CN1329712C

CN1329712C - 对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法

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Publication number: CN1329712C
Application number: CNB2004100216430A
Authority: CN
Inventors: 陈阿林; 袁从武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: CN1556375A

Abstract

本发明涉及一种对城市市区及周边地区的地理区域地理寻址对象进行编码标示的方法，其获得的地理位置标示信息由两部分构成，第一部分用于区分县及县以上城市，采用GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码。第二部分为县以下城镇及周边地区内的地理位置标示，它将城镇及周边地区切分成一定面积的地块并按其坐标进行标示。通过所述地理位置标示信息，可快速准确的定位地理寻址对象；通过对公路道路交叉路口的标示，可建立地理寻址对象的道路路由；在道路交叉路口或其附近安设可无线发送本路口地理位置标示和该路口每一条道路前方路口或可通向的若干地理寻址对象的地理位置标示信息，并在机动车辆上安装可无线接收这类信息的装置，可实现机动车辆的导航。

Description

对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法

技术领域

本发明属于地理位置表示和标示的技术领域，具体涉及一种对城市及其周边地区的地理区域(如道路、交叉路口、车站、码头、机构单位、居民小区等，简称为地理寻址对象)进行识别、标示和定位，并将其用于与机动车导航相关的道路标示、交通指示、陆上交通导航的方法。

技术背景

随着社会进步，汽车保有量的日益提高和公路交通的不断发展，扩大了人们的活动范围，相应地对地理位置的定位提出了更多的需求。从传统的纸质地图到现代的GPS技术就是对这种需求的响应。在人口稠密、道路复杂、机构林立的城市及其周边地区，建立和维护简单而清晰、详尽而时效的地理标示识别和交通指示体系是市政当局重要职责。

我国传统的城镇市区及周边地区的地理区域(如道路、交叉路口、车站、码头、机构单位、居民小区等，简称为地理寻址对象)的识别、编码和定位采用基于道路和门牌号数的方法，这种方法因简单直观而长期使用。但其缺点也是显而易见的，如：

1、道路和门牌号数不包含方位的信息，无法根据道路和门牌号数确定目的地的大致方位以及它在城市中的相对位置；

2、由于城市地图的分辨率有限，无法在地图中精确定位某一地理寻址对象的具体位置；

3、由于各个城市对道路的命名存在一定的随意性或商业性，极少有人全面了解城市道路的命名规律，除部分重要的道路外，在城市地图中寻找某一道路的位置相当困难；

4、道路和门牌号数随城市建设而变化，时效期很短，在城市建设中，调整街区、更改道路十分迅速，而道路命名和门牌编号滞后于城市化建设，使地理寻址更加困难；

5、道路命名和门牌编号的地理寻址方法对实现数字化表示和数字传输不方便和直观化，不利于数字化城市体系建设；

6、基于道路和门牌号数的地理寻址方法不利市政当局对城市交通进行快速的调整和控制，在正常情况下，难以根据交通流量和道路变化引导和控制机动车流量，在特殊情况下，更难于根据紧急应变预案快速灵活的疏导城市交通。

分析陆地交通指示、指挥和地理位置寻址的应用需求可知，在绝大多数情况下，用户并不关心所欲到达目的地或所驾乘车辆当前位置的绝对地理位置(经度和纬度)，而仅需要知道相对于该城市市中心的位置。整个寻址的过程都是相对的，从一个城市到另一个城市、从一个街区到另一个街区、从一个路口到下一个路口。而目前在国内部分大城市使用的全球定位系统GPS用于确定目标的的地理位置(经度和纬度)，不能直接满足人们日常生活中的寻址要求(如怎样才能到达某一地理寻址对象？某条线路如何走？)，它仅解决定位的问题，要完成寻址则需要地理信息系统(GIS)的支持，这就是说，最终还是需要一个从绝对地理位置到相对于所在城市的相对地理坐标的转换，因此对于城市及周边地区的陆地交通指示、指挥和地理位置寻址的应用需求，它有如下缺点：

1、从绝对地理位置到相对于所在城市的相对地理坐标的转换，增加了系统的复杂性和成本，降低了应用的灵活性；

2、从绝对地理位置转换到相对于所在城市的地理坐标后，仍然必须采用传统的路名、门牌寻址方法。熟悉当地环境的人用不着，不熟悉当地环境的人用不上。

3、仍然未能解决地理信息系统更新速度滞后城市建设的问题。

4、市政当局难于根据交通流量和道路变化快速灵活的引导和控制机动车流量分布，在特殊情况下，更难于根据紧急应变预案快速灵活的疏导城市交通。也无法利用其实现综合交通流量信息、交通管制信息、路况信息的城市交通远程自动动态调度管理系统。

5、GPS信号源由外国政府掌握，一旦出现特殊情况，将其信号加干扰，所有以全球GPS工作的设备便会出现问题，有可能危及国家安全。

6、难于大面积推广使用。

经检索，有专利号为94116923.5的城市地址编码技术和申请号为01109269.6的地理地址信息标示技术涉及到了地理地址信息编码技术。从应用的角度来看，他们所提出的方法均限于单个城市内的地理地址标示，没有考虑一个全国通行的、所有城市均能适用的方法，同时，提出的方法也不适于机动车道路和通行路由的标示，因此不适用于跨行政区划的机动车导航应用的要求。

ZL94116923.5采用人们传统上使用的平面的直角坐标，以X轴、Y轴将城市认为划分为四个象限，在每一个象限内对城市中的地点进行编码；其优点在于通过地址编码的数字化可实现区域内的准确定位，但缺点有：

(1)人为将城市划分为四个区域，与绝大多数现行城市的行政区划不一致，难以被市民和驾乘人员接受；

(2)在所划分的相邻城市四个区域的交界处的地理位置标示会出现歧义，从地理位置标示难于直接判断可能互相紧邻的地理位置。

(3)用方向指示的方法标示道路，无法标示跨越不同区域的道路，也无法标示跨行政区的通行路由。

(4)非标准化，只从城市考虑编码，通过扩展位数来扩展码字，有可能在同一个城市内需要使用不同结构的编码；

(5)在计算机中处理时，若考虑定长码则不好协调相邻两个大小城市编码长度，会浪费计算机存储空间和运算时间；若采用动态码长则处理以A、B、C、D冠头加数字四象限编码算法将增加复杂度；

CN 1373459A提出的方法为：“地理位置编码”加“现行地址编码”。其中，地理位置编码为：区域绝对位置编码+具体地点的相对编码+识别码；现行地址编码则采用通用的街道文字化地址表达。

这种方法的优点在于编码包容的信息较多，结合了通用的街道文字化地址信息。但其缺陷为：

(1)“区域绝对位置编码”为6位编码，表示城市或地区中心部位的绝对地理位置(精确到分的经纬度值)。但是地理上1°的精度约为1800米(1度为110公里)，因此，相邻区域城市或地区中心部位的绝对地理位置的误差将使其区界之间的误差将大大超过具体地点的相对编码10米的精度，理论上仍然存在相邻区域边界问题。

(2)编码与国家GB标准行政区编码不一致，行政区域编码与经纬度编码并未有直接联系；绝对位置的不公开性，不便于被人们普遍接收和推广应用；

(3)全国绝大多数城市(特别是南方城市)，道路多有弯折，以道路轴线对道路进行编码不仅复杂且不适用，难于为市民和市政当局所接受。

(4)码为3部份组成，码字太长，特别是地理编码的第2、3部份与文字编码的地址信息都是动态长度，计算中处理复杂；

(5)文字地址的人工或者机器收集工作复杂且工作量巨大，更新工作量也随之增大，费用较高；地理位置编码中的“识别码”分配随意性同样会造成目前门牌号数方法的尴尬。

本发明的内容

本发明的目的在于用一种固定的、通用的方法对全国所有城市及周边区域进行地理分块，标示出每一个城市及周边区域中的每一个地理分块相对于该城市公认中心的相对地理坐标，按统一的映射关系对其命名和识别，并将其用于地理寻址、道路标示、交通指示和陆上交通导航。

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种能对道路、交叉路口、车站、码头、建筑物、机构单位、居民小区等(简称为地理寻址对象)进行编码，便于标示、识别和定位的方法。由于所述编码隐含了地理寻址对象的方位和位置信息，便于计算机进行信息处理和信息交换，通过典型的路由算法，结合城市交通管制信息、交通流量信息、路况信息、道路收费信息等作为算法参数或选择判据，可实现动态的陆地交通导航系统。

本发明采用的的技术方案是这样，即一种用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象进行编码标示的方法，其特征是：

(1)对全国城市及周边地区的陆地区域按地理位置进行数字编码分块标示，用于分块标示的地理位置信息由两部分构成，第一部分为县及县以上行政区划数字编码，采用GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码，由6位编码数字构成；第二部分对县以下城镇及周边地区内的地域的地理位置进行数字编码：以城镇的商业中心为基准点，以其为笛卡尔坐标原点作出西-东方向和南-北方向的坐标线，以此坐标线为基线，利用等积、等长、等角的地理空间投影方法将每一个县级行政区切分成若干矩形面积可标示地块。

(2)将上述切分成若干矩形面积可标示地块进行8位数字编码，该编码的前四位(Ch)和后四位(Cl)满足公式：

Ch＝X/δ₁+a

Cl＝Y/δ₂+b

式中：

a为城镇商业中心或其附近某一标志性建筑物的地理位置标示的前四位；

b为城镇商业中心或其附近某一标志性建筑物的地理位置标示的后四位

X为切分地块的在西-东方向坐标线上坐标

Y为切分地块的在南-北方向坐标线上坐标

δ₁为编码地块在西-东方向的长度

δ₂为编码地块在南-北方向的长度

(3)地理位置信息的构成＝GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码+县以下城镇及周边地区内地域的地理位置编码。

本发明的上述方法在实际应用中，建议取δ₁＝δ2，值为5到25米；并且取a、b均为常数值，取为5000；因此全国所有县级行政区城镇商业中心的地理位置标示统一为50005000坐标，由此可知，本方法在城镇商业的东西南北四个方向上最多可分别标示5000个地块。如取地块大小为25×25米，当商业中心处于地理中心位置时，本方法可标示10000×10000个地块，可以覆盖137500平方公里的城镇。在最极端的情况下，如商业中心位于城镇地理区域的一角，本方法可标示5000×5000个地块，覆盖15625平方公里的城镇。即使取地块大小为5米见方，在极端情况时都可以覆盖625平方公里的城镇。因此本方法可通用于全国绝大多数县级行政区域，对于极少数边疆县区，其无人区和海域不存在机动车导航的意义，这一部分区域可在地块划分时不予考虑。

这样全国所有县级行政区城镇商业中心或其附近某一标志性建筑物均有统一的地理位置标示，经向社会公示后，所有公众均知道每一城市的商业中心的地理位置标示，就像公众都知道每一个城市查号台的电话号码是114一样。根据地理位置标示与地块的坐标映射方法，由县级行政区内任一地块的地理位置标示可以方便的计算出该地块相对城镇商业中心的方位和大致的距离。对属于同一城镇的任意两个地理寻址对象，也可根据其地理位置标示确定其两者之间的大致距离和方位。

对全国所有城市均采用上述统一的地决标示方法，城镇及周边地区任一地块的标示与城镇商业中心之间在坐标平面上存在一个统一的相互关系，利用这个关系可确定任一地块相对于城镇商业中心或其他固定地块的距离和方位。城市及周边区域的任意一个地理寻址对象至少与一个切分地块相关联。虽然绝大多数地理寻址对象可能占据多个切分地块，但从寻址的角度来说，只有为数不多的地块是有意义的，例如，一个工厂可能占地数平方公里，但合法进入该工厂的道路或厂门总是不多的，因此这些道路路口或厂门所在地块的地理位置标示就可以作为该工厂在寻址意义上的地址。

根据一个地理寻址对象的地理位置标示，可以判断该地理寻址对象距离该城镇某一固定地块(某一固定标志性地区)的大致距离和方位，对属于同一城镇的任意两个地理寻址对象，也可根据其地理位置标示确定其两者之间的大致距离和方位。根据经验，在大中城市的地图上寻找某一地理寻址对象，并不是一件十分轻松的事情，首先，要确定地理寻址对象在地图上的大致位置，其次，地图对该地理寻址对象的标注还取决于地图的比例尺和地图的时效，由于地图的发行总是落后于城市建设速度，地图出版部门总是在地图比例尺和地图的时效性方面进行折衷，比例尺越大，标注越详细，地图的时效期就越短。但如在城市地图上以本发明的地理位置标示作为其东-西方向和南-北方向的坐标刻度，通过目测观察或利用直尺等简单工具可立即确定某一地理寻址对象在地图上的位置，而且不论地图的比例尺和地图的时效如何，至少可确定地理寻址对象的周边环境。

作为共同的经验，机动车驾驶人员为寻找通行道路而寻求帮助的地方，绝大多数位于道路交叉路口。由于道路交叉路口也是地理寻址对象，任一个道路交叉路口至少有一个地理位置标示与其关联，该地理位置标示就可做该道路交叉路口的标示。直观地说，一条通行路径总是可用其途径的若干个关键点来表示。因此，用一系列道路交叉路口可以无歧义的表示通向某一目的地的路径。所以可用一张包含一系列重要道路交叉路口的地理位置标示的表格表示连接两个或多个地理寻址对象的道路路由。如用于表示城市定线公共交通的行驶路线、停靠站点等。

道路交叉路口也是市政当局进行交通指挥、控制交通流量、调整通行方案的要冲，如禁入、单行、绕行、改道等交通指挥命令绝大多数在此发布。

在道路交叉路口建立包含以下信息的路牌：

1、本道路交叉路口的地理位置标示和常规地名

2、每一条分支道路的下一个交叉路口的地理位置标示或带通配符号的若干地区的地理位置标示和常规地名。

由于地理位置标示已隐含相对的方位信息，因此，根据本道路交叉路口的地理位置标示和每一条分叉道路可到达下一个的地理寻址对象的地理位置标示可以十分容易识别每一条分叉道路的方向。

对于在两个道路交叉路口之间的地理寻址对象，利用切分地块大小和地理位置标示数字变化的规律(即映射规律)，可大致确定某一地理寻址对象距道路交叉路口的距离，再结合其他一些地理特征，最终确定该地理寻址对象的位置。

对于一条有两个丁字路口的环路，规定只能以逆时针或顺时针方向由一个路口进入环路，而从另一路口离开环路，这时，如路牌指示的是下一个道路交叉路口的地理位置标示，就会出现混淆，因此必须以两个路口之间地理寻址对象的地理位置标示为路牌指示。由于地理位置标示所隐含的方向信息，采用途径地的地理位置标示仍能无二义性的表示行车路径。

由于地理位置标示所携带的信息量远远大于目前的路名门牌表示方法，而且地理位置标示是唯一的，无二义性的，便于计算机处理。因此，采用这种方法，可分级逐步实现全国性的交通导航和指挥系统；由国家交通管理部门收集全国国道、省道的交通管制信息、交通流量信息、路况信息、道路收费信息，经计算机处理后，为机动车驾驶人员提供路由服务，可根据机动车驾驶人员提出的路由优化判据(如路途时间最短、或通过费用最低)，为用户提供经优化后的列出沿途所有重要道路交叉路口地理位置标示的路由表。大中城市的相关机构可根据本地的交通管制信息、交通流量信息、路况信息、道路收费信息，通过建立服务机构，以网站、或电话短信或电话语音服务等方式，为机动车驾驶人员提供进城或过境的动态路由服务。

机动车驾驶员利用地理位置标示确定行驶路线必须先获得重要道路交叉路口地理位置标示的路由表。至少有两种方法为机动车驾驶员提供路由表。

1、用移动电话短消息为机动车驾驶员获得沿途路由表

机动车驾驶人员按一定的格式，向服务台报告其目前车辆所处位置的地理位置标示、目的地地理位置标示、车型编号等信息，服务台根据其提供的信息，结合与交通管制部门联网所采集的交通管制信息、交通流量信息，与城建管理部门联网所采集的路况信息，以及道路收费信息等，由计算机自动计算交通指示路由，也可根据城市交通的实际情况，拒绝用户进城，然后，以移动电话短信发给用户。

2、利用因特网网站为机动车驾驶员获得沿途路由表

利用因特网服务网站可以提供跨省或跨地区长途车辆的交通路由指示服务。由于建立全国性的交通路由指示服务网络颇费时日，因此可采用逐步实施的方法，先在每一个地区的大中城市采用本专利所述的地理位置标示的路牌，同时建立一个使用本专利所述地理位置标示的电子地图GIS交通路由指示服务网站，该交通路由指示服务网站与所在地区的交通管制部门联网，收集该地区的交通管制信息、交通流量信息，与所在地区的城建管理部门联网收集路况信息，以及道路收费信息等，由计算机自动计算交通指示路由。在未建立全国性的交通路由指示服务网络的情况下，需要交通路由指示服务的用户必须人工确定所途径的各个行政区域或中大城市，由于连接各个行政区域或中大城市的道路一般都为国道或省道，因此确定途径的行政区域或中大城市并不复杂。在确定了大致的行车路线之后，用户登陆所途径的各地区以及目的地区的交通路由指示服务网站，获得交通指示路由指示表。当然，对于大多数用户来说，他们只知道出发地和目的地的地理位置标示，对于所途径的各地区，他们只是简单的过境，因此，网站除自动计算交通指示路由(例如数学图论中的连通图为基础的路由算法)之外，还至少可以包括以下功能

1、翻译功能：由传统的地理寻址对象寻址方法(如地名、路名、车站和码头、机构单位、居民小区的名称等)给出该地理寻址对象的地理位置标示。以及由某一地理寻址对象的地理位置标示(应允许使用通配模糊查询)给出传统的地理寻址对象寻址方法(如地名、路名、车站和码头、机构单位、居民小区的名称等)。同时，还可以矢量地图的形式显示地理寻址对象在地图上的位置。

2、过境指示功能：一般情况下，交通指示路由是根据出发地和目的地的地理位置标示计算的，但大多数过境用户并不知道途径地区的过境入口和出口的地理位置标示，因此过境指示功能应自动给出到相邻地区过境路由。并显示相邻地区入口的地理位置标示。

用户根据交通指示路由指示表，对照在沿途道路交叉路口按实施例一的交通指示路牌，即可顺利地通过途径的城市或地区到达目的城市或地区，最终到达指定的地理寻址对象。为简化长距离的交通路由指示，可引入必要的假设，如未列入路由表的交叉路口，默认为直行，或对于能够无歧义的区分主要公路和分支道路的交叉路口，也无必要列入路由表中。

在全国性的交通路由指示服务网络建立后，跨行政区的交通路由服务将更加便捷，自动化程度也会大大提高，用户不再需要人工确定所途径的各个行政区域或中大城市，只要告诉网站其出发地和目的地的地理位置标示、路线选择依据(如要求时间最短或要求通行费最省)、车型及载重量等等信息，交通路由指示服务网站就可以自动计算出交通指示路由。全国性的交通路由指示服务只需提供沿途主要道路(国道、省道)的交通路由，用户目的地所在的城市的市内或区内交通路由服务，则仍由当地的交通路由指示服务网提供，以便当地相关管理部门根据城市交通管制信息、交通流量信息、路况信息等对当地交通通行线路进行实时地调整和控制，实现动态的陆地交通指挥和导航。

根据本专利提出的对城市及周边地区地理寻址对象进行编码标示的方法应用在交通线路标示上，可以无歧义地表示一条行车路线；可使机动车驾驶员清晰的了解目的地在一个城市中的位置和方向，根据所获得的沿途重要道路交叉路口的地理位置标示表和道路交叉路口的地理位置标示牌可以方便的确定行车路线。利用本专利的提出的方法，可以建立全国性的交通导航和指挥系统；可根据交通管制信息、交通流量信息、路况信息、道路收费信息，实现动态的交通管制。

本发明由于上述方法而产生如下应用效果：即可以从我国各个城市及周边地区分时分批地实施统一的编码及陆地交通导航应用，逐步完成全国的陆地交通导航应用；各个城市及周边地区的地理位置分块进行地理位置标示后，可采用下述方法通过地理位置标示进行地理寻址。

1、在电子地图或一般意义上的纸质地图上，以该标示作为坐标刻度，可通过目测观察或利用直尺等简单工具快速准确的定位所欲寻找的地理寻址对象，获得常规地名的地理位置标示或通过地理位置标示查找常规地名。

2、由于道路交叉路口和车站是地理寻址对象，因此地理位置标示用于标示城市定线公共交通的行驶路线、停靠站点等。观察定线公共交通的行驶路线、停靠站点的地理位置标示表，立即可清楚地了解该路公共汽车的运营路线和沿途站点的精确位置。通过比较目的地和公共交通行驶路线、停靠站点的地理位置标示，可快速的确定应乘哪一路车、应在哪一站下车。

3、道路交叉路口的地理寻址对象，用于表示连接两个或多个地理寻址对象的道路路由。在道路交叉路口或其附近安设可无线发送本路口地理位置标示和该路口每一条道路前方路口或可通向的若干地理寻址对象的地理位置标示，并在机动车辆上安装可无线接收这类信息的装置，可实现机动车辆的导航。

4、在道路交叉路口建立采用地理位置标示的指路牌，指示每一条道路的前方下一个路口的地理位置标示(或带通配符号的若干地区地理位置标示)，由此可知道路交叉路口的每一条道路所通往的地区。机动车辆驾驶人员可在出发前，获得一张标出沿途重要道路交叉路口的地理位置标示的表，这张表列出的地理位置标示形成了从出发地至目的地的完整路由。通过对照指路牌的指示，机动车辆驾驶人员可快速的辨识道路。

5、如在前述的指路牌上安装无线发送地理位置标示的装置，在机动车辆上安装无线接收地理位置标示的车载无线接收装置，可为乘驾人员提供机动车辆的导航。

6、如在道路交叉路口安装类式无线传呼机的单向可更改指示信息的无线路牌，并在机动车辆上安装了无线接收地理位置标示的车载无线接收装置，则城市交通管制部门可根据该地区的交通管制信息、交通流量信息，道路翻修和新建信息等，随时调整无线路牌发送的道路指示信息，从而可动态的控制交通流量、调整通行方案，发布禁入、单行、绕行、改道等交通指挥命令。

7、利用上述第6条所述的无线路牌，将其改造(加入相关传感器)为可以收集交通流量信息并可发送回交通管理中心的智能无线路牌(类式手机双向通讯)，交通管理机构可通过它实时采集每条道路的交通流量信息，实现城市交通流量的远程自动动态调度管理。也可以采集车辆的通行线路，结合道路收费信息，可以实现车辆通行费的自动结算。还可用于特种车辆(如救护、运钞)的跟踪和定位以及为警方提供被劫、被窃车辆的跟踪和定位。

8、前述第7条所述的智能无线路牌可与城市交通指挥信号系统联网，为城市交通指挥方案提供决策依据。通过智能路牌直接控制路口的交通信号指示灯，使交通信号指示灯的管理和控制实现智能化和远程化。

附图说明

本发明可以通过附图进一步说明。

附图1为实施例的行政区划图；

本图为重庆市沙坪坝区(代码为500106)的区域图，辖区总面积396平方公里，商业中心三角碑(经纬度为106°27′29.49″E和29°33′39.88″N)，基准点的地理位置标示为50005000。

附图2为实施例的行政区划图的地块切分图。

图中，以三角碑为基准点的沙坪坝区共切分为1066X1150(西-东、南-北)个地块。因篇幅所限，仅画出了三角碑及邻近地区的一个小区域，为60*85个地块。

附图3为图2的交通应用示意图；

附图4为一个地理寻址对象标示点实施例的可视路牌的示意图；

附图5是一个地理寻址对象标示点用作路由指示系统实施例的示意图；图中包括可发射信息的埋地式或者传统形式的电子路牌A和车载接受显示路牌信息装置B；

附图6是可对电子路牌信息进行更改的单向智能路牌交通管理和指挥、导航网络系统示意图；图中包括以电子路牌为基本管理单元的公路导航综合GIS管控中心C、可发射信息的埋地式或者传统的电子路牌、车载接受显示路牌信息装置及无线中继传输平台D；

附图7是可单向无线传输或双向无线传输的智能电子路牌方框图，包括面向主控站的无线通讯模块、单片微处理器和面向车辆的短距离无线通讯模块；

附图8为附图7中无线通讯模块实施例的电路原理图；

附图9为附图6或5中构成车载接收信息装置B的方框图；

附图10为附图6中以电子路牌为基本管理单元的公路导航综合GIS管控中心C的组成示意图；

附图11为智能电子路牌A的电路原理图；

附图12为车载收发装置的电路原理图。

具体实施方式

实施例1地理位置分块标示方法

作为一个具体的实施例，说明分块标示方法如下。

根据GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码，重庆市沙坪坝区的行政区划代码为500106；以下说明该区域地理位置标示信息的第二编码的构成，该区域总面积396平方公里，其西-东方向的跨度约为26635米，南-北方向的跨度约为28735米。重庆市沙坪坝区的公认商业中心区为三角碑(经纬度为106°27′29.49″E和29°33′39.88″N)，三角碑距沙坪坝辖区西面最远点为23737米，距沙坪坝辖区南面最远点为7194米，见附图1。

本实施例利用等长地理空间投影方法对重庆市沙坪坝区的行政区划按25X25米地块进行切分(本专利对切分地块大小没有限制)。以三角碑(经纬度为106°27′29.49″E和29°33′39.88″N)为参考点(笛卡尔坐标原点)，作出西-东方向和南-北方向的坐标线。以此坐标线为基线，将沙坪坝区的行政区划分成为1150*1066(南-北、西-东)个地理方块，覆盖整个沙坪坝区辖区。按照本专利技术方案对其进行切分地块，被切分地块的地理位置标示的前四位(Ch)和后四位(Cl)满足以下公式：

Ch＝X/δ₁+a

Cl＝Y/δ₂+b

X为切分地块的在西-东方向坐标线上坐标，Y为切分地块的在南-北方向坐标线上坐标；δ₁为编码地块在西一东方向的长度，δ₂为编码地块在南—北方向的长度；此例中δ₁ ^*＝δ₂＝25米，三角碑的地理位置标示为50005000，既 a＝5000，b＝5000。

在中心区块正北方向上的第一个区块的地理位置标示为50005001，沿正北方向的下一区块地理位置标示为50005002......，依此类推；在中心区块正南方向上的第一个区块的地理位置标示为50004999，然后，沿正南方向的下一区块地理位置标示为50004998......，依此类推；在中心区块正西方向上的第一个区块的地理位置标示为49995000，沿正西方向的下一区块的地理位置标示为49985000......，依此类推；在中心区块正东方向上的第一个区块的地理位置标示为50015000，沿正东方向的下一区块的地理位置标示为50025000......，依次类推。直到覆盖全区地域。在正西方向距商业中心区三角碑最远的地块的地理位置标示为40505000，在正东方向距商业中心区三角碑最远的地块的地理位置标示为51165000，在正南方向距商业中心区三角碑最远的地块的地理位置标示为50004712，在正北方向距商业中心区三角碑最远的地块的地理位置标示50005862。沙坪坝辖区最西面地区的地块的地理位置标示为4050XXXX，最东面地区的地块的地理位置标示为5116XXXX，辖区最南面地区的地块的地理位置标示为XXXX4712，最北面地区的地块的地理位置标示为XXXX5862。在辖区边界处可能存在不完整的区块，但对本专利的使用目的来说，已无意义，可不予考虑。

以三角碑为中心的沙坪坝区分块标示图如附图2所示，本发明这种对地块的地理位置标示方法本身包含了距离和方向信息。例如，重庆大学正门位于三角碑北面第43、偏西第4号区块，地理位置标示为49975043。比较三角碑中心区的地理位置标示50005000，立即可判断重庆大学正门在三角碑中心区西北方向，其沿西-东方向的距离为75米，沿南-北方向的距离为1075米。在重庆市或沙坪坝区的市区地图的两条垂直的边上标注地理位置标示刻度，可通过目测观察或利用直尺一类简单工具快速准确的定位所欲寻找的地理寻址对象。

实施例2地理位置标示用于机动车通行路由标示

由于道路交叉路口也是地理寻址对象，此种地理位置标示还可用于表示或标示连接两个或多个地理寻址对象的道路路由。如用于标示城市定线公共交通的行驶路线、停靠站点等。以附图3说明。例如，某路公共汽车始发站为小龙坎中学，地理位置标示为50224973；终到站是建大附小，地理位置标示为49895057，沿途各停靠站点的地理位置标示分别为50194980、50234994、50255004、50135017、49945020、49955032、49965045，沿途所经过的道路交叉路口的地理位置标示分别为50174977、50194981、50255001、50215010、49915020，立即可清楚地了解该路公共汽车的运营路线和沿途站点的精确位置，沿途站点的位置可精确到定位在某一十字路口的某一例，与目前所用的城市交通地图的表示方法相比，优越性自不待言。

实施例3在道路交叉路口或其附近安设可无线发送地理位置标示的智能路牌，在机动车辆上安装接收地理位置标示的车载无线接收装置，实现机动车辆的自动导航和指挥系统。

智能路牌按其外观可分为可视和不可视两大类，可视的智能路牌除可无线发送地理位置标示外，和传统路牌一样，还用文字指示交通信息。不可视的智能路牌只具有无线发送地理位置标示的功能，体积很小，可埋设在道路附近。

智能路牌的控制装置利用红外或无线电技术(如蓝牙技术)向过往车辆至少发送下列信息：

1、本道路交叉路口的地理位置标示和常规地名

2、每一条分支道路下一个的路口的地理位置标示或带通配符号的若干地区地理位置标示和常规地名。

为满足最基本的交通路由指示服务，车载无线接收装置用以接收智能路牌发送的地理位置标示信息，并通过显示装置为驾驶人员指示交通路线。系统的结构如附图5、6所示。如欲修改智能路牌发送的信息(如因道路塌方、改道、单行、特殊情况下的道路封锁等引起的通行路线改变)，可通过人工或无线寻呼系统等单向通讯系统修改智能路牌发送的信息。

根据城市规模和需要，智能路牌和车载无线收发装置的功能可在上述满足最基本的交通路由指示服务的基础上进行扩充(附图5+双向信息传输)，智能路牌可通过各种通信手段(如有线通信网、无线数传电台、陆上公共移动电话网络、GPRS、CDMA等)与当地交通指挥系统联网。同时智能路牌与车载无线收发装置的通讯也可扩展为双向通讯系统，即车载无线收发装置除可接收智能路牌发送的地理位置标示信息外，还可向智能路牌发送所在车辆的牌照号、车型等数据。由此可以实现城市此领域方面的数字化、智能化的综合交通管理和指挥、导航网络。以此为平台可以实现：

1、交通指挥和导航系统

2、交通管理机构可实时采集每条道路的交通流量信息，并结合本地的交通管制信息、路况信息、实现城市交通流量的远程自动动态调度管理。

3、可以采集车辆的通行线路，结合道路收费信息，可以实现车辆通行费的自动结算。

4、特种车辆(如救护、运钞)的跟踪和定位。

5、为警方提供被劫、被窃车辆的跟踪和定位。

6、可与城市交通指挥信号系统联网，为城市交通指挥方案提供决策依据。

7、通过智能路牌直接控制路口的交通信号指示灯，使交通信号指示灯的管理和控制实现智能化和远程化。

8、其他面向社会公众开放的功能。

下面结合实施例具体说明

本实施例的智能路牌采用无可视标记的方式。智能路牌可采用cygnal公司的C8051F023单片微处理机，利用nRF401 433MHz单片无线收发集成电路构成无线MODEM，向车载无线收发装置发送地理位置标示和接收车载无线收发装置发回的信息。利用西门子公司的MC35 GSM/GPRS无线通讯模块与其他智能路牌和位于服务中心的服务器组成无线局域网。

智能路牌方框图如附图7所示。

nRF401单片无线收发集成电路构成的433MHz无线MODEM的电原理图如附图8所示。附图中U1是nRF401单片无线收发集成电路芯片，J1是无线MODEM的收发环形天线，L2、C3、C4、R2构成无线MODEM的滤波电路。

智能路牌的电路原理图如附图10所示。附图中U1是C8051F023单片微处理机，U2构成实时时钟震荡器。K1是复位按钮，K2-K4时三个功能按钮，用于选择智能路牌的工作模式。J2是连接MC35 GSM/GPRS无线通讯模块的插座。R4、R5、D1、Q1构成MC35 GSM/GPRS无线通讯模块的通讯指示灯的驱动电路。U1通过标准的RS232串行接口与MC35 GSM/GPRS无线通讯模块通讯。U1的Dout、Din引脚与nRF401单片无线收发集成电路构成的433MHz无线MODEM相连，用于与车载无线收发装置之间的无线通讯。U1的SCLK、SDO、SDI引脚为标准的SPI串行通讯借口，可外插类似于优盘的大容量的EEPROM存贮器，EEPROM存贮器用于存贮数字信息如地理位位置编码与地名的对照表等资料，服务中心的互联网站作为一项服务内容，为用户提供这些资料的更新和下载。

C8051F023单片微处理机是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚，高速流水线结构可达25MIPS，具有64K字节可在系统编程的FLASH存储器，4352字节的片内RAM，硬件实现的SPI SMBus/I2C和两个UART串行接口，5个通用的16位定时器，5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列，片内看门狗定时器VDD监视器和温度传感器。

nRF401单片无线收发集成电路构成的无线MODEM工作频率为433MHz国际通用的数传频率，采用FSK调制，采用DDS+PLL频率合成技术，频率稳定性极好，抗干扰能力强。灵敏度为-105dBm，最大发射功率+10dBm，通讯距离可达数百米。

MC35是双频EGSM900和GSM1800嵌入式GSM/GPRS模块，借助陆上公共移动电话通讯网和GPRS技术，实现TCP/IP通讯规约。

车载无线收发装置由C8051F023单片微处理机，LCD显示器和PTR200无线MODEM组成。利用C8051F023单片微处理机集成的SPI SMBus串行通讯端口，可外插类似于优盘的大容量的EEPROM存贮器，EEPROM存贮器用于存贮数字信息如地理位位置编码与地名的对照表等资料，服务中心的互联网站作为一项服务内容，为用户提供这些资料的更新和下载。

可以通过智能路牌的电路原理制造专业的大规模集成电路IC芯片，提高其性能价格比。

车载无线收发装置的方框如附图9所示。

车载无线收发装置的电路原理图如附图11所示。附图中U1是C8051F023单片微处理机，U2构成实时时钟震荡器。K1是复位按钮，K2-K4时三个功能按钮，用于选择车载无线收发装置的工作模式和LED显示屏的显示内容。J3是连接LED显示屏的插座。U1的Dout、Din引脚与nRF401单片无线收发集成电路构成的433MHz无线MODEM相连，用于与智能路牌之间的无线通讯。U1的SCLK、SDO、SDI引脚为标准的SPI串行通讯借口，可外插类似于优盘的大容量的EEPROM存贮器，EEPROM存贮器用于存贮数字信息如地理位位置编码与地名的对照表等资料，服务中心的互联网站作为一项服务内容，为用户提供这些资料的更新和下载。

服务中心向移动通讯局申请其专用的访问点名称，并为位于服务中心的服务器配置固定的IP地址，服务中心的服务器与移动通讯局GPRS网关的连结可以是串门的租用线路，也可通过GSM/GPRS无线通讯MODEM，采用拨号方式，包月结算通讯费(一般为200元/月，视各地而略有不同)。智能路牌的MC35 GSM/GPRS无线通讯模块配置动态IP，采用无线分组的PPP方式拨号建立TCP/IP连结，按通讯字节流量结算通讯费(一般为0.01元/K字节，视各地而略有不同)。

智能路牌体积很小，可就近安装(如地埋)于道路交叉路口附近，每间隔一定的时间(如1秒或更短，视交通流量而定)发送本道路交叉路口的地理位置标示、每一条分叉道路可到达下一个地理寻址对象的地理位置标示或带通配符号的若干地区地理位置标示以及其他信息。车载无线收发装置接收到信息后，向智能路牌发送本车牌照号、车型编码的数据。车载无线收发装置同时利用EEPROM存贮器中存贮的信息，如数字地图、地理位置标示与地名的对照表资料等，在LCD显示屏上显示本道路交叉路口的地理位置标示和常规地名以及每一条分叉道路可到达下一个的地理寻址对象的地理位置标示或带通配符号的若干地区地理位置标示和常规地名，或以图形方式显示路由，并在数字地图上标示本车的目前位置。

作为实例的服务中心结构图如附图10所示。位于服务中心的服务器以一定的时间间隔(如10分钟或更短，视交通流量而定)轮询所有的智能路牌，收集每个智能路牌所保存的车辆通过信息，从而能确定特定车辆的通行路线和目前所处的位置。根据该时间间隔内通过特定路口的车辆数量，可确定该路口的交通流量，结合其它的交通管制信息、路况信息和交通调度算法，可以将调整后的路牌指示路由发到智能路牌，动态修改道路交通方案，并通过智能路牌控制路口的交通指示信号(包括行人与非机动车通行信号)。

交通指挥服务中心以数据处理中心为核心，由地理信息子系统、电子路牌管理维护子系统、交通客户业务服务子系统等为支撑功能模块构成，并有因特网、公共电信无线传输平台接口，各功能模块作用如下：

1、数据处理中心：它兼备一般网站功能，上联因特网，可为公众提供交通、路况信息；同时能通过公共电信无线传输平台收集电子路牌采集的交通、道路、流量等信息，完成路由计算、费用自动结算等功能；并为电子路牌管理维护子系统、交通客户业务服务子系统服务。

2、地理信息子系统：以常规电子地图形成的道路矢量地图配合本发明提出的地理寻址单元编码和光栅背景图及各种属性(库)组成的交通指挥调度可视化环境，配以对图库、属性库可实时修改更新功能，作为交通指挥调度中心的工作基础。

3、电子路牌管理维护子系统：对城市及周边地区安置的所有电子路牌进行管理，通过数据处理中心的公共电信无线传输平台接口，完成对单一或成批电子路牌的修改、更新；修改、更新的信息还将回馈到地理信息子系统的相关数据库。

4、交通客户业务服务子系统：通过数据处理中心的因特网、无线传输平台接口，接收交通客户或其他客户的请求，如路况、路由、寻址等，并可以语音、文字等方式提供相关服务。

根据每个智能路牌所保存的车辆通过信息，服务中心的服务器能确定车辆的通行路线，结合道路收费信息，可以实现车辆通行费的自动结算。

根据每个智能路牌所保存的车辆通过信息，可为警方提供被劫、被窃车辆的跟踪和定位。

服务中心所具有的实时采集车辆位置和通行路线的能力，还可作为社会公众服务内容，向社会开放。事实上，车载无线收发装置、智能路牌、无线通讯网络和因特网将运动中的车辆和固定的坚实、控制中心连接为一个有机的整体，车载无线收发装置和智能路牌之间的通讯并不局限于传送交通路由和车牌、车型信息，根据某些用户的特定要求，车载无线收发装置和智能路牌之间还可传递某些用户指定的面向特定车辆的信息，或开通用户服务器与智能路牌的某种程度的连结，从而使用户能为特定车辆提供实时的在途指示。例如，服务中心可以为大型运输企业、公关交通企业提供车辆动态管理和调度服务。可以为金融保险、医疗急救、保安运输等机构提供特种车辆(如救护、运钞)的跟踪和定位，可以为急救、消防车辆提供实时在途指示等。

Claims

1、一种用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征是：

(1)对全国城市及周边地区的陆地区域按地理位置进行数字编码分块标示，用于分块标示的地理位置信息由两部分构成，第一部分为县及县以上行政区划数字编码，采用GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码，由6位编码数字构成；第二部分为对县以下城镇及周边地区内的地域的地理位置进行数字编码：即以城镇商业中心为基准点，以其为笛卡尔坐标原点作出西-东方向和南-北方向的坐标线，以此坐标线为基线，利用等积、等长、等角的地理空间投影方法将每一个县级行政区划地块切分成若干矩形面积的可标示地块；

Ch＝X/δ₁+a

Cl＝Y/δ₂+b

式中：

X为切分地块的在西-东方向坐标线上坐标

Y为切分地块的在南-北方向坐标线上坐标

δ₁为编码地块在西-东方向的长度

δ₂为编码地块在南-北方向的长度

(3)地理位置信息的构成＝GB/T2260-1995中华人民共和国行政区划代码+县以下城镇及周边地区内的地域的地理位置编码。

2、根据权利要求1所述的用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征是：每一个可标示地块只包含一个地理标示对象。

3、根据权利要求1所述的用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征是：基准点的地理位置信息的第二部分，即县以下城镇及周边地区内的地域的地理位置编码取为50005000，即取a＝5000，b＝5000。

4、根据权利要求1所述的用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征在于所述地理位置标示信息隐含了相对的距离信息和方位信息，用于公路交通中地理寻址对象的标示、定位和识别。

5、根据权利要求4所述的用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征是：所述地理位置标示信息以纸质或电子数据方式表示用于公路道路交叉路口的标示，建立地理寻址对象的道路路由；或用其列出沿途所有重要道路交叉路口的地理位置标示的表格来表示一条特定的行车路线。

6、根据权利要求4所述的用于公路交通导航的对城市及周边地区地理寻址对象位置进行编码标示的方法，其特征在于：在道路交叉路口或其附近安设无线电收发装置，向过往车辆发送本交叉路口的地理位置标示、本交叉路口所有分支道路的前方交叉路口的地理位置标示、沿本路口分支道路可到达的重要目标的地理位置标示信息，并在机动车辆安装可以接收这些信息的装置，实现机动车辆的导航。