CN109461303B - 一种交通拥堵状态获取方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种交通拥堵状态获取方法和装置，包括：提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。实现了从互联网发布的免费切片地图信息到公路网交通流拥堵状态数值信息的转化，既能够全路网覆盖(包括邻省)、投资低廉，又能够符合行业管理对路段关联交通流拥堵状态的空间分析。
Description
技术领域
本发明实施例涉及智能交通技术领域，更具体地，涉及一种交通拥堵状态获取方法和装置。
背景技术
近年来，随着社会经济的不断增长，人民的物质生活水平逐渐提高，私家车的占有率逐年递增，路网的压力越来越大，如何让整个交通网络运行通畅，切实提高人民的出行舒适度,已经成为新时代的主要矛盾。
出行条件与人民的日常生活息息相关，路况条件的优劣，不仅影响人民的出行效率，还是引发交通事故的主要诱因，连续的交通拥堵，很容易激发驾驶人员的烦躁情绪，不仅带来了持续的鸣笛噪音污染，还很容易诱发追尾、撞车事故，引起驾驶人员情绪失控，导致冲突升级,据有关部门统计，交通事故中有近30％的交通事故是在车辆拥堵的条件下发生的。所以有效的保障路网安全运行，掌握路况运行情况，指导驾驶员根据情况错峰出行或者避开拥堵路线，成了城市交通管理者的重中之重。而系统建设中交通流的获取主要通过交调站点的监测。从交通流信息的完整性上来看，尤其是与地理信息系统(GeographicInformation System，GIS)数据融合的角度来看，还存在一定的缺陷。交调站点的监测布设密度一般比较稀疏，难以在空间范围上看出分布趋势。可以利用互联网公司发布的权威交通流数据，通过图形二值化、坐标转换以及其他的预处理手段，透明叠加至电子地图上，并可以利用桩号进行数值计算，从而将互联网交通流拥堵数据与GIS业务数据进行深度融合，为行业管理者辅助决策。
现有技术中，为获取交通流信息，通常采用两种方法，第一种方法是采用浏览互联网上导航地图中路况切片地图的方法，采集相应地址上的PNG图、GIF图等，为了看出交通拥堵状态的变化趋势，一般还需要按照时间顺序进行播放；该方法中的坐标系完全是固化的，由于保密原因，通常其坐标系和投影都做了相关的加密处理，得到的交通流信息与公路管理者关心的路网不能完全匹配，且其不能通过数值进行存储；第二种方法是采用建设交通调查站的方法来获知管理范围内的交通流信息，其缺陷是投资巨大、维护困难、故障率高、且没有办法覆盖全路网、更无法获知邻近省份的拥堵状态等缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种交通拥堵状态获取方法和装置。
第一方面，本发明实施例提供一种交通拥堵状态获取方法，包括：
提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
第二方面，本发明实施例提供一种交通拥堵状态获取装置，包括：
提取模块，用于提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
处理模块，用于基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
本发明实施例提出了一种交通拥堵状态获取方法和装置，通过数据抓取、数据预处理、数据矢量化、路网匹配和服务发布，实现了从互联网发布的免费切片地图信息到公路网交通流拥堵状态数值信息的转化，既能够全路网覆盖(包括邻省)、投资低廉，又能够符合行业管理对路段关联交通流拥堵状态的空间分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的交通拥堵状态获取方法示意图；
图2为根据本发明实施例的交通拥堵状态获取装置示意图；
图3为根据本发明实施例的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
有效的保障路网安全运行，掌握路况运行情况，指导驾驶员根据情况错峰出行或者避开拥堵路段，成了城市交通管理者的重中之重。
而系统建设中交通流的获取主要通过交调站点的监测。从交通流信息的完整性上来看，尤其是与GIS数据融合的角度来看，还存在一定的缺陷。交调站点的监测布设密度一般比较稀疏，难以在空间范围上看出分布趋势。本实施例的方案利用互联网公司发布的权威交通流数据，通过图形二值化、坐标转换以及其他的预处理手段，透明叠加至电子地图上，并可以利用桩号进行数值计算，从而将互联网交通流拥堵数据与GIS业务数据进行深度融合。为行业管理者辅助决策。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。
图1为本发明实施例提供的一种交通拥堵状态获取方法，包括：
S1、提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
S2、基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
地图切片技术(也称作地图瓦片技术)是一种地图预缓存技术。地图瓦片技术将配置好的一定坐标范围的地图，按照固定的若干个比例尺(瓦片级别)和指定图片尺寸，切成若干行及列的正方形图片，以指定的格式保存成图像文件，按一定的命名规则和组织方式存储到目录系统中或是数据库系统里，形成金字塔模型的静态地图缓存，地图切片数据是预先生成的，通常这些切片数据是存放在地图服务器上的，用户浏览地图时移动GIS系统自动将这些数据下载到移动终端上，并实时显示在屏幕上。
在本实施例中，通过从互联网发布的免费切片地图信息到公路网交通流拥堵状态数值信息的转化，通过提取路况切片，既能够全路网覆盖、投资低廉，又能够符合行业管理对路段关联交通流拥堵状态的空间分析。
在上述各实施例的基础上，提取交通流地图中每条路线所在的路况切片具体包括：
提取交通流地图中的地图切片，并通过经纬度换算地图切片的行列号；
基于所述行列号获取每一条路线图层的坐标点所在的切片，得到每一条路线所在的路况切片；将所述路况切片按照路线、上下行方向和行列号顺序排列。
在本实施例中，获取互联网相关的交通流数据，在数据采集阶段能够获取的是PNG格式的成果类型的文件而没有基数据。数据来源采用互联网面向公众的交通流地图服务。
具体的，数据采集的方式由系统定时器触发，在本实施例中为5分钟触发一次，通过经纬度换算地图切片行列号，通过行列号获取每一个路线图层的坐标点所在的切片，将将采集的路况切片文件按照路线和上下行方向和行列号按照顺序排列，保存在服务器的临时文件夹中。数据抓取的精度，可根据业务需要和实际路网精度进行设定。
在上述各实施例的基础上，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点前，还包括：
基于局部均方差对所述路况切片进行去噪处理。
在本实施例中，为了保证后续颜色提取的准确，需要利用局部均方差对路况切片图片进行去噪处理。去噪的基本原理如下：
首先将路况切片图片转换为M*N的灰度图，x(i，j)为像素灰度值，那么在(2*n+1)(2*m+1)的窗口内，其局部均值如下式(1)所示：
其局部均方差如下式(2)所示：
加性去噪后的结果如下式(3)所示：
其中，k的表达式如下式(4)所示：
上式(4)中，σ为用户输入参数，方差计算如下式(5)所示：
方差在统计学中表示的是与中心偏离的程度，用来衡量数据的波动性大小。对于图像而言，当上述局部方差比较小，意味着图像中该局部区域属于灰度平坦区，各个像素灰度值相差不大；相反，当上述局部方差比较大的时候，意味着图像中该局部区域属于边缘或者是其他高频部分区域，各个像素的灰度值相差比较大。
当局部属于平坦区时，方差很小，趋近于0。该点滤波之后的像素就是该点的局部平均值。由于该局部各点像素的灰度值相差不大，其局部平均值也与各个像素的灰度值相差不大；当局部属于边缘区域时，方差较大，相对于用户输入的参数可以基本忽略不计，其图像去噪之后，就等于输入的图像灰度值。
在上述各实施例的基础上，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点，具体包括：
将去噪处理后的灰度图和路况切片进行逐一像素匹配，提取路况切片相应位置的RGB值，并将所述RGB值保留到x(i,j)的数组，其中，i表示像素行号，j表示像素列号；
对所述数组进行容差计算，提取出带有路况信息的像素点，所述路况信息包括表示拥堵信息的红色信息、黄色信息和绿色信息。
在本实施例中，利用去噪后的灰度图和原图进行逐一像素的匹配，提取相应位置的RGB值，并将RGB值保留到x(i，j)的数组，其中i表示像素行号，j表示像素列号。通过对数组进行容差计算，提取出所有的带有路况信息(由红、黄、绿不同颜色表示的拥堵信息)的像素点。
在上述各实施例的基础上，基于所述像素点划分路段坐标串前，还包括：
基于路网数据，创建带有行列号的切片地址，基于所述切片地址抓取路况切片，基于每一个路况切片的Xmin、Ymin、Xmax、Ymax和墨卡托投影，计算所述路况切片的地图对象；
顺序读取路网数据的坐标点，计算对应的屏幕坐标是否落在地图对象中，如果存在，就按照当前坐标点，获取屏幕坐标点。
在本实施例中，依据初始化的路网数据，创建带有行列号的切片地址，系统通过多线程异步HttpAsync技术，根据切片地址将切片抓取到本地，通过计算每一个切片的Xmin、Ymin、Xmax、Ymax和墨卡托投影，计算切片的地图对象，顺序读取路网数据的坐标点，计算对应的屏幕坐标是否落在地图对象中，如果存在，就按照当前坐标点，获取屏幕坐标点。
在上述各实施例的基础上，基于所述像素点划分路段坐标串具体包括：
获取切片中所有带有红色信息、黄色信息或绿色信息的坐标点集，将颜色信息一致的坐标点，按照路线、上下行方向、颜色值重新划分路段坐标串，将路线、上下行方向、颜色值相同的坐标点划分在同一路段坐标串中。
在本实施例中，具体的，通过颜色吸取算法，获取本切片所有带红黄绿颜色坐标信息的点集，按顺序加载到内存中，通过循环遍历所有颜色信息点，对比每个点的路线、方向、颜色、顺序，通过序列号和前后像素点颜色对比分析，如果颜色一致，按照路线、方向、颜色值重新划分路段坐标串，如果颜色点多于2，并且起止点的坐标不一致，则可以按照路段处理，通过获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，依据坐标转化算法，将路网数据中的坐标转化为行业wgs84坐标，再将行业wgs84坐标，转化为对应路段的桩号起止点信息，保存入库。
还包括坐标转换，最终通过像素点合并，系统通过坐标转换和偏转算法，将路网数据中路段的起止点坐标，先转化为GCJ02火星坐标系，然后将GCJ02转化为WGS84的行业基础数据坐标，通过坐标转桩号将拥堵路段转化为行业内可用于管理的桩号值表示。
根据业务需要创建事实数据存储表，分为当前表(TRAFFIC_CURRENT)、临时表(TRAFFIC_CURRENT_TEMP)、历史表(TRAFFIC_HISTORY)。
具体的，表结构内容包括路径标识、路线编码、路线名称、上下行方向、拥堵状态、数据时间、拥堵路段起点桩号、拥堵路段止点桩号、拥堵路段中心点坐标经度、拥堵路段中心点坐标纬度、路段唯一表示、路段类型和拥堵里程。
通过定时器触发的定时任务(大于1分钟，小于5分钟，根据具体情况设定)，实时检测数据库最新的数据入库时间，通过计算最新数据时间和上次任务的开始时间的差值，如果大于设定阈值，即可开始路况抓取任务，整个抓取周期中，先将数据存储于路况临时表中(TRAFFIC_CURRENT_TEMP)，待本次任务执行结束，将TRAFFIC_CURRENT表中的数据清空，保存到历史表中(TRAFFIC_HISTORY),并且将临时表的数据复制到正式的拥堵数据表(TRAFFIC_CURRENT)。
在上述各实施例的基础上，还包括：
基于每一个路段坐标串的WGS84坐标信息，创建带有路径标识的路径数据；
并基于所述路径数据加载数据库事件图层，创建带有空间数据的路况图层；
基于拥堵状态唯一值，设定拥堵等级颜色。
在本实施例中，基于ArcGIS Server，用户可以通过处理后的带M值得路径数据与实时抓取的拥堵路段数据，制作带有空间数据的事件图层，该图层可根据可叠加至地图上。
在上述各实施例的基础上，还包括：
预警信息发布，结合行业管理的具体业务，业务管理者或者路况值班员每天需要面对分发复杂的事务，很多拥堵是瞬时状态，非路况管理者所关心，系统一旦产生拥堵就直接预警给值班人员，那么值班人员的工作强度将会剧增。本系统就能根据值班人员的使用习惯，设定重点监测区域和预警阈值，例如实时监控严重拥堵状态、拥堵距离大于500、拥堵时常大于30分钟的，严重拥堵事件进行重点关注，大大提高行业监管的工作效率。
本实施例中的方法以自有路况数据渲染显示路网当前路况，依据路段拥堵状态、拥堵长度和拥堵时长等指标进行排名，排名除特殊情况，在20条以内，更新时间不超过5分钟。如高速公路分类为路段拥堵、收费站拥堵和服务区拥堵排名。
还可分析常发拥堵的拥堵路段及其源头、平均拥堵持续时间；要求计算指标或接入的路况指标含拥堵状态、拥堵长度、拥堵时长、拥堵趋势等，更新频率：5分钟；综合互联网大数据，提供历史区域交通分析报告，包括高速\快速路、城市道路、区域\商圈等道路拥堵分析；综合互联网大数据发现道路、桥梁、隧道、服务区、收费站等重要基础设施的新增或停止使用情况，并及时提出警示；结合互联网大数据，为路网监测、车检器、交调站点、轴载检测设备、摄像头、交通气象设备等感知设备建设提供建议；实现节假日对范围内公路交通运行状况信息的预测和浏览，即为本实施例方法获取预测24小时内的交通路况通过空间解算匹配到行业路网的拥堵状态和路网渲染。
图2示出了一种交通拥堵状态获取装置，基于本发明上述各实施例的交通拥堵状态获取方法，包括提取模块30和处理模块40，其中：
提取模块30提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
处理模块40基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储在存储器830上并可在处理器810上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的交通拥堵状态获取方法，例如包括：
提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的交通拥堵状态获取方法，例如包括：
提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
本发明实施例还提供本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行如上述的交通拥堵状态获取方法，例如包括：
提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；
基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，并转化为对应路线的桩号起止点信息。
综上所述，本发明实施例提供的一种交通拥堵状态获取方法和装置，通过据抓取、数据预处理、数据矢量化、路网匹配和服务发布，实现了从互联网发布的免费切片地图信息到公路网交通流拥堵状态数值信息的转化，既能够全路网覆盖(包括邻省)、投资低廉，又能够符合行业管理对路段关联交通流拥堵状态的空间分析。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种交通拥堵状态获取方法，其特征在于，包括：
提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；所述路况信息包括表示拥堵信息的红色信息、黄色信息和绿色信息；
基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，再将WGS84坐标转化为对应路线的桩号起止点信息；
基于所述像素点划分路段坐标串具体包括：
获取切片中所有带有红色信息、黄色信息或绿色信息的像素点，将颜色信息一致的像素点对应的坐标点，按照路线、上下行方向和颜色值重新划分路段坐标串，路线、上下行方向和颜色值相同的像素点对应的坐标点划分在同一路段坐标串中。
2.根据权利要求1所述的交通拥堵状态获取方法，其特征在于，提取交通流地图中每条路线所在的路况切片具体包括：
提取交通流地图中的地图切片，并通过经纬度换算地图切片的行列号；
基于所述行列号获取每一条路线的图层的坐标点所在的切片，得到每一条路线所在的路况切片；将所述路况切片按照路线、上下行方向和行列号顺序排列。
3.根据权利要求1所述的交通拥堵状态获取方法，其特征在于，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点前，还包括：
基于局部均方差对所述路况切片进行去噪处理。
4.根据权利要求3所述的交通拥堵状态获取方法，其特征在于，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点，具体包括：
将去噪处理后的灰度图和路况切片进行逐一像素匹配，提取路况切片相应位置的RGB值，并将所述RGB值保留到x(i,j)的数组，其中，i表示像素行号，j表示像素列号；
对所述数组进行容差计算，提取出带有路况信息的像素点。
5.根据权利要求4所述的交通拥堵状态获取方法，其特征在于，基于所述像素点划分路段坐标串前，还包括：
基于路网数据，创建带有行列号的切片地址，基于所述切片地址抓取路况切片，基于每一个路况切片的Xmin、Ymin、Xmax、Ymax和墨卡托投影，计算所述路况切片的地图对象；
顺序读取路网数据的坐标点，计算对应的像素点坐标是否落在地图对象中，如果存在，就按照当前坐标点，获取像素点。
6.根据权利要求1所述的交通拥堵状态获取方法，其特征在于，还包括：
基于每一个路段坐标串的WGS84坐标信息，创建带有路径标识的路径数据；
并基于所述路径数据加载数据库事件图层，创建带有空间数据的路况图层；
基于拥堵状态唯一值，设定拥堵等级颜色。
7.一种交通拥堵状态获取装置，其特征在于，包括：
提取模块，用于提取交通流地图中每条路线所在的路况切片，并提取所述路况切片中带有路况信息的像素点；所述路况信息包括表示拥堵信息的红色信息、黄色信息和绿色信息；
处理模块，用于基于所述像素点划分路段坐标串，获取每一个路段坐标串的起止点经纬度，将所述起止点经纬度转化为WGS84坐标，再将WGS84坐标转化为对应路线的桩号起止点信息；
基于所述像素点划分路段坐标串具体包括：
获取切片中所有带有红色信息、黄色信息或绿色信息的像素点，将颜色信息一致的像素点对应的坐标点，按照路线、上下行方向和颜色值重新划分路段坐标串，路线、上下行方向和颜色值相同的像素点对应的坐标点划分在同一路段坐标串中。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
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Denomination of invention: A method and device for obtaining traffic congestion status Effective date of registration: 20231115 Granted publication date: 20210126 Pledgee: Bank of Nanjing Limited by Share Ltd. Beijing branch Pledgor: BEIJING HEADSPRING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023110000478 |