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導航軟件究竟是怎么知道哪條路堵車或順暢？依據(jù)是什么？作為老司機，你必須要懂得導航的原理，這樣在下次車里坐著妹子的時候，你就可以一本正經(jīng)的吹牛了。

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

導航軟件可以幫助用戶規(guī)劃行程路線，計算行程時間，判斷道路擁堵情況，讓出行更便捷智能。

雖然我是個老司機，但也曾對導航產(chǎn)生過疑惑：導航軟件究竟是怎么知道哪條路堵車或順暢？依據(jù)是什么？作為老司機，你必須要懂得導航的原理，這樣在下次車里坐著妹子的時候，你就可以一本正經(jīng)的吹牛了。

德國某藝術家小伙曾經(jīng)在街頭做過一次奇葩試驗，并造成了谷歌地圖嚴重的“虛擬”擁堵。他將99部打開谷歌地圖的手機放到小推車里，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，然后對這條路標記成擁堵。而實際上，該路空曠無人。

用戶的手機是判斷路況的主要來源之一，但單一維度的數(shù)據(jù)卻經(jīng)不起挑戰(zhàn)，可能會造成數(shù)據(jù)干擾。目前常見的手段，比如通過大數(shù)據(jù)計算或浮動車采集，或從交管部門付費獲取數(shù)據(jù)。

01

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

GPS成熟穩(wěn)定，北斗系統(tǒng)開放性較優(yōu)，GLONASS干擾能力強，伽利略精準是第一款基于民用的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

我們主要聊聊GPS系統(tǒng)。GPS從1970年代開始研制，在1994年全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座投產(chǎn)，耗費300億美元。GPS研發(fā)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(nèi)。

GPS發(fā)展較早，成熟穩(wěn)定。民用的標準定位服務對全世界用戶免費且無限制使用，目前絕大部分智能手機都有GPS導航模塊，為出行導航提供了保障。國內(nèi)的實時道路大多數(shù)是依賴GPS定位系統(tǒng)，并通過APP，網(wǎng)站或廣播的形式對用戶發(fā)布信息。

為了獲取路況信息，會將GPS定位模塊安裝到出租車或公交車上，這就是浮動車?，F(xiàn)在大部分公共交通都會安裝GPS終端模塊，收集到路況信息通過GSM或網(wǎng)絡發(fā)送給終端用戶。

經(jīng)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信息，如還有4站，6min，M528線公交車就會到達你所在的位置。當然，這個數(shù)據(jù)也是通過公交車上的GPS終端所得的信息。

那么究竟GPS和地圖軟件是如何進行交互的呢？我們來看這張簡單的流程圖，可以分為3大模塊，分別是帶GPS模塊的終端，數(shù)據(jù)服務器和展示界面。

• 帶GPS的終端形式不受限制，可以是公交車等浮動車，也可以是用戶的智能手機，甚至是第三方提供的道路信息，如世紀高通，北大千方等公司提供的數(shù)據(jù)。GPS需要獲取到用戶的經(jīng)緯度信息，計算車輛的移動速度，對應匹配街道數(shù)據(jù)庫信息。
• 終端通過4G網(wǎng)絡將采集到的信息上傳到服務器，并將道路信息存儲到數(shù)據(jù)庫。服務器會定時上傳一段時間內(nèi)道路和車輛信息，并更新數(shù)據(jù)庫信息。
• 地圖軟件獲取數(shù)據(jù)，將定位的經(jīng)緯度坐標轉換成對應地圖的坐標，匹配道路判斷用戶在哪條道路上。
• 當獲得大量用戶的數(shù)據(jù)后，地圖軟件會計算每個道路的具體擁堵情況，預估行駛時間，并分為不同顏色的等級展示對應的手機界面上，如暢通，緩行，擁堵和嚴重擁堵。

某段路的車輛越多，數(shù)據(jù)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(nèi)，用戶終端上傳的數(shù)據(jù)間隔較長，或者數(shù)據(jù)傳輸延遲，則會對結果造成影響。

那么問題來了，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。

02

大數(shù)據(jù)時代，我們不僅可以查看當前道路的交通情況，還能預測未來。結合大數(shù)據(jù)，能夠讓道路狀況變得更加準確。

當你行駛在路上，突然發(fā)現(xiàn)前方有擁堵，此時高德圖跳出消息提醒：前方2km處發(fā)生車禍，請避讓，已為你設置新的路線。

這就是大數(shù)據(jù)的力量！收集數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)。

進行大數(shù)據(jù)分析時，需要從大量的數(shù)據(jù)來源中挖掘數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量會直接影響結果，除了GPS的數(shù)據(jù)，還有其他幾種方式：

1. 道路歷史數(shù)據(jù)

過去N天的道路行駛的歷史數(shù)據(jù)。比如文一西路每天下午5點左右車流量最大，經(jīng)常堵車。每條路的車流量信息都有特征，在通常情況下，某個時間點，某個點位會發(fā)生的事情，每天都會重復進行著，這些數(shù)據(jù)都是可以被大數(shù)據(jù)學習的。

2. 交管部門的數(shù)據(jù)

遍布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(jiān)控，如車流量和車速等信息。但一般情況，交管部門的數(shù)據(jù)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，采集，但人力成本非常高。曾經(jīng)一從高德離職的同事，就是從事測繪工作，經(jīng)常在路上拿著類似于相機的東西，在那里瞄啊瞄的。

不要好奇他們在干啥，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數(shù)據(jù)。國家測繪地理信息局規(guī)定。從事地圖搜索、位置服務，地理信息標注服務，需要取得互聯(lián)網(wǎng)地圖服務乙級測繪資質(zhì)。沒有資質(zhì)，想測繪，不允許的。

3. 第三方數(shù)據(jù)上報的數(shù)據(jù)

你會經(jīng)常在微博上看到一些用戶上傳路況情況，這些微博信息是公開可獲取的，導航軟件可以從這些信息里清洗出有用的數(shù)據(jù)。

百度地圖里有個不錯的功能，用戶可以在地圖上實時上報路況信息，操作簡單，可直接點擊上報事故，擁堵等事件。

美國曾經(jīng)遭遇颶風襲擊，公路損害嚴重，大部分交通網(wǎng)絡癱瘓。但waze發(fā)揮了巨大的作用，用戶通過分享實時定位數(shù)據(jù)，幫助美國快速的找到可用的路線，進行救援和防災物資的調(diào)度工作。

當然，還要注意官方發(fā)布的道路通告信息，可以人工定時查詢或機器關鍵字篩選等。

采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過人工智能算法，輸出最終的預測結論。本文不討論技術，所以算法流程先忽略，總之我們最后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(shù)預測

實時預測需要計算海量的數(shù)據(jù)，計算的復雜度非常高，難度極大，對計算機的性能要求也較高，國內(nèi)阿里云目前可以滿足這樣的計算能力。

03

但導航定位，還是有隱私的問題存在。

貌似現(xiàn)在大部分APP都想要用戶的位置信息，并在用戶協(xié)議里宣稱不會進行商業(yè)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。

授權了位置信息，可以享受產(chǎn)品的服務，比如抖音的同城用戶，餓了么外賣的訂餐區(qū)域選擇，天氣預報的區(qū)域情況。這些位置服務對用戶來說是必不可少，但仍心有余悸。

可有些APP卻過度的使用權限，比如催眠APP也需要獲取位置信息，相機APP也需要位置信息。這些產(chǎn)品并不管是否會使用位置信息，一股腦的先要來再說。

對用來說，已經(jīng)授權的定位信息，很少會主動關閉，好比在后院挖個坑，在上面還蓋一層樹葉，不知道什么時候，自己也會掉進去。

目前有種技術叫做差分隱私，可以在位置信息上增加噪音干擾數(shù)據(jù)。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信息。

但該技術仍然不成熟，只能期待密碼學技術的突破。

04

總結一下，上面提到的知識點。

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

浮動車和手機上都偶GPS模塊，大多數(shù)地圖軟件都在使用GPS提供的經(jīng)緯度，車速和街道信息，并展示給用戶。

大數(shù)據(jù)可以對路況進行預測和分析，一般數(shù)據(jù)來源是GPS數(shù)據(jù)，道路歷史數(shù)據(jù)，交管部門數(shù)據(jù)和用戶上傳的數(shù)據(jù)，結合算法，輸出預測的結果。

用戶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，微信號：ww4124241，公眾號：產(chǎn)品毒思維，新書《電商產(chǎn)品經(jīng)理：基于人、貨、場、內(nèi)容的產(chǎn)品設計攻略》已上架。

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題圖來自Unsplash, 基于CC0協(xié)議