基于物联网的渣土车监管系统及方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的渣土车监管系统及方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，城市化建设也在紧锣密鼓地进行中，运载建筑材料、建筑垃圾的渣土车在当中扮演着非常重要的角色。但由于建筑工地对渣土车的管理不到位，使得渣土车经常会发生超载、不按规定时间/规定路段行驶等问题，这无疑给人民群众的生命安全带来了隐患。因此，运用先进的科学技术合理管控渣土车运输状态势在必行。
目前已存在基于GPS定位技术开发的渣土车管理系统，并在工地出入口设置监控，将渣土车的行驶路径汇总到监控中心，该种管理系统只收集渣土车路径、位置信息，无管控、稽查功能；另外还存在基于计算机视觉对渣土车装载量和装卸过程及运输过程中的篷布状况进行监视，不具备稽查功能；另存在一种渣土车远程稽查方法，该方法需要稽查人员手持终端对指定范围内的渣土车进行稽查，操作较为麻烦，不方便统一管控。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于物联网的渣土车监管系统及方法，为交管部门提供一种快速、高效、智能、统一的管控渣土车的方式。
为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种基于物联网的渣土车监管系统，包括车载智能终端和监管平台。其中，所述车载智能终端用于：
录入渣土车的备案信息；
获取行驶中的渣土车车厢的当前图片及所述渣土车的当前位置；
基于深度学习算法对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态；
将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至所述监管平台；
所述监管平台用于：
结合所述当前位置和当前状态对所述渣土车的当前运营状态进行统一监控；
结合所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别，并进行预警。
作为本申请一种具体的实施方式，所述车载智能终端包括：
摄像头，安装于渣土车车厢前面顶端，用于实时拍摄行驶中的渣土车车厢的当前图片；
GPS定位模块，用于对行驶中的所述渣土车进行定位，以获取所述渣土车的当前位置；
车载智能终端分析设备，用于基于深度学习算法对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态；
4G模块，用于将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至所述监管平台；
电源模块，用于对所述摄像头、GPS定位模块、车载智能终端分析设备和4G模块供电。
其中，所述摄像头和4G模块通过USB接口与所述车载智能终端分析设备相连，所述GPS模块通过串口与所述车载智能终端分析设备相连。
进一步地，所述4G模块基于触发点上传所述当前位置及当前状态上传至所述监管平台，所述触发点包括：
车辆刚启动，发送当前位置；
车厢启动并行驶出第一预设距离，发送当前位置；
车厢启动并行驶出第二预设距离，发送当前状态及当前位置。
作为本申请一种优选的实施方式，所述监管平台还用于：
在所述车载智能终端分析设备的单次运行过程中，对预警过的违法项进行过滤；其中，违法项包括超过备案有效期的渣土车、不在规定时间段行驶的渣土车、不在规定路段行驶的渣土车、渣土车超载和渣土车未盖毡盖；
记录每辆所述渣土车的行驶轨迹；
在同一时刻，统计所述渣土车监管系统中已运行的所述车载智能终端分析设备的实际数量。
第二方面，本发明实施例提供了另一种基于物联网的渣土车监管系统，包括车载智能终端和监管平台，所述监管平台包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
接收所述车载智能终端上传的渣土车的备案信息、行驶中的渣土车车厢的当前图片、渣土车车厢的当前状态及所述渣土车的当前位置；所述当前图片由所述车载智能终端通过摄像头所拍摄，所述当前状态由所述车载智能终端通过车载智能终端分析设备基于深度学习算法对所述当前图片进行识别所得，所述当前位置由所述车载智能终端通过GPS定位模块所获取；
结合所述当前位置和当前状态对所述渣土车的当前运营状态进行统一监控；
结合所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别，并进行预警。
进一步地，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
在所述车载智能终端分析设备的单次运行过程中，对预警过的违法项进行过滤；其中，违法项包括超过备案有效期的渣土车、不在规定时间段行驶的渣土车、不在规定路段行驶的渣土车、渣土车超载和渣土车未盖毡盖；
记录每辆所述渣土车的行驶轨迹；
在同一时刻，统计所述渣土车监管系统中已运行的所述车载智能终端分析设备的实际数量。
第三方面，本发明实施例还提供了一种基于物联网的渣土车监管方法，包括：
录入渣土车的备案信息；
获取行驶中的渣土车车厢的当前图片及所述渣土车的当前位置；
基于深度学习算法对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态；
将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至外部监管平台，以使得所述监管平台根据所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别并进行预警。
实施本发明实施例，运用物联网结合实时的数字图像处理技术，将渣土车的当前运营状态进行统一管控，并能结合渣土车备案信息，将违法运营的渣土车进行自动实时识别预警，为交管部门提供判罚依据，降低了管控的复杂度和管理成本。且，本发明除渣土车还可用于危化品车、船舶等运输系统中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明第一实施例提供的基于物联网的渣土车监管系统的架构图；
图2是图1所示车载智能终端的架构图；
图3是本发明第二实施例提供的基于物联网的渣土车监管系统的架构图；
图4是本发明实施例提供的基于物联网的渣土车监管方法的流程图。
具体实施方式
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做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。
请参考图1，本发明实施例提供的基于物联网的渣土车监管系统主要包括两部分：车载智能终端及监管平台。车载智能终端负责采集渣土车的实时运输状态，安装于渣土车车头顶部。
所述车载智能终端用于：
录入渣土车的备案信息；在车载智能终端的安装过程中，需要录入渣土车的备案信息，再将渣土车的实时信息上传到监管平台时需要携带上述备案信息，以确定渣土车的身份；其中，渣土车备案信息包括但不仅限于车主信息、车牌号、通行证信息(规定有效期、允许通行时间和通行路段)等；
获取行驶中的渣土车车厢的当前图片及所述渣土车的当前位置；
基于深度学习算法对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态；
将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至所述监管平台；
所述监管平台用于：
结合所述当前位置和当前状态对所述渣土车的当前运营状态进行统一监控；
结合所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别，并进行预警。其中，如图2所示，车载智能终端主要包括以下5个部分：
摄像头，安装于渣土车车厢前面顶端，用于实时拍摄行驶中的渣土车车厢的当前图片；
GPS定位模块，用于对行驶中的所述渣土车进行定位，以获取所述渣土车的当前位置；
车载智能终端分析设备，用于对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态：是否超载、是否毡盖和是否空车；在本实施例中，车载智能终端分析设备通过深度学习算法(如caffe-mobilenet分类网络)识别车厢状态；
4G模块，用于将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至所述监管平台；
电源模块，用于对所述摄像头、GPS定位模块、车载智能终端分析设备和4G模块供电；该模块直接接入车辆供电系统，保证渣土车启动过程中装置自动运行。
需要说明的是，在本实施例中，摄像头和4G模块通过USB接口与车载智能终端分析设备相连，GPS定位模块通过串口与车载智能终端分析设备相连。
此外，车载智能终端分析设备上传信息的触发点有如下几种：
(1)车辆刚启动(即终端分析设备刚启动)，发送位置信息；
(2)车辆启动刚行驶出第一预设距离，例如100米，发送车厢状态信息及位置信息；
(3)车辆每行驶出第二预设距离，例如500米，发送车厢状态信息及位置信息；
智能管控装置部件选型参考：200万像素USB摄像头、Neoway N720 CA/EA-01s(USB接口的4G模块)、WH-GN100(串口接口的GPS模块)、Jetson TX2(嵌入式AI计算设备)。
进一步地，监控平台的预警情况有如下几种：
(1)超过备案有效期的渣土车
(2)不在规定时间段行驶的渣土车
(3)不在规定路段行驶的渣土车
(4)渣土车超载
(5)渣土车未盖毡盖
为防止同一辆渣土车单次运行重复预警，监管平台将记录渣土车的运行次数(每次终端系统启动算一次)，对已预警的单项违法进行进行过滤；即，渣土车车载智能终端启动一次算一次运行次数。单次运行过程中，平台会实时处理渣土车违法行为，如渣土车超载，超载后预警，预警后还是会继续检测是否超载。为防止单次运行重复预警，会对本次运行过程中预警过的持续违法项进行过滤。
另外，监管平台会记录每辆渣土车的行驶轨迹。且，在同一时刻，监管平台会统计所述渣土车监管系统中已运行的所述车载智能终端分析设备的实际数量。例如，该监管系统包括一个监管平台及多个车载智能设备，此时有5个车载智能设备已运行(处于工作状态)，那么监管平台统计的数据为5。
可理解地，渣土车在工作时会开启车载智能终端，即渣土车发动，引擎工作并给车载智能终端供电，对车载智能终端是否工作进行统计，可理解并描述为对渣土车是否工作进行统计。在得到渣土车是否工作的数据后，可以更加方便对渣土车进行监管。
进一步地，监控平台还用于汇总历史信息，以便于后期进行搜索和统计。且，前述车载智能终端可定时上传一次位置信息至该监控平台，主要用于历史轨迹重现，以及在确认车辆违法后为稽查提供定位数据。
实施本发明实施例的系统，运用物联网结合实时的数字图像处理技术，将渣土车的当前运营状态进行统一管控，并能结合渣土车备案信息，将违法运营的渣土车进行自动实时识别预警，为交管部门提供判罚依据，降低了管控的复杂度和管理成本。且，本发明除渣土车还可用于危化品车、船舶等运输系统中。
可选地，本发明实施例提供了另一种基于物联网的渣土车监管系统，如图3所示，包括车载智能终端和监管平台。所述监管平台包括一个或多个处理器101、一个或多个输入设备102、一个或多个输出设备103和存储器104，上述处理器101、输入设备102、输出设备103和存储器104通过总线105相互连接。存储器104用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器101被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
接收所述车载智能终端上传的渣土车的备案信息、行驶中的渣土车车厢的当前图片、渣土车车厢的当前状态及所述渣土车的当前位置；所述当前图片由所述车载智能终端通过摄像头所拍摄，所述当前状态由所述车载智能终端通过车载智能终端分析设备基于深度学习算法对所述当前图片进行识别所得，所述当前位置由所述车载智能终端通过GPS定位模块所获取；
结合所述当前位置和当前状态对所述渣土车的当前运营状态进行统一监控；
结合所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别，并进行预警。
进一步地，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
在所述车载智能终端分析设备的单次运行过程中，对预警过的违法项进行过滤；其中，违法项包括超过备案有效期的渣土车、不在规定时间段行驶的渣土车、不在规定路段行驶的渣土车、渣土车超载和渣土车未盖毡盖；
记录每辆所述渣土车的行驶轨迹；
在同一时刻，统计所述渣土车监管系统中已运行的所述车载智能终端分析设备的实际数量。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器101可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，深度学习显卡(如：华为NPU,英伟达GPU,谷歌TPU)该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备102可以包括键盘等，输出设备103可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器104可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器101提供指令和数据。存储器104的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器104还可以存储设备类型的信息。
需要说明的是，本发明实施例具体工作流程及相关细节，请参考前述实施例部分，在此不再赘述。
基于相同的发明构思，如图4所示，本发明实施例还提供了一种基于物联网的渣土车监管方法，包括：
S101，录入渣土车的备案信息；
S102，获取行驶中的渣土车车厢的当前图片及所述渣土车的当前位置；
S103，基于深度学习算法对所述当前图片进行识别，以得到所述渣土车车厢的当前状态；
S104，将所述备案信息、当前位置及当前状态上传至外部监管平台，以使得所述监管平台根据所述备案信息、当前位置及当前状态对所述渣土车进行违法运营识别并进行预警。
需要说明的是，本发明实施例具体工作流程及相关细节，请参考前述实施例部分，在此不再赘述。
实施本发明实施例的方法，运用物联网结合实时的数字图像处理技术，将渣土车的当前运营状态进行统一管控，并能结合渣土车备案信息，将违法运营的渣土车进行自动实时识别预警，为交管部门提供判罚依据，降低了管控的复杂度和管理成本。且，本发明除渣土车还可用于危化品车、船舶等运输系统中。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
