導(dǎo)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(jī)，你必須要懂得導(dǎo)航的原理，這樣在下次車?yán)镒米拥臅r(shí)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(dǎo)航呢？” ，“假如沒有導(dǎo)航軟件，將會(huì)在路上浪費(fèi)大把時(shí)間。去往公司的路有很多，早高峰時(shí)，通過導(dǎo)航軟件可以讓我避開擁堵?！蔽覒c幸的說道。

導(dǎo)航軟件可以幫助用戶規(guī)劃行程路線，計(jì)算行程時(shí)間，判斷道路擁堵情況，讓出行更便捷智能。

雖然我是個(gè)老司機(jī)，但也曾對(duì)導(dǎo)航產(chǎn)生過疑惑：導(dǎo)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(jī)，你必須要懂得導(dǎo)航的原理，這樣在下次車?yán)镒米拥臅r(shí)候，你就可以一本正經(jīng)的吹牛了。

德國(guó)某藝術(shù)家小伙曾經(jīng)在街頭做過一次奇葩試驗(yàn)，并造成了谷歌地圖嚴(yán)重的“虛擬”擁堵。他將99部打開谷歌地圖的手機(jī)放到小推車?yán)?，沿著一條街緩慢行走。谷歌地圖會(huì)分析這99部手機(jī)的移動(dòng)速度和距離，然后對(duì)這條路標(biāo)記成擁堵。而實(shí)際上，該路空曠無人。

用戶的手機(jī)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(huì)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(jì)算或浮動(dòng)車采集，或從交管部門付費(fèi)獲取數(shù)據(jù)。

01

無論是大數(shù)據(jù)計(jì)算還是浮動(dòng)車采集，都不開定位導(dǎo)航系統(tǒng)。全球有四大定位導(dǎo)航系統(tǒng)，分別是GPS系統(tǒng)（美國(guó)），北斗系統(tǒng)（中國(guó)），GLONASS系統(tǒng)（俄羅斯）和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（歐盟），只有實(shí)力強(qiáng)大的國(guó)家才會(huì)擁有導(dǎo)航系統(tǒng)，私人和小國(guó)家是沒有能力承擔(dān)巨額的研發(fā)費(fèi)用，如火箭發(fā)射維護(hù)，科學(xué)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(qiáng)，伽利略精準(zhǔn)是第一款基于民用的全球衛(wèi)星導(dǎo)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(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座投產(chǎn)，耗費(fèi)300億美元。GPS研發(fā)的背景是美蘇軍備競(jìng)賽中，主要為軍事提供精密定位服務(wù)，精準(zhǔn)度較高。在1983年開始為民用提供GPS的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，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(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)對(duì)全世界用戶免費(fèi)且無限制使用，目前絕大部分智能手機(jī)都有GPS導(dǎo)航模塊，為出行導(dǎo)航提供了保障。國(guó)內(nèi)的實(shí)時(shí)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(duì)用戶發(fā)布信息。

為了獲取路況信息，會(huì)將GPS定位模塊安裝到出租車或公交車上，這就是浮動(dòng)車。現(xiàn)在大部分公共交通都會(huì)安裝GPS終端模塊，收集到路況信息通過GSM或網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給終端用戶。

經(jīng)常使用公交車出行的同學(xué)，會(huì)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(huì)到達(dá)你所在的位置。當(dāng)然，這個(gè)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(jìn)行交互的呢？我們來看這張簡(jiǎn)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(wù)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(dòng)車，也可以是用戶的智能手機(jī)，甚至是第三方提供的道路信息，如世紀(jì)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(jì)算車輛的移動(dòng)速度，對(duì)應(yīng)匹配街道數(shù)據(jù)庫(kù)信息。
• 終端通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息上傳到服務(wù)器，并將道路信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器會(huì)定時(shí)上傳一段時(shí)間內(nèi)道路和車輛信息，并更新數(shù)據(jù)庫(kù)信息。
• 地圖軟件獲取數(shù)據(jù)，將定位的經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)地圖的坐標(biāo)，匹配道路判斷用戶在哪條道路上。
• 當(dāng)獲得大量用戶的數(shù)據(jù)后，地圖軟件會(huì)計(jì)算每個(gè)道路的具體擁堵情況，預(yù)估行駛時(shí)間，并分為不同顏色的等級(jí)展示對(duì)應(yīng)的手機(jī)界面上，如暢通，緩行，擁堵和嚴(yán)重?fù)矶隆?/li>

某段路的車輛越多，數(shù)據(jù)量越多，也就越準(zhǔn)確，但仍然無法避免類似前文案例中用99部手機(jī)作弊的場(chǎng)景。如果，一段時(shí)間內(nèi)，用戶終端上傳的數(shù)據(jù)間隔較長(zhǎng)，或者數(shù)據(jù)傳輸延遲，則會(huì)對(duì)結(jié)果造成影響。

那么問題來了，一個(gè)公交車上如果有30個(gè)人同時(shí)使用導(dǎo)航，在堵車時(shí)，會(huì)不會(huì)造成道路擁堵？你品，你細(xì)品。

02

大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們不僅可以查看當(dāng)前道路的交通情況，還能預(yù)測(cè)未來。結(jié)合大數(shù)據(jù)，能夠讓道路狀況變得更加準(zhǔn)確。

當(dāng)你行駛在路上，突然發(fā)現(xiàn)前方有擁堵，此時(shí)高德圖跳出消息提醒：前方2km處發(fā)生車禍，請(qǐng)避讓，已為你設(shè)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(jìn)行大數(shù)據(jù)分析時(shí)，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(huì)直接影響結(jié)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(diǎn)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(gè)時(shí)間點(diǎn)，某個(gè)點(diǎn)位會(huì)發(fā)生的事情，每天都會(huì)重復(fù)進(jìn)行著，這些數(shù)據(jù)都是可以被大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)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(cè)速雷達(dá)等裝置，都可用來對(duì)道路進(jìn)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(duì)外出售的，但可能會(huì)和地圖合作，比如高德。

一些地圖公司還會(huì)自行去道路測(cè)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(cè)繪工作，經(jīng)常在路上拿著類似于相機(jī)的東西，在那里瞄啊瞄的。

不要好奇他們?cè)诟缮?，只是在進(jìn)行道路測(cè)繪而已，不是給你照相哦！

大部分地圖公司是沒有能力進(jìn)行測(cè)繪的，需要付出很多成本，所以會(huì)購(gòu)買三方公司的數(shù)據(jù)。國(guó)家測(cè)繪地理信息局規(guī)定。從事地圖搜索、位置服務(wù)，地理信息標(biāo)注服務(wù)，需要取得互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)乙級(jí)測(cè)繪資質(zhì)。沒有資質(zhì)，想測(cè)繪，不允許的。

3. 第三方數(shù)據(jù)上報(bào)的數(shù)據(jù)

你會(huì)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(dǎo)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(gè)不錯(cuò)的功能，用戶可以在地圖上實(shí)時(shí)上報(bào)路況信息，操作簡(jiǎn)單，可直接點(diǎn)擊上報(bào)事故，擁堵等事件。

美國(guó)曾經(jīng)遭遇颶風(fēng)襲擊，公路損害嚴(yán)重，大部分交通網(wǎng)絡(luò)癱瘓。但waze發(fā)揮了巨大的作用，用戶通過分享實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)，幫助美國(guó)快速的找到可用的路線，進(jìn)行救援和防災(zāi)物資的調(diào)度工作。

當(dāng)然，還要注意官方發(fā)布的道路通告信息，可以人工定時(shí)查詢或機(jī)器關(guān)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(yù)測(cè)結(jié)論。本文不討論技術(shù)，所以算法流程先忽略，總之我們最后能拿到一個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果。

圖來自期刊：考慮多因素的城市道路交通擁堵指數(shù)預(yù)測(cè)

實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)需要計(jì)算海量的數(shù)據(jù)，計(jì)算的復(fù)雜度非常高，難度極大，對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求也較高，國(guó)內(nèi)阿里云目前可以滿足這樣的計(jì)算能力。

03

但導(dǎo)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(huì)進(jìn)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(huì)慌得一批。

授權(quán)了位置信息，可以享受產(chǎn)品的服務(wù)，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(yù)報(bào)的區(qū)域情況。這些位置服務(wù)對(duì)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(quán)限，比如催眠APP也需要獲取位置信息，相機(jī)APP也需要位置信息。這些產(chǎn)品并不管是否會(huì)使用位置信息，一股腦的先要來再說。

對(duì)用來說，已經(jīng)授權(quán)的定位信息，很少會(huì)主動(dòng)關(guān)閉，好比在后院挖個(gè)坑，在上面還蓋一層樹葉，不知道什么時(shí)候，自己也會(huì)掉進(jìn)去。

目前有種技術(shù)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(shí)，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(gòu)造多個(gè)假身份或假位置信息。

但該技術(shù)仍然不成熟，只能期待密碼學(xué)技術(shù)的突破。

04

總結(jié)一下，上面提到的知識(shí)點(diǎn)。

全球有四大導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)，其中GPS使用最為廣泛。

浮動(dòng)車和手機(jī)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(duì)路況進(jìn)行預(yù)測(cè)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(jié)合算法，輸出預(yù)測(cè)的結(jié)果。

用戶位置隱私目前沒人關(guān)注，也沒有技術(shù)可以應(yīng)用，總體非常悲觀的。

#專欄作家#

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

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題圖來自Unsplash, 基于CC0協(xié)議