CN106934466A - 一种交通基础设施状态信息采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通基础设施状态信息采集方法，属于交通工程领域及大数据的处理应用。首先设计了一套智能化平台与手机APP模块，其次建立了城市地图棋盘化分区，并设计了评定指标程度评价模型，最后实现对交通基础设施状态的信息采集；手机拍摄的图片进行上传上传照片信息的类型，照片信息包括地理位置信息，破损类型即路面损坏、设施缺失和广告污染，根据照片信息，以路面破损评定为基础，制定路面损坏判定程度表、设施缺失判定程度表及广告污染判定程度表。综合损坏密度D的值越大，维修需求越大。本发明集信息收集、信息处理、数据分析、辅助决策等多功能于一体，形成道路使用者‑‑平台‑‑道路维护者互动的新型检测维护模式。

Description

一种交通基础设施状态信息采集方法

技术领域

本发明涉及一种采集交通基础设施状态信息的系统，属于交通工程领域及大数据的处理应用，特别涉及智能平台的开发和公众政府企业三者间的信息交互等。

背景技术

近年来，路面破损、井盖丢失等问题导致的交通事故每年多达数千起，政府花费在路面维修以及对井盖等公共基础设施保养的费用则高达数亿；而小广告问题日益严重，部分指示性标志等交通公共设施(如公交车站牌等)被遮挡，对交通出行造成了一定程度上的困扰，同时也严重影响市容市貌，目前除了有专人发现并清理以外，没有其他对小广告的监管方法。传统的对交通公共基础设施状态的信息采集主要是人工方法,通常由专人对公共基础设施缺失、破损、污染进行发现和记录，然后把数据进行统计和归类,并进行存档，以供评判。由于交通公共基础设施的基数过大，而导致该种方法费时费力，效率低；另外，高等级公路上一般车速高，交通量大，操作危险。

在国内外现有的技术中，针对上述问题的处理都比较零散，尚未有一套统一的管理系统运作，因此检测效率不高，这样对交通公共基础设施的修缮维护等都造成不小的影响；且这些项目依然为政府主导，公众与社会企业部门等参与度低，因此受众面小，花费较为昂贵，费时费力。

发明内容

本发明基于“互联网+”的理念，通过一种“众筹”式的思想方法，即充分发挥公众的力量及企业的支持，提出开发与之配套的智能平台，充分利用公众的力量，全面优化传统方式结构分散、功能单一、成本高、效率低的局限性。

为了实现上述目的，初步将交通公共基础设施损坏划分为路面破损、设施缺失、广告污染三大类。针对传统检测方式仅仅依靠政府和相关部门派专人完成，提出开发“众筹”式交通公共基础设施状态信息采集处理智能平台，并为此智能平台设计相配套的智能手机APP，充分利用公众的力量。交通基础设施使用者预装该智能手机APP，在设施使用过程中发现问题并拍照上传，对所检测城市实行棋盘化分区，智能平台根据所上传图片信息的地理位置、损坏类型、损坏程度等信息，通过统计处理，自动生成各区域交通基础设施损坏程度量化指标，最终辅助政府科学决策。同时，对于成功上传信息的用户，辅以相应的激励措施，充分提高公众参与的积极性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种交通基础设施状态信息采集方法，该方法首先设计了一套智能化平台与手机APP模块，其次建立了城市地图棋盘化分区，并设计了评定指标程度评价模型，最后实现对交通基础设施状态的信息采集；

智能化平台与手机APP模块分为智能平台以及智能手机两大部分，这两部分通过WiFi/2G/3G/4G网络环境进行交互连接。智能平台包括数据库模块和输出端口模块，数据库模块和输出端口模块相连接，数据库模块对手机端采集到的照片信息进行存储管理和分类整合；输出端口模块将整合的数据分项输出到后台数据库，后台数据库为政府或企业管理平台。

手机APP模块包括摄像头、网络模块、地理位置定位模块、调用模块、存储模块和电源模块，调用模块为手机APP模块的核心处理单元，摄像头与调用模块连接，调用模块分别连接网络模块、地理位置定位模块、存储模块；电源模块与调用模块连接。摄像头用于收集路面破损、设施缺失和广告污染的照片信息；网络模块用于将照片信息上传至智能平台中的数据库模块中；定位模块用于定位照片的地理位置信息并与城市地图棋盘化分区进行匹配，定位模块对照片信息所反馈的路面破损、设施缺失和广告污染信息进行地理位置的确定，储存模块用于根据评定指标程度表模块所得结果分类储存收集到的照片信息；电源模块为手机APP模块提供的供电支持。

城市地图棋盘化分区是基于网格划分实现的，首先将城市的二维地图的中间等分为n*m个矩形单元，n为矩形单元的长，m为矩形单元的宽，n*m个矩形单元，二维地图的边缘处的面积小于等于n*m。n小于等于1000米，m小于等于1000米。

手机拍摄的图片进行上传上传照片信息的类型，照片信息包括地理位置信息，破损类型即路面损坏、设施缺失和广告污染，根据照片信息，以路面破损评定为基础，制定路面损坏判定程度表、设施缺失判定程度表及广告污染判定程度表。破损类型对应相应的判定程度表。三种类型损坏程度独立统计分别得各损坏类型密度：路面损坏密度DA、设施缺失密度DB和广告污染密度DC，求和得到各区域综合损坏的密度D。综合损坏密度D的值越大，维修需求越大。路面破损率Dr、设施缺失率De、广告污染率Da定义如下：

Dr＝A/S*100＝ΣAi/S*100

Dr：路面破损率，以百分数计；

A：所在区域路面破损总面积；

S：所在区域总面积；

Ai：表示第i幅上传图片中路面破损面积；

De＝B/S＝ΣBi/S

De：设施缺失率(个/m²)；

B：所在区域设施缺失总个数；

S：所在区域总面积；

Bi：表示第i幅上传图片中设施缺失个数；

Da＝C/S*100＝ΣCi/S*100

Da：广告污染率，以百分数计；

C：所在区域广告污染总面积；

S：所在区域总面积；

Ci：表示第i幅上传图片中广告污染面积；

DB＝1.0De>0

D＝DA+DB+DC

操作步骤如下：

S1)公众发现问题，打开此智能手机APP，在页面选择损坏类型，调用智能手机的摄像头，并点击【拍照上传】开始收集照片信息；

S2)照片信息收集完成后，通过地理信息位置模块定位照片信息处于城市棋盘化分区中的位置，进入下一页面选择损坏程度，并点击【确认上传】运用网络模块上传照片信息，同时调用储存模块储存照片信息；

S3)图片上传成功后，跳转至下一页面，使用者可以领取积分奖励并分享此次操作。

整个操作步骤由电源模块供电维持运行。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.创造性的应用“众筹”思想：本研究突破传统交通基础设施检测维护模式，创造性的将“众筹”模式应用于交通基础设施检测维护领域。

2.平台设计智能化、人性化：本平台可有效识别吸收不同设备提供的照片；在“棋盘式”分区的基础上增设交点区域，智能化避免盲区，有效提高精确性。同时人性化的奖励制度，可以有效调动参与者积极性，提高公民参与意识与社会责任感。

3.建立一套完整的交通基础设施检测评价系统：本平台集信息收集、信息处理、数据分析、辅助决策等多功能于一体，形成道路使用者--平台--道路维护者互动的新型检测维护模式。

4.高效性、经济性：传统的检测技术高成本、低效率，且受时间、空间因素影响较大。本平台采用“众筹”方式，通过道路使用者参与路面维护，可以实时获取大量交通基础设施破损、缺失及污染信息，有效提高效率，更具经济性。

5.应用前景广泛：开发此基于“众筹”式交通公共基础设施状态信息反馈平台，有助于未来实现交通基础设施状况的信息化管理，辅助政府科学决策。同时创造性的建立了“使用者—平台—维护者”互动的新型检测维护模式，应用潜力巨大，具有很高的商业价值。

附图说明

图1为项目技术路线图。

图2为手机APP界面图。

图3为棋盘化分区示意图。

图4为损坏程度数值量化表。

图5为项目运营方式图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、发明内容及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示为该项发明的技术路线图。该项目的研究遵循“由整体到局部”的原则，先构建项目实施整体框架，后逐个突破各技术点，在大量调研基础上充分合理地利用现有研究经验，将技术理论与工程实用紧密结合，并突破思维定式，敢于创新，系统扎实地开展研究工作。

与该项发明配套的APP定名为“MyInfra”，目前开发有Android版本，是在配置有Android SDK的Eclipse开发环境下完成设计开发。本着以人为本的设计理念，设计开发了如图2所示的手机APP，此款APP目前可收集三种类型的图片：道路破损、设施缺失和广告污染。选择类型后，通过人工选择损毁程度(轻度、中度或重度)，完成图片上传。APP后台自动保存照片信息，同时将通过GPS定位或网络定位获得的地理位置信息通过无线网络发送到平台中心。另外，本款智能APP将适当设置与交通相关的广告位，广告位的收益用于用户奖励，实现平台自身运营成本与收益的互补。同时该APP的功能将会随着推广应用逐渐调整与完善。

智能化平台将通过手机app上传的不同类型、不同程度的照片，以信息流的形式存入到SQL数据库中，通过数据库对数据的定义、操纵、控制，将信息通过平台展示给大众及决策者，辅助有关部门进行决策。

该平台主要完成的工作有：实现交通基础设施使用者和决策者的直接对接、接收定位信息并在地图上显示、接收上传图片并显示、完成交通基础设施问题辅助决策工作。

各个模块之间的联系首先在于对城市进行棋盘化分区后，定位信息是在利用QtCreator中的QtWeb模块开发的百度地图上显示的，利用JavaScript脚本技术完成对地图的缩放、全景图等功能，因此可以将携带地理信息的数据流上传至智能平台，并进行破损程度指标的评定。智能手机终端与智能化的连接是通过无线网络实现的，通过TCP/IP协议实现通信，主要工作在于智能手机终端将定位信息、照片转化为数据流，通过协议发送到智能平台，平台接收数据流并转化为实用信息进行显示。该平台计划与交通委、路政局等单位开展合作，会定期检测用户所上传的照片，若发现虚假信息将自动失效此照片，同时将信息反馈给上传者，给予上传者账号以不良记录，情节严重者可注销其账号，以保证上传信息的真实有效性，实现辅助决策的科学化。

以发现一次交通公共基础设施的破损为例：具体实施步骤如下：

步骤001：用户发现交通公共基础设施的破损，使用手机并打开该款APP“MyInfra”；

步骤002：按照app的操作使用步骤将信息收集并上传；如图2。

步骤003：信息成功上传后，图片信息将携带地理位置信息，通过GPS和棋盘化分区处理进行定位；如图3。

步骤004：根据用户在APP中的选择的破损程度，参照损坏程度数值量化表，计算出一个量化的破损程度，并将上传的破损信息进行分类管理；如图4。

步骤005：信息上传到智能平台整合处理后，分享输出到政府、企业等相关行业部门，到达辅助决策的目的和运用的商业价值。如图5。

步骤006：在一个统计处理周期结束后，对上传有益信息的用户进行积分制度的奖励，鼓励用户继续参与交通公共基础设施的维护，达到一个良性循环。

Claims (2)

1.一种交通基础设施状态信息采集方法，其特征在于：该方法首先设计了一套智能化平台与手机APP模块，其次建立了城市地图棋盘化分区，并设计了评定指标程度评价模型，最后实现对交通基础设施状态的信息采集；

智能化平台与手机APP模块分为智能平台以及智能手机两大部分，这两部分通过WiFi/2G/3G/4G网络环境进行交互连接；智能平台包括数据库模块和输出端口模块，数据库模块和输出端口模块相连接，数据库模块对手机端采集到的照片信息进行存储管理和分类整合；输出端口模块将整合的数据分项输出到后台数据库，后台数据库为政府或企业管理平台；

手机APP模块包括摄像头、网络模块、地理位置定位模块、调用模块、存储模块和电源模块，调用模块为手机APP模块的核心处理单元，摄像头与调用模块连接，调用模块分别连接网络模块、地理位置定位模块、存储模块；电源模块与调用模块连接；摄像头用于收集路面破损、设施缺失和广告污染的照片信息；网络模块用于将照片信息上传至智能平台中的数据库模块中；定位模块用于定位照片的地理位置信息并与城市地图棋盘化分区进行匹配，定位模块对照片信息所反馈的路面破损、设施缺失和广告污染信息进行地理位置的确定，储存模块用于根据评定指标程度表模块所得结果分类储存收集到的照片信息；电源模块为手机APP模块提供的供电支持；

城市地图棋盘化分区是基于网格划分实现的，首先将城市的二维地图的中间等分为n*m个矩形单元，n为矩形单元的长，m为矩形单元的宽，n*m个矩形单元，二维地图的边缘处的面积小于等于n*m；n小于等于1000米，m小于等于1000米；

手机拍摄的图片进行上传上传照片信息的类型，照片信息包括地理位置信息，破损类型即路面损坏、设施缺失和广告污染，根据照片信息，以路面破损评定为基础，制定路面损坏判定程度表、设施缺失判定程度表及广告污染判定程度表；破损类型对应相应的判定程度表；三种类型损坏程度独立统计分别得各损坏类型密度：路面损坏密度DA、设施缺失密度DB和广告污染密度DC，求和得到各区域综合损坏的密度D；综合损坏密度D的值越大，维修需求越大；路面破损率Dr、设施缺失率De、广告污染率Da定义如下：

Dr＝A/S*100＝ΣAi/S*100

Dr：路面破损率，以百分数计；

A：所在区域路面破损总面积；

S：所在区域总面积；

Ai：表示第i幅上传图片中路面破损面积；

De＝B/S＝ΣBi/S

De：设施缺失率(个/m²)；

B：所在区域设施缺失总个数；

S：所在区域总面积；

Bi：表示第i幅上传图片中设施缺失个数；

Da＝C/S*100＝ΣCi/S*100

Da：广告污染率，以百分数计；

C：所在区域广告污染总面积；

S：所在区域总面积；

Ci：表示第i幅上传图片中广告污染面积；

$DA=\left\{\begin{array}{cc}3.0& Dr>=60\%\\ 2.0& 20\%<Dr<60\%\\ 1.0& Dr<=20\%\end{array}\right.$

DB＝1.0De>0

$DC=\left\{\begin{array}{cc}1.5& Da>=100\%\\ 1.0& 3\%<Da<10\%\\ 0.5& Da<=3\%\end{array}\right.$

D＝DA+DB+DC。

2.根据权利要求1所述的一种交通基础设施状态信息采集方法，其特征在于：

操作步骤如下：

S1)公众发现问题，打开此智能手机APP，在页面选择损坏类型，调用智能手机的摄像头，并点击【拍照上传】开始收集照片信息；

S2)照片信息收集完成后，通过地理信息位置模块定位照片信息处于城市棋盘化分区中的位置，进入下一页面选择损坏程度，并点击【确认上传】运用网络模块上传照片信息，同时调用储存模块储存照片信息；

S3)图片上传成功后，跳转至下一页面，使用者可以领取积分奖励并分享此次操作；

整个操作步骤由电源模块供电维持运行。