基于Android的道路巡查信息系统设计
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摘要：针对传统市政设施巡查频率高、记录问题反复、效率低下问题，提出一种基于Android系统的道路巡查方法。利用组件式GIS开发技术、空间数据拓扑分析技术、多源数据集成技术、软件系统集成技术等，开发市政设施巡查信息系统，并在厦门市思明区进行了试验。实践证明，该系统基本满足实际应用需求，为市政道路、井盖巡查提供了一种新的方法。
关键词：全球定位系统;遥感;地理信息系统;道路巡查;地图服务
DOI：10.11907/rjdk.192094 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）006-0095-03
0 引言
随着城市化进程的加速发展，城市人口激增，城市道路及其附属设施数量越来越多，给市政道路管理带来了挑战。而城市道路维护和管理手段、软件建设滞后，仍然使用文档和电子表格管理模式，效率不高;道路病害未能及时处理，引发事故，市民投诉屡见不鲜。传统的城市道路维护管理手段和病害处理方式已无法适应现代化管理要求。因此，市政管理部门必须摸清家底，采用高效管理工具和手段进行市政设施的巡查管理。
日常巡查作为市政管理部门发现问题的最主要途径和手段，是市政管理的重要一环。当前，市政园林道路养护人员仍采用传统方法巡查，主要流程为问题发现、记录、拍照、整理、上报、任务下发、修复、结案等。
传统巡查手工作业方式与内业资料整理脱节，巡查时不能有效建立巡查事件发生處与空间地理信息联系，突发事件不能实时反馈到监控中心，应急管理时效性差、协同性差、处理周期长，很难满足“数字城市”“智慧城市”和高效办公要求。
随着3S技术的发展，特别是智能手机的普及应用，基于Android系统的移动GIS技术发展成熟，建立移动端和监控指挥中心信息同步的市政设施巡查管理信息系统，能够快速提升市政设施巡查管理水平，协助巡查员快速高效执行巡查任务，为业务办理提供高效的决策支持手段。
为提高市政道路、窨井、桥隧泵站等市政业务巡查工作效率，本文综合运用3S等技术，基于Android系统的智能移动设备，应用移动GPS、GIS、SDE等技术，设计并研发了一套市政通系统。这套系统具有巡查路线生成、任务上传下达、事件上传、图片一键上传、道路移交、道路巡查、道路占用、桥隧泵站巡查和数据管理等核心功能。
1 APP总体设计
1.1 市政通架构
市政通架构分为5层，依次是基础层、数据层、服务层、应用层和用户层，系统架构如图l所示。
基础层支撑市政通移动终端、数据传输的网络通信设施、PC端所需的系统软硬件设备及其运行环境。
数据是市政通的基础，也是市政业务的数据来源，通过网络传输形成市政业务资源数据库，同时共享厦门市国土天地图，作为巡查路线的底图。
服务层包括基础地图服务、数据库服务、通信服务、接口服务等。
应用层主要面向道路管养单位，PC端主要面向市政道路管理科室人员，主要应用功能包括道路巡查、移交、维护、占用、挖掘、桥隧、泵站管养，以及任务上传下达、业务统计等。
用户层指系统最终用户，包括养护单位、市政管理人员等，基于Android开发。
1.2 技术路线
基于移动终端，结合移动GIS、GPS、RS等技术特点，将道路巡查技术流程分为3步。
（1）巡查员根据巡查计划，携带安装有道路巡查信息系统的智能手机，开始巡查时点击系统开始巡查按钮，系统通过调用智能手机的GPS模块记录巡查员巡查的轨迹信息。
（2）巡查过程中遇到相关问题时，通过系统添加按钮记录当前的巡查问题，输入相关信息，同时GPS模块自动获取空间位置，拍照取证;系统自动记录巡查事件，登录用户名相关信息。
（3）在B/S端系统，值班人员可以查看巡查情况，包括巡查轨迹、发现问题、巡查状态等。当巡查事件处于紧急状态时，巡查人员填写问题等级“紧急”，该件进入后台系统时自动预警，启动应急管理流程，发送预警信息供相关人员处理。系统可以查看和回放整个巡查过程，展示巡查人员工作过程。
1.3关键技术
（1）道路单元。道路巡查时，以道路单元为单位关联道路设施、问题事件、路口、照片等，需要对道路进行单元分割。原则上，在区属道路和市属道路的交叉路口，区属道路需要断开机动车的路口交叉处，路段要断开;一个道路单元只能有一个道路名称，路名变化的地方要断开，一个道路单元不能跨越两条道路;进入小区的路口无需断开。未切割路口原则上归属道路等级较高的道路。
（2）路口切割。两条道路相交一般出现在十字路口和“T”型路口，根据本项目单元划分原则，当且仅当存在两条区属道路十字型相交时形成路口，4个方向分别切割形成路口，根据道路的权属、道路等级、道路方向等进行归属划分。
2 系统实现
基于移动GIS的市政通，以道路为单元，实现道路巡查、道路挖掘、道路占用、桥隧泵站的巡查上报。分为智能移动端系统、后台服务端系统两部分，系统功能结构见图4。
2.1 道路巡查
道路所属片区和市政部门需要定期对辖区内的道路进行巡查。每次巡查的路线、日期、巡查人等信息需要记录下来。对于巡查过程中发现的问题，需要进行记录并拍照，以便安排道路维护。道路巡查过程主要包括：道路巡查信息管理、道路巡查发现问题上报与后续跟踪处理。
2.2 道路维护
包括现场勘察及现场验收。工作人员在进行现场勘察时，可调阅申请材料，查询同一路段维护情况，录入现场勘察信息，包括拟动工范围、深度、路面材质、垫层材质等，并将现场照片上传到服务器。
现场维护验收时，可调阅申请和审批材料，录入现场验收信息，包括动工范围、深度、使用材质等，并将现场照片上传到服务器。 2.3 道路移交
指其它单位或部门将道路移交给市政园林局管理，主要是道路权属单位变更。移交过程包括移交单位提交资料、移交道路现场勘察、移交区级与市级道路接管审批、移交成果办理及归档。
2.4 挖掘占道
道路占用挖掘审批完成后，需要对道路占用施工进行监管。监管过程需要现场勘察，勘察过程中如果发现有违规操作需要记录并督促施工方整改;对于有破路操作的挖掘工程，在工程完成后根据挖掘单需要安排指定片区进行修复操作。占用挖掘过程主要包括道路占用挖掘信息录入、道路占用挖掘地图展示、道路占用挖掘现场勘察与上报。
2.5 桥隧泵站
根据当前位置，通过缓冲区获取附近的桥隧泵站，选择当前巡查的桥隧泵站。若发现桥隧、泵站问题，要上报桥隧和泵站的现场勘察信息，以现场照片上传，同时与PC端系统对接。
2.6 巡查轨迹
巡查人员可以通过地图展示，查看当前道路是否为巡查范围，并根据GPS信号定位当前所在道路及道路单元。当巡查人员进行道路单元巡查时，点击“开始巡查”按钮，基于手机的GPS信号依据系统设定的打点时间间隔记录空间坐标，自动连线并进行平滑处理，形成巡查路线。巡查结束后，展示并上传巡查路径，PC端可核实巡查人员的巡查记录。当巡查过程中发现问题，特别是交叉路口的问题，可根据当前位置提供交叉道路选择，并根据选择的道路提供道路单元项，提高巡查位置的精确性和可靠性。
2.7 设施查询
系统在地图上显示市政设施的分布覆盖范围，管辖范围内的市政设施（如雨水管网、窨井）和非管辖范围内的市政设施用不同颜色表示。点击“选择”，可以显示设施的详细信息，如果是窨井，可显示路段、编号、检查井类型、井盖材质、防坠网安装、管理单位、維护单位等信息，同时可以查看巡查信息以及历史告警及处置信息。
3 结语
本文以道路巡查管理系统为例，研究了基于Android系统的移动GIS技术在巡查管理中的应用。通过与道路巡查业务系统对接，实现了移动巡查和监控的一体化管理模式。系统具有携带方便、数据共享、GPS定位、实时监控、辅助决策等特点。
市政通移动终端应用优点如下：
（1）通过市政通移动终端，直接定位道路单元，获取道路位置信息，快捷上报问题事件及照片。一键上传，大大提高了日常巡查工作效率。
（2）市政园林局管理员可以直接通过该系统接收问题事件，并发布到对应人员APP上，跟踪问题解决进展和反馈情况，提高管理效率。
（3）通过市政通采集的业务数据，形成一套完整的市政业务档案数据库，可进行统计分析，为市政管理提供决策依据。
通过在厦门市思明区实际应用，市政通取得了较好效果，能够满足市政设施管理部门对道路管理的信息化需求，对于智慧市政建设具有一定借鉴意义。
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