于LCS開展的各種用戶可以使用或訂購(gòu)的具體業(yè)務(wù)。國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商基本都已開展了不同類型的定位增值業(yè)務(wù)，如小區(qū)短信、位置搜索、人身安全和緊急救助等。

根據(jù)請(qǐng)求發(fā)起方的不同，定位業(yè)務(wù)可以分為終端始發(fā)定位請(qǐng)求(MO-LR)、終端終止定位請(qǐng)求(MT—LR)和網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)定位請(qǐng)求(NI—LR)。MO-LR是指由移動(dòng)終端通過空中接口向定位管理系統(tǒng)直接發(fā)起的定位請(qǐng)求，用于移動(dòng)終端直接向定位管理系統(tǒng)確定自己的位置；MT-LR是指移動(dòng)終端用戶通過短消息、多媒體消息或WAP瀏覽方式接入到定位業(yè)務(wù)提供商(SP)，由SP向移動(dòng)定位中心(MPC)發(fā)起，獲得結(jié)果后，SP對(duì)終端位置信息加工后再通過各種接入方式下發(fā)到移動(dòng)終端用戶，MT-LR請(qǐng)求方式是最為普遍的，因?yàn)長(zhǎng)CS可以基于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的定位能力開發(fā)各種具體應(yīng)用，而用戶可以通過各種定位業(yè)務(wù)接入方式明確自己的定位請(qǐng)求；Nl-LR是指從正在為移動(dòng)終端提供服務(wù)的PLMN(PublicLand Mobile Network，公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò))內(nèi)部發(fā)出的對(duì)移動(dòng)終端的定位請(qǐng)求，主要應(yīng)用于支持對(duì)緊急呼叫發(fā)起方的定位。當(dāng)前主要的定位方法包括Cell ID、Cell ID+RTT、OTDOA、A-GPS等，較多使用的是通過A-GPS和OTDOA組合的定位方法，提高終端定位精度。目前開展的定位增值業(yè)務(wù)多采用MT-LR的請(qǐng)求方式、A-GPS+OTDOA的定位模式，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)(G IS)，配合相應(yīng)的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)來共同組合形成定位業(yè)務(wù)。

2基于定位業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)

2.1實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

大屏幕智能手機(jī)軟件功能的增強(qiáng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入環(huán)境的改善、移動(dòng)定位速度和精度的提高以及寬帶城市、智慧交通等相關(guān)設(shè)施建設(shè)，使基于定位業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)路況分享系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為可能。實(shí)時(shí)路況分享系統(tǒng)由智能手機(jī)終端軟件、實(shí)時(shí)路況分享服務(wù)器、城市交通地圖GIS服務(wù)器、移動(dòng)定位中心等設(shè)備組成。作為一種手機(jī)增值業(yè)務(wù)，系統(tǒng)能將獲知的當(dāng)前城市實(shí)時(shí)路況信息及時(shí)展示和標(biāo)注在智能手機(jī)界面的地圖上，通過語(yǔ)音或標(biāo)題字幕提示使用者，為車主或其他對(duì)路況信息有需求的手機(jī)用戶提供服務(wù)。

用戶手機(jī)需下載安裝城市的實(shí)時(shí)路況手機(jī)終端軟件，并向運(yùn)營(yíng)商訂購(gòu)開通實(shí)時(shí)路況定位業(yè)務(wù)。用戶在本城市行車或行走路途中，可通過短信或?qū)崟r(shí)消息分享自己的路況信息，如某路口車輛積壓過多或存在障礙、修路、車禍等路況時(shí)，手機(jī)用戶可通過短信或?qū)崟r(shí)消息將自己的路況向?qū)崟r(shí)路況服務(wù)器匯報(bào)。實(shí)時(shí)路況服務(wù)器在收到短信或?qū)崟r(shí)消息后，通過與移動(dòng)定位中心、移動(dòng)交換中心的信息交互，結(jié)合用戶發(fā)來的信息中內(nèi)容，定位出用戶經(jīng)緯度坐標(biāo)，發(fā)給城市地圖GIS系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)在監(jiān)控界面圖層上將路況信息有效標(biāo)注，并將路況信息和路況點(diǎn)位置信息保存在自身數(shù)據(jù)庫(kù)中。手機(jī)終端軟件定時(shí)(例如每隔兩分鐘)向GlS服務(wù)器請(qǐng)求當(dāng)前實(shí)時(shí)路況信息數(shù)據(jù)，GIS服務(wù)器將路況的位置、路況說明等數(shù)據(jù)返回給手機(jī)終端軟件。手機(jī)終端軟件收到路況信息后，在手機(jī)地圖上標(biāo)注并通過標(biāo)題字幕、語(yǔ)音等提示用戶，便于使用者獲知路況信息并選擇路徑。實(shí)時(shí)路況服務(wù)器同時(shí)還提供手工路況信息錄入接口，實(shí)時(shí)路況管理人員從交管、市政、廣播媒體等其他部門獲得實(shí)時(shí)路況信息，通過在地圖上標(biāo)注，獲得準(zhǔn)確的經(jīng)緯度信息，將此信息發(fā)送給GIS服務(wù)器標(biāo)注和保存。系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示：

2.2實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程

手機(jī)客戶端軟件登錄實(shí)時(shí)路況服務(wù)器成功后，手機(jī)軟件與實(shí)時(shí)路況新系統(tǒng)中的GIS服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，獲取最新的路況信息。行車或行走過程中，手機(jī)終端依靠A-GPS和移動(dòng)基站共同定位自身位置，手機(jī)客戶端軟件地圖中可顯示出手機(jī)用戶的運(yùn)動(dòng)軌跡，用戶可通過短信或?qū)崟r(shí)消息分享自己運(yùn)動(dòng)過程中觀察到的路況信息。整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示：

智能手機(jī)用戶下載并安裝的實(shí)時(shí)路況手機(jī)客戶端軟件包中含有GlS城市地圖，地圖版本與實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)中GIs服務(wù)器的地圖版本一致。手機(jī)客戶端軟件支持And roid、iPhone、Symbian、WP7等智能手機(jī)操作系統(tǒng)。結(jié)合圖2，手機(jī)客戶端軟件運(yùn)行后，與實(shí)時(shí)路況服務(wù)器、實(shí)時(shí)路況GIS服務(wù)器等的數(shù)據(jù)交互流程描述如下：

(1)用戶訂購(gòu)實(shí)時(shí)路況業(yè)務(wù)成功后，運(yùn)行手機(jī)實(shí)時(shí)路況客戶端軟件，以手機(jī)號(hào)碼為登錄用戶，用戶設(shè)定的密碼為登錄密碼，向?qū)崟r(shí)路況服務(wù)器發(fā)送登錄請(qǐng)求。

(2)實(shí)時(shí)路況服務(wù)器收到用戶的登錄請(qǐng)求后，進(jìn)行訂購(gòu)關(guān)系認(rèn)證和用戶手機(jī)軟件版本核對(duì)，確定用戶是否訂購(gòu)了實(shí)時(shí)路況服務(wù)，如果用戶未訂購(gòu)實(shí)時(shí)路況增值服務(wù)，則返回登錄失敗，并告知用戶須先訂購(gòu)此業(yè)務(wù)，提示訂購(gòu)方式；如果用戶手機(jī)軟件版本與實(shí)時(shí)路況服務(wù)器系統(tǒng)中支持的當(dāng)前軟件版本不一致，則返回登錄失敗并提示用戶進(jìn)行版本升級(jí)。

(3)用戶訂購(gòu)關(guān)系認(rèn)證通過后，實(shí)時(shí)路況服務(wù)器向移動(dòng)定位中心(MPC)發(fā)起此用戶的LCS參數(shù)請(qǐng)求。

(4)移動(dòng)定位中心(MPC)向位置寄存器(HLR)發(fā)起LCS參數(shù)請(qǐng)求。

(5)位置寄存器(HLR)向移動(dòng)定位中心(MPC)返回響應(yīng)信息，響應(yīng)信息中包含此用戶所在小區(qū)的位置信息以及當(dāng)前的移動(dòng)交換中心(MSC)標(biāo)識(shí)。

(6)移動(dòng)定位中心(MPC)收到位置寄存器(HLR)返回的響應(yīng)信息后，將此數(shù)據(jù)返回給實(shí)時(shí)路況服務(wù)器。

(7)實(shí)時(shí)路況服務(wù)器將用戶當(dāng)前所在小區(qū)的位置數(shù)據(jù)、GIS服務(wù)器地址、訂購(gòu)關(guān)系認(rèn)證成功等信息返回給用戶手機(jī)終端。

(8)手機(jī)終端通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前小區(qū)位置發(fā)送給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的位置服務(wù)器(AGPS)。

(9)位置服務(wù)器(AGPS)根據(jù)當(dāng)前小區(qū)位置查詢?cè)搮^(qū)域當(dāng)前可用的衛(wèi)星信息(包括衛(wèi)星的頻段、方位、仰角等相關(guān)信息)，并返回給手機(jī)終端。

(10)手機(jī)中的GPS接收器根據(jù)得到的可用衛(wèi)星信息，可以快速找到當(dāng)前可用的GPS衛(wèi)星接收GPS信號(hào)，GPS初始化過程結(jié)束。

(11)手機(jī)終端將處理后的GPS信息(偽距信息)發(fā)送給位置服務(wù)器(AGPS)。

(12)位置服務(wù)器(AGPS)根據(jù)偽距信息，并結(jié)合其他途徑(基站定位、參考GPS定位等)得到的輔助定位信息，計(jì)算出最終的位置坐標(biāo)返回給手機(jī)終端，終

端軟件再將位置在手機(jī)的地圖圖層中標(biāo)注出來。

(13)手機(jī)登錄實(shí)時(shí)路況服務(wù)器成功后，手機(jī)客戶端軟件將主動(dòng)向?qū)崟r(shí)路況系統(tǒng)中的GIS服務(wù)器發(fā)起獲取當(dāng)前路況數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

(14)實(shí)時(shí)路況GIS服務(wù)器把當(dāng)前GlS數(shù)據(jù)庫(kù)中已標(biāo)注的當(dāng)前實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)信息返回給手機(jī)客戶端。手機(jī)客戶端在本手機(jī)終端中將GIS服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)信息在本手機(jī)地圖圖層上進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)于成功標(biāo)注的信息，手機(jī)終端軟件上可通過標(biāo)題字幕或語(yǔ)音告知用戶。

(15)當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)有實(shí)時(shí)路況信息，可分享此實(shí)時(shí)路況信息給實(shí)時(shí)路況服務(wù)器系統(tǒng)。手機(jī)用戶可通過短信或?qū)崟r(shí)消息向?qū)崟r(shí)路況服務(wù)器發(fā)起實(shí)時(shí)路況分享請(qǐng)求，如在用戶運(yùn)動(dòng)軌跡某點(diǎn)上，在手機(jī)終端軟件信息輸入欄中直接輸入“大明路中和橋路口，因車禍，由南向北車輛大量積壓”，發(fā)送的數(shù)據(jù)信息中附帶有用戶手機(jī)當(dāng)前的GPS位置數(shù)據(jù)。

(16)實(shí)時(shí)路況服務(wù)器收到用戶分享的路況數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，將手機(jī)的GPS偽距信息發(fā)送給位置服務(wù)器(AGPS)。

(17)GPS服務(wù)器根據(jù)偽距信息，并結(jié)合其他途徑(基站定位、參考GPS定位等)得到的輔助定位信息，計(jì)算出最終的位置坐標(biāo)返回給實(shí)時(shí)路況服務(wù)器。

(18)實(shí)時(shí)路況服務(wù)器根據(jù)AGPS返回的數(shù)據(jù)，結(jié)合用戶所發(fā)消息中描述的位置信息，發(fā)送給地理信息服務(wù)系統(tǒng)GIS服務(wù)器。

(19)GJs服務(wù)器綜合上述位置數(shù)據(jù)，定位出路況位置，在GIS地圖圖層上進(jìn)行標(biāo)注，并在此標(biāo)注點(diǎn)的備注信息中填寫用戶上報(bào)的路況信息，同時(shí)將此路況的完整信息(上報(bào)時(shí)間、準(zhǔn)確位置、路況詳情、數(shù)據(jù)來源等)保存在GIS服務(wù)器的實(shí)時(shí)路況服務(wù)器中，之后返回給實(shí)時(shí)路況服務(wù)器，路況信息記錄成功。

(20)實(shí)時(shí)路況服務(wù)器返回給手機(jī)客戶端軟件響應(yīng)信息，告知路況信息分享成功。

(21)手機(jī)客戶端軟件定時(shí)(默認(rèn)為兩分鐘)向GlS服務(wù)器發(fā)起當(dāng)前實(shí)時(shí)路況信息獲取消息。

(22)GIs服務(wù)器將當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)及時(shí)返回給手機(jī)客戶端軟件，手機(jī)客戶端根據(jù)返回的路況信息更新、更正手機(jī)終端中當(dāng)前路況數(shù)據(jù)。對(duì)于新增或更新的路況信息，以標(biāo)題字幕或語(yǔ)音提示給用戶；對(duì)于刪除或失效的路況信息，及時(shí)在圖層標(biāo)注上刪除。

通過上述流程，手機(jī)用戶分享的實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)能夠及時(shí)上送到實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)，實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)也能將當(dāng)天路況信息及時(shí)分享到所有訂購(gòu)此業(yè)務(wù)的手機(jī)終端用戶手機(jī)界面上。手機(jī)用戶可根據(jù)當(dāng)前的實(shí)時(shí)路況信息及時(shí)進(jìn)行路線選擇。

進(jìn)入實(shí)時(shí)路況服務(wù)器的每一條路況信息都必須進(jìn)行失效期的設(shè)定。當(dāng)路況信息進(jìn)入GIS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，根據(jù)路況信息中的關(guān)鍵字會(huì)默認(rèn)設(shè)定一個(gè)以分鐘為單位的失效時(shí)間，當(dāng)失效時(shí)間到時(shí)，此路況數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)從GIS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除，避免用戶被已經(jīng)不存在的路況信息干擾。用戶也可以通過主動(dòng)路況分享消除GIS服務(wù)器中已有的路況信息。對(duì)于同一路段、不同用戶分享的同一路況信息，實(shí)時(shí)路況分享系統(tǒng)不能進(jìn)行重復(fù)記錄顯示，必須根據(jù)位置信息和描述信息關(guān)鍵字進(jìn)行篩選，否則用戶可能接收到單一重復(fù)的路況信息。實(shí)時(shí)路況分享系統(tǒng)對(duì)用戶分享的實(shí)時(shí)路況信息，根據(jù)其中的關(guān)鍵字在GIS服務(wù)器路況數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，如果檢索到已有此路況信息，且仍處于有效期內(nèi)，將不再標(biāo)注和保存。

手機(jī)終端軟件請(qǐng)求實(shí)時(shí)路況信息時(shí)可配置實(shí)時(shí)信息范圍，如用戶僅關(guān)心自己位置周邊5公里左右的實(shí)時(shí)路況信息，通過手機(jī)終端軟件上參數(shù)的設(shè)置，手機(jī)終端軟件僅向?qū)崟r(shí)路況服務(wù)系統(tǒng)請(qǐng)求自己位置周邊5公里的實(shí)時(shí)路況信息。鼓勵(lì)用戶分享實(shí)時(shí)路況信息，是保證第一時(shí)間獲取路況信息的重要途徑。增加有獎(jiǎng)性與趣味性，是實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)需要考慮的。

2.3手機(jī)終端軟件的易用性要求

手機(jī)客戶端軟件在系統(tǒng)中有著非常重要的作用。用戶愿意使用且樂于分享實(shí)時(shí)路況信息，是實(shí)時(shí)路況信息的重要來源之一。手機(jī)終端界面上的路況信息能準(zhǔn)確及時(shí)展示更新、方便有效地告知用戶，是用戶樂于使用的重要因素。用戶在移動(dòng)過程中，在堵車或等紅燈的間隙，愿意分享自己的當(dāng)前路況時(shí)，輸入實(shí)時(shí)路況信息的方便性與快捷性，是衡量終端軟件易用性的標(biāo)志。輸入信息的正確性、可讀性、完整性，是實(shí)時(shí)路況系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的保證。微博的迅速發(fā)展很大程度上是因?yàn)樗囊子眯浴⒂腥ば?、分享性和關(guān)注性，手機(jī)終端軟件設(shè)計(jì)時(shí)可多參考微博的設(shè)計(jì)思路，大有裨益。

從GIS服務(wù)器同步過來的實(shí)時(shí)路況信息，除了及時(shí)在手機(jī)地圖上展示和標(biāo)注外，更重要的是通過特殊方式提醒和告知用戶，手機(jī)終端軟件可通過彩色字幕、語(yǔ)音提示、振動(dòng)等用戶設(shè)定的方式，告知用戶新標(biāo)注的路況信息。

3總結(jié)與展望

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已成迅猛之勢(shì)。智能手機(jī)的普及和手機(jī)軟硬件功能的增強(qiáng)，使得人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂檬謾C(jī)來完成諸多的應(yīng)用。無線寬帶城市、光速城市等通訊設(shè)備建設(shè)，使手機(jī)上網(wǎng)和收發(fā)數(shù)據(jù)的速度不再是瓶頸。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車的增多，交通路況已經(jīng)是城市市民關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合手機(jī)定位業(yè)務(wù)、城市GIS業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)路況增值業(yè)務(wù)，受眾群體廣泛，增值收入可觀，是移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的一個(gè)有益方向，也是建設(shè)智能交通系統(tǒng)的一個(gè)有益嘗試。