導航軟體怎麼知道這條路堵車?老司機硬核吹牛科普知識

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導航軟體究竟是怎麼知道哪條路堵車或順暢?依據是什麼?作為老司機,你必須要懂得導航的原理,這樣在下次車裡坐著妹子的時候,你就可以一本正經的吹牛了。

“你家離公司只有8公里,為什麼還使用導航呢?” ,“假如沒有導航軟體,將會在路上浪費大把時間。去往公司的路有很多,早高峰時,通過導航軟體可以讓我避開擁堵。”我慶幸的說道。

導航軟體可以幫助使用者規劃行程路線,計算行程時間,判斷道路擁堵情況,讓出行更便捷智慧。

雖然我是個老司機,但也曾對導航產生過疑惑:導航軟體究竟是怎麼知道哪條路堵車或順暢?依據是什麼?作為老司機,你必須要懂得導航的原理,這樣在下次車裡坐著妹子的時候,你就可以一本正經的吹牛了。

德國某藝術家小夥曾經在街頭做過一次奇葩試驗,並造成了谷歌地圖嚴重的“虛擬”擁堵。他將99部開啟谷歌地圖的手機放到小推車裡,沿著一條街緩慢行走。谷歌地圖會分析這99部手機的移動速度和距離,然後對這條路標記成擁堵。而實際上,該路空曠無人。

使用者的手機是判斷路況的主要來源之一,但單一維度的資料卻經不起挑戰,可能會造成資料干擾。目前常見的手段,比如通過大資料計算或浮動車採集,或從交管部門付費獲取資料。

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無論是大資料計算還是浮動車採集,都不開定位導航系統。全球有四大定位導航系統,分別是GPS系統(美國),北斗系統(中國),GLONASS系統(俄羅斯)和伽利略衛星導航系統(歐盟),只有實力強大的國家才會擁有導航系統,私人和小國家是沒有能力承擔鉅額的研發費用,如火箭發射維護,科學研究和宇宙空間站等。

GPS成熟穩定,北斗系統開放性較優,GLONASS干擾能力強,伽利略精準是第一款基於民用的全球衛星導航系統。

我們主要聊聊GPS系統。GPS從1970年代開始研製,在1994年全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座投產,耗費300億美元。GPS研發的背景是美蘇軍備競賽中,主要為軍事提供精密定位服務,精準度較高。在1983年開始為民用提供GPS的標準定位服務,但精度較差,大概只能到100米以內。

GPS發展較早,成熟穩定。民用的標準定位服務對全世界使用者免費且無限制使用,目前絕大部分智慧手機都有GPS導航模組,為出行導航提供了保障。國內的實時道路大多數是依賴GPS定位系統,並通過APP,網站或廣播的形式對使用者釋出資訊。

為了獲取路況資訊,會將GPS定位模組安裝到計程車或公交車上,這就是浮動車。現在大部分公共交通都會安裝GPS終端模組,收集到路況資訊通過GSM或網路傳送給終端使用者。

經常使用公交車出行的同學,會在高德地圖上看到最近的公交車定位資訊,如還有4站,6min,M528線公交車就會到達你所在的位置。當然,這個資料也是通過公交車上的GPS終端所得的資訊。

那麼究竟GPS和地圖軟體是如何進行互動的呢?我們來看這張簡單的流程圖,可以分為3大模組,分別是帶GPS模組的終端,資料伺服器和展示介面。

  • 帶GPS的終端形式不受限制,可以是公交車等浮動車,也可以是使用者的智慧手機,甚至是第三方提供的道路資訊,如世紀高通,北大千方等公司提供的資料。GPS需要獲取到使用者的經緯度資訊,計算車輛的移動速度,對應匹配街道資料庫資訊。
  • 終端通過4G網路將採集到的資訊上傳到伺服器,並將道路資訊儲存到資料庫。伺服器會定時上傳一段時間內道路和車輛資訊,並更新資料庫資訊。
  • 地圖軟體獲取資料,將定位的經緯度座標轉換成對應地圖的座標,匹配道路判斷使用者在哪條道路上。
  • 當獲得大量使用者的資料後,地圖軟體會計算每個道路的具體擁堵情況,預估行駛時間,並分為不同顏色的等級展示對應的手機介面上,如暢通,緩行,擁堵和嚴重擁堵。

某段路的車輛越多,資料量越多,也就越準確,但仍然無法避免類似前文案例中用99部手機作弊的場景。如果,一段時間內,使用者終端上傳的資料間隔較長,或者資料傳輸延遲,則會對結果造成影響。

那麼問題來了,一個公交車上如果有30個人同時使用導航,在堵車時,會不會造成道路擁堵?你品,你細品。

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大資料時代,我們不僅可以檢視當前道路的交通情況,還能預測未來。結合大資料,能夠讓道路狀況變得更加準確。

當你行駛在路上,突然發現前方有擁堵,此時高德圖跳出訊息提醒:前方2km處發生車禍,請避讓,已為你設定新的路線。

這就是大資料的力量!收集資料,然後利用資料。

進行大資料分析時,需要從大量的資料來源中挖掘資料,資料量會直接影響結果,除了GPS的資料,還有其他幾種方式:

1. 道路歷史資料

過去N天的道路行駛的歷史資料。比如文一西路每天下午5點左右車流量最大,經常堵車。每條路的車流量資訊都有特徵,在通常情況下,某個時間點,某個點位會發生的事情,每天都會重複進行著,這些資料都是可以被大資料學習的。

2. 交管部門的資料

遍佈城市主要街道的地感線圈,街道主要路口的攝像頭,測速雷達等裝置,都可用來對道路進行監控,如車流量和車速等資訊。但一般情況,交管部門的資料是不對外出售的,但可能會和地圖合作,比如高德。

一些地圖公司還會自行去道路測繪,採集,但人力成本非常高。曾經一從高德離職的同事,就是從事測繪工作,經常在路上拿著類似於相機的東西,在那裡瞄啊瞄的。

不要好奇他們在幹啥,只是在進行道路測繪而已,不是給你照相哦!

大部分地圖公司是沒有能力進行測繪的,需要付出很多成本,所以會購買三方公司的資料。國家測繪地理資訊局規定。從事地圖搜尋、位置服務,地理資訊標註服務,需要取得網際網路地圖服務乙級測繪資質。沒有資質,想測繪,不允許的。

3. 第三方資料上報的資料

你會經常在微博上看到一些使用者上傳路況情況,這些微博資訊是公開可獲取的,導航軟體可以從這些資訊裡清洗出有用的資料。

百度地圖裡有個不錯的功能,使用者可以在地圖上實時上報路況資訊,操作簡單,可直接點選上報事故,擁堵等事件。

美國曾經遭遇颶風襲擊,公路損害嚴重,大部分交通網路癱瘓。但waze發揮了巨大的作用,使用者通過分享實時定位資料,幫助美國快速的找到可用的路線,進行救援和防災物資的排程工作。

當然,還要注意官方釋出的道路通告資訊,可以人工定時查詢或機器關鍵字篩選等。

採集到的資料,經過人工智慧演算法,輸出最終的預測結論。本文不討論技術,所以演算法流程先忽略,總之我們最後能拿到一個預測結果。

圖來自期刊:考慮多因素的城市道路交通擁堵指數預測

實時預測需要計算海量的資料,計算的複雜度非常高,難度極大,對計算機的效能要求也較高,國內阿里雲目前可以滿足這樣的計算能力。

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但導航定位,還是有隱私的問題存在。

貌似現在大部分APP都想要使用者的位置資訊,並在使用者協議裡宣稱不會進行商業售賣或做違法行為。但是,赤裸裸的暴露自己的精確位置,恐怕,無論是誰都會慌得一批。

授權了位置資訊,可以享受產品的服務,比如抖音的同城使用者,餓了麼外賣的訂餐區域選擇,天氣預報的區域情況。這些位置服務對使用者來說是必不可少,但仍心有餘悸。

可有些APP卻過度的使用許可權,比如催眠APP也需要獲取位置資訊,相機APP也需要位置資訊。這些產品並不管是否會使用位置資訊,一股腦的先要來再說。

對用來說,已經授權的定位資訊,很少會主動關閉,好比在後院挖個坑,在上面還蓋一層樹葉,不知道什麼時候,自己也會掉進去。

目前有種技術叫做差分隱私,可以在位置資訊上增加噪音干擾資料。就好比是你在唱歌時,別人在大喊,根本無法聽清你的歌聲。同理,如果把位置精度做粗,構造多個假身份或假位置資訊。

但該技術仍然不成熟,只能期待密碼學技術的突破。

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總結一下,上面提到的知識點。

全球有四大導航系統,分別是GPS系統,北斗系統,GLONASS系統和伽利略衛星導航系統,其中GPS使用最為廣泛。

浮動車和手機上都偶GPS模組,大多數地圖軟體都在使用GPS提供的經緯度,車速和街道資訊,並展示給使用者。

大資料可以對路況進行預測和分析,一般資料來源是GPS資料,道路歷史資料,交管部門資料和使用者上傳的資料,結合演算法,輸出預測的結果。

使用者位置隱私目前沒人關注,也沒有技術可以應用,總體非常悲觀的。

#專欄作家#

毒哥,微訊號:ww4124241,公眾號:產品毒思維,新書《電商產品經理:基於人、貨、場、內容的產品設計攻略》已上架。

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