渣土车行业监管系统

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1.项目概述

智慧渣土车管理系统从解决渣土车的抛洒滴漏、乱堆乱倒入手。通过自动判断渣土车的运营状态，控制其斗篷的举升开关，可达到如下效果：只有在指定地点才能举升；未封闭顶盖或超载的均进行相应的提示。

渣土行业智能化升级转型与人工智能技术在智慧城市领域的应用发展，搭载驾驶员主动安全监管平台，通过主动安全驾驶辅助产品，360环视，胎压监测，扬尘监测，GPS位置定位，称重监测空满载，盲区检测等智能车载终端的先进管理系统。本方案综合运用车载的机器视觉技术，人工智能技术，电子信息技术，深度学习算法，无线通信网络，大数据分析综合管理。

1.1大数据综合管理平台

综合管理平台（如图1所示）是对装有本系统车载终端的渣土车辆进行实时监控与分析，并提供统计报表、数据分析、决策辅助等功能。主要包括渣土计量称重、扬尘监测、车厢的举升、斗篷的闭合开启以及驾驶员疲劳驾驶预警系统和车辆高级驾驶辅助系统，其基本功能有数据统计、车辆定位、轨迹回放、电子地图、参数设置等，在此基础上还可利用大数据分析功能实现驾驶安全性分析、经济性分析等功能，为渣土安全运行、运力调配、智能决策等提供支持。

图1 智能渣土综合管理平台

1.2 整体方案系统构架

整个系统是大数据综合管理平台与车载终端设备两部分组成，图2为本方案的系统架构图，其中，车载终端主要用于实现车辆前端信息采集、数据上传、驾驶辅助与驾驶员交互操作等功能，包括：

1) 渣土计量称重系统：包括称重传感器、重量显示仪表，用于实现称重计量的数据显示，同时将这些数据上传到平台。

2) 扬尘数据监测系统：通过扬尘监测仪检测装卸现场PM2.5、PM10、噪声、温度、湿度、风向、风速等参数，实时传输至后台管理系统，并且可选择配置与扬尘喷淋或者水泡设备联动，当空气悬浮物达到一定浓度时，自动开启设备进行喷雾除尘。

3) 盲区显示系统：通过摄像头对车辆运行时右侧盲区内的行人和车辆实时监控，并在显示屏上进行显示。

4) 车厢举升系统：通过摄像头和篷布传感器识别货箱举升状态和篷布的开启闭合状态，同步显示在显示屏上，并可将相应的图片上传到平台。

5) 安全驾驶辅助系统：包括一体化ADAS终端（包含前向摄像头、驾驶员监控摄像头、ADAS主机、预警显示器），加速度传感器、车辆后方倒车辅助摄像头，用于实现驾驶员驾驶行为监测、驾驶环境检测与安全驾驶辅助。

6) 360环视：用于采集车辆外部所有区域的视频，通过俯视图在显示屏上显示，包括高清摄像头，液晶显示屏。

7) 实时视频监控（鱼眼摄像头）：用于采集车内的副驾驶位置的实时视频，以及车外前向的区域，进行本地录制保存，包含主机，摄像头等；

8) 胎压监测：在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，主要包括传感器、控制器和显示器；

1.3行业规范

主要参照国家、广东省、市公共交通相关法规、标准，但不限于以下所列内容：

1) GB 1589-2016 汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

2) GB/T 3181-2008 漆膜颜色标准

3) GB 3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法

4) GB/T 7258-2012 机动车运行安全技术条件

5) GB 11340-2005 装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限制及测量方法

6) GB 11567.1-2001 汽车和挂车侧面防护要求

7) GB/T 12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法

8) GB/T 15089-2001 机动车车辆及挂车分类

9) GB 17691-2005 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气染物排放限值及测量方法

10) GB 18285-2005 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法

11) GB/T 18384.1—2015 电动汽车安全要求第 1 部分车载可充电储能系统（REESS） GB/T 18384.2—2015 电动汽车安全要求第 2 部分操作安全和故障防护

12) GB/T 18384.3—2015 电动汽车安全要求第 3 部分人员触电防护GB/T 18385—2005 电动汽车动力性能试验方法

13) GB/T 18386—2005 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB/T 18388—2005 电动汽车定型试验规程

14) GB/T 18488.1—2015 电动汽车用驱动电机系统第 1 部分：技术条件

15) GB/T 18488.2—2015 电动汽车用驱动电机系统第 2 部分：试验方法

16) GB 18565-2014 营运车辆综合性能要求和检验方法

17) GB/T 19056-2012 车辆行驶记录仪

18) GB/T 21861-2014 机动车安全技术检验项目和方法

19) GB/T 24938-2010 低速货车自卸系统安全技术要求

20) GB/T 31484—2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

21) GB/T 31485—2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

22) GA 1012-2012 居民身份证指纹采集和比对技术规范

23) JT/T 794-2011 道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求

24) JT/T 808-2013 道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通信协议技术规范

25) JT/T 1076-2016 道路运输车辆卫星定位系统车载视频终端技术要求

26) JT/T 1078-2016 道路运输车辆卫星定位系统视频通讯协议

27) QC/T 825-2010 自卸汽车液压系统技术条件

28) QC/T 29015-1991 自卸汽车栏板锁紧装置技术条件

2. 智能渣土系统建设

2.1 身份识别

2.1.1 驾驶员身份识别系统

通过对驾驶员上车前抓拍的图片，与数据库的驾驶员照片进行人脸比对，并识别身份信息。若不一致，终端进行告警提示，同时比对信息上传到平台。

2.1.2 车牌识别系统

所谓渣土“三黑”，即“黑”工地、“黑”渣土车、“黑”消纳场。其中，“黑”渣土车是指未取得相关资质但从事建筑垃圾清运的车辆，是相关部门打击的重点，智慧渣土运输监管系统，通过技术手段打压“渣土三黑”问题，创造文明城市环境。

技术实现：建立标准的工地出口，安装车辆智能识别设备，对即将驶出工地的车辆自动识别车牌号码并抓拍图片，通过无线传输发送到平台，进行车辆比对，自动识别黑车和套牌车辆，并产生告警提示运营中心。

图4 车牌识别

2.2渣土计量称重系统

2.2.1渣土称重

通过称重传感器对出入车辆的重量进行称重统计，同时将每次出入装卸场所的重量数据上传到平台，对超载车辆进行严格的管控。

2.2.2货箱状态识别

技术实现：通过摄像头和篷布传感器可实时检测货箱的举升状态和篷布的开启闭合状态。

图5 货箱状态识别

2.3扬尘监控系统

随着城市建筑的发展，渣土垃圾的产生不断增多，渣土车管理问题也越来越多，渣土运输过程或倾倒过程产生的环境污染也越来越严重。要想实现运输管理规范化、制度化，就必须以坚强的组织领导、扎实的工作措施、规范的渣土车辆管理办法和严格的考核机制推动渣土车管理规范实施、长效开展。

在工地安装扬尘在线检测自动降尘系统，自动监测PM2.5，噪音，温度、湿度、风速和风向数据，实时传输到平台，当系统检测数据超标后平台自动触发报警，可联动喷雾降尘设备，主要应用于渣土车装卸工地的环境空气质量的监测；也可在执法车上安装扬尘检测设备，便捷移动采集数据。

通过平台可以查看扬尘数据

图7 扬尘数据查看

2.4盲区显示系统

由于渣土车后视镜存在视觉盲区，变道之前就看不到盲区的车辆，如果盲区内有超车车辆，此时变道就会发生碰撞事故。在大雨天气、大雾天气、夜间光线昏暗，更加难以看清后方车辆，此时变道就面临更大的危险，盲区监测显示系统可对车辆两侧的后视镜盲区中的行人和车辆进行显示，对驾驶者进行安全行车提醒。

2.5胎压监测

2.5.1检测原理

直接式胎压监测装置是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上(无线传输技术，波段433Mhz)，然后在显示器上对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。同时中央处理器通过4G联网模块将数据传输到平台，或者通过232/485/CAN与其他设备对接传输数据。

图9 胎压监测报表

2.5.2作用

（1）预防事故发生

胎压监测系统属于主动安全设备的一种，它可以在轮胎出现危险征兆时及时报警，提醒驾驶员采取相应措施，从而避免了严重事故的发生。

（2）延长轮胎使用寿命

有了胎压监测系统，我们就可以随时让轮胎都保持在规定的压力、温度范围内工作，从而减少车胎的损毁，延长轮胎使用寿命。有资料显示在轮胎气压不足时行驶，当车轮气压比正常值下降10% ，轮胎寿命就减少15%

（3）使行车更为经济

当轮胎内的气压过低时，就会增大轮胎与地面的接触面积，从而增大摩擦阻力，当轮胎气压低于标准气压值30% ，油耗将上升10% 。

（4）可减少悬架系统的磨损

轮胎内气压过足时，就会导致轮胎本身减震效果减低，从而增加车辆减震系统的负担，长期使用对发动机底盘及悬挂系统都将造成很大的伤害；如果轮胎气压不均匀，还容易造成刹车跑偏，从而增加悬挂系统的磨损。

2.6 360环视系统

随着图像和计算机视觉技术的快速发展，越来越多的技术被应用到汽车电子领域，传统的基于图像的倒车影像系统只在车尾安装摄像头，只能覆盖车尾周围有限的区域，而车辆周围和车头的盲区无疑增加了安全驾驶的隐患，在狭隘拥堵的市区和停车场容易出现碰撞和刮蹭事件。为扩大驾驶员视野，就必须能感知360°全方位的环境，这就需要多个视觉传感器的相互协同配合作用后，通过视频合成处理、形成全车周围的一整套的视频图像。

 360°全景安全环视系统采用I.MX6芯片，通过安装于车辆四周的多个摄像头对同一时刻采集到的多路视频进行影像处理，形成一幅车辆周边360度的车身俯视图，最后在中控台的屏幕上显示，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对方位与距离，提高驾驶员的行车安全，有效减少剐蹭、碰撞等事故的发生。

2.7安全分析

主动安全系统包含驾驶员防疲劳，前向行车环境，360环视，胎压监测，盲区检测等功能，通过人脸识别技术，深度学习算法对驾驶员（闭眼，打哈欠，注意力分散，抽烟，打手机）和前向行车环境（前向碰撞，车道偏离，行人检测，车距过近，盲区检测）等功能的识别，本地进行语音报警，同时将报警信息上传至后台。

2.7.1 驾驶员疲劳预警

疲劳驾驶预警系统是一款基于机器视觉技术的驾驶辅助预警产品。系统通过分析驾驶员面部表情特征实现对驾驶员的疲劳及注意力分散状态的实时识别并提供报警信息，定期生成统计报表。

2.7.2 主动安全预警

车辆在行驶过程中，当未打方向的情况下，随意变道，跟车过近，前向碰撞，行人检测，超速报警等，设备进行本地语音报警，位置信息，报警信息，时间和位置，上传至网络后台，并且定期生成统计报表。

图20 统计汇总表

2.7.3安全看板

根据一段时间内的报警频次，进行统计出相关的报警等级，平台上进行实时地展示，管理人员可以通过一定时间内，危险系数很高的车辆进行管理和监督。

2.8实时视频监控

通过多路摄像头实时监控渣土车辆的整体情况，同时进行视频录像存储和远程实时视频监控，可实时查看驾驶员的驾驶状态。

实时视频监控系统包括车载录像机﹑模拟摄像头﹑监视器等。摄像头实现视频采集；车载录像机实现音视频录像存储﹑音视频等数据无线传输﹑GPS定位及行车数据采集等功能；借助LCD监视器可实现视频的本地预览与回放等功能。车载录像机通过摄像头采集的视频数据通过网络传输，采用子码流上传视频数据，在后台可流畅清晰的进行远程实时视频监控。