本发明涉及一种故障自动识别与应用系统,具体涉及一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统，属于物联网技术领域。
背景技术：
随着“互联网+”和移动支付的快速发展,共享单车作为一种新型的交通工具,有效地缓解了城市交通“最后一公里”的出行问题,提高了居民出行的便利性。但目前由于共享单车刚刚兴起，各运营公司之间存在商业竞争使得共享单车无序投放，导致车辆运行效率低；同时，由于企业和政府管理经验不足，未能及时调度和维修车辆，导致城市中存在较多的僵尸车辆和故障车辆；若僵尸车辆和故障车辆不能及时调度和维修，容易引发以下问题：
1.妨碍城市公共交通：共享单车乱停放现象严重，造成了交通拥堵问题，也增加了交通治理的工作量，给城市交通的正常运行带来诸多不便。
2.影响共享单车运营效率：僵尸车辆停滞时间过久，容易引发共享单车分布不均，造成部分区域共享单车堆积，而部分区域无车可用，极大的降低了运营效率。
3.容易引发交通安全：故障车辆若不能及时维修，不仅造成城市空间的资源占用，而且浪费用户时间和找车成功率，若用户强制使用往往容易造成交通事故。
当前共享单车运营管理经验不足，在故障识别技术方面往往需要花费大量的成本，现有技术中虽有相关共享单车的故障识别系统，但是这些方案仅能识别部分用户反馈的故障车辆，且准确率较低，目前尚无信息系统来全面地自动识别故障单车。因此，迫切地需要一种新的方案解决该技术问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种融合多源信息进行故障车自动识别的解决方案，以解决目前故障车存在所引发的一系列管理和安全问题，实现共享单车的及时调度，满足单车用户对共享单车系统的可用、可靠、舒适、便捷的需求，提高共享单车的资源利用率和服务品质。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：提供一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统，包括信息收集平台、判别中心系统和应用平台，所述信息收集平台包括：
gis云服务系统，用于实时获取单车位置信息，存储和更新共享单车状态信息；
单车信息服务系统，用于自动采集gis云服务系统上的共享单车状态信息，收集用户反馈的故障信息、线下维修信息、单车车锁状态信息，形成共享单车信息数据库；
数据库系统，用于对单车信息服务系统上的单车信息、用户信息进行数据存储、读写与转化；
所述判别中心系统包括：
根据信息收集平台处理好的单车信息和用户信息等进行故障车的判别；
所述应用平台包括：
信息发布系统,用于对判别中心的故障分类进行判别整合，将可用和故障车辆在用户使用界面中更新并进行影像信息输出；
用户终端系统，用于提供使用者和政府管理部门实时可用的与故障的共享单车位置信息，提供企业故障单车的位置信息和具体的调度路线和方案。
优选的，所述gis云服务系统包括：
gps定位模块，用于检测共享单车实时的时空信息；
地图匹配模块，用于共享单车空间移动距离的统计以及故障单车的动态调度优化；
优选的，所述gis云服务系统还包括：
时间模块，用于统计共享单车的停滞时长和车锁开关时长；
阈值置设模块，用于设置共享单车的停滞时长阈值、车锁开关时长阈值以及空间移动距离阈值；
优选的，所述gps定位模块能够同步实现对多个单车用户位置进行实时检测，所述时间模块能够同步实现对多个单车用户进行时间统计。
优选的，所述单车信息服务系统包括：
用户信息反馈模块，用于自动采集用户手机终端反馈的故障车信息；
维修信息模块，用于收集故障单车的历史维修信息和记录；
单车使用情况模块，用于收集单车用户的注册信息、停滞时长信息、车锁开关时长信息以及空间移动距离信息；
单车历史故障模块，用于自动汇总用户终端反馈的故障单车信息以及维修信息；
车锁状态识别模块，用于共享单车车锁开关状态的判别；
优选的，所述数据库系统包括：
单车信息数据模块，用于进行单车数据的存储；
用户信息模块，用于进行单车用户数据的存储；
数据读写模块，用于进行单车及用户信息数据的读取；
数据转换模块，用于进行单车及用户信息数据的转换。
优选的，所述信息发布系统包括：
故障分类整合模块，用于进行判别中心系统故障信息的分类和汇总；
网络更新模块，用于进行单车用户终端数据的更新；
影像输出模块，用于进行单车用户终端影像输出的更新。
优选的，所述用户终端系统包括：
使用者终端模块，用于进行共享单车和故障单车信息的区分显示、查询、推送和反馈；
企业终端模块，用于进行共享单车企业的故障车调度管理；
政府部门管理模块，用于进行共享单车的规范整治和管理。
一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用方法，所述方法包括以下步骤：
步骤s01：设置共享单车的停滞时长阈值、车锁开关时长阈值以及空间移动距离阈值；
例如：设置共享单车的停滞时长阈值为3天，车锁开关时长阈值为1分钟，空间移动距离阈值为20米；
步骤s02：通过单车使用情况模块获取共享单车的停滞时长、车锁开关时长以及空间移动距离；
步骤s03：判断共享单车的停滞时长是否大于阈值或者空间移动距离是否小于阈值，若是，则为僵尸车辆；
步骤s04：若僵尸车辆有用户终端反馈的故障信息，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块；
若僵尸车辆车锁开关时长小于阈值，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块；
若否，则利用单车使用情况、单车历史故障模块以及维修信息模块的信息进行神经网络模型的训练，再进行判断是否为故障车。
优选的，步骤s02所述共享单车的停滞时长、车锁开关时长以及空间移动距离包括多个单车用户。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、实现单车时空信息、使用信息和历史故障信息模块数据的有效综合再利用；
2、实现多方位对故障单车进行更全面地自动识别，不仅仅局限于用户反馈的故障车；
3、将故障车辆与正常车辆进行区分显示，提高用户找车的成功率，节省用户时间；
4、实现有效合理的故障单车的及时调度、维修以及非故障的僵尸车辆的调度，提高单车的资源利用率和服务品质。
附图说明
图1是本发明一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统框图；
图2是本发明一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统中信息收集平台和应用平台结构框图；
图3是本发明一种基于信息融合的共享单车故障车识别系统流程图。
具体实施方式
以下结合具体附图对本发明作进一步的说明。
实施例1：如图1和图2所示，提供一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统，该系统包括信息收集平台1、判别中心系统2和应用平台3，其中信息收集平台1包括gis云服务系统11，单车信息服务系统12，数据库系统13；其中应用平台3包括信息发布系统31，用户终端系统32。
如图2所示，gis云服务系统11主要包括gps定位模块111，用于检测共享单车实时的时空信息；地图匹配模块112，用于共享单车空间移动距离的统计以及故障单车的动态调度优化；时间模块113，用于统计共享单车的停滞时长和车锁开关时长；阈值置设模块114，用于设置共享单车的停滞时长阈值、车锁开关时长阈值以及空间移动距离阈值。
单车信息服务系统12包括：用户信息反馈模块121，用于自动采集用户手机终端反馈的故障车信息；维修信息模块122，用于收集故障单车的历史维修信息和记录；单车使用情况模块123，用于收集单车用户的注册信息、停滞时长信息、车锁开关时长信息以及空间移动距离信息；单车历史故障模块124，用于自动汇总用户终端反馈的故障单车信息以及维修信息；车锁状态识别模块125，用于共享单车车锁开关状态的判别。
数据库系统13包括：单车信息数据模块131，用于进行单车数据的存储；用户信息模块132，用于进行单车用户数据的存储；数据读写模块133，用于进行单车及用户信息数据的读取；数据转换模块134，用于进行单车及用户信息数据的转换。
信息发布系统31包括：故障分类整合模块311，用于进行判别中心系统故障信息的分类和汇总；网络更新模块312，用于进行单车用户终端数据的更新；影像输出模块313，用于进行单车用户终端影像输出的更新。
用户终端系统32包括：使用者终端模块321，用于进行共享单车和故障单车信息的区分显示、查询、推送和反馈；企业终端模块322，用于进行共享单车企业的故障车调度管理；政府部门管理模块323，用于进行共享单车的规范整治和管理。
应用平台主要依托互联网实现各个系统之间的连接和数据传输，当数据量较大时，可采用服务器进行管理。
如图3所示，提供一种基于信息融合的共享单车故障识别与应用系统流程图，主要用于共享单车故障车识别和应用，包括以下步骤：
步骤s01：设置共享单车的停滞时长阈值、车锁开关时长阈值以及空间移动距离阈值；
例如：设置共享单车的停滞时长阈值为3天，车锁开关时长阈值为1分钟，空间移动距离阈值为20米；
步骤s02：通过单车使用情况模块获取共享单车的停滞时长、车锁开关时长以及空间移动距离；
步骤s03：判断共享单车的停滞时长是否大于阈值或者空间移动距离是否小于阈值，若是，则为僵尸车辆；
步骤s04：若僵尸车辆有用户终端反馈的故障信息，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块；
若僵尸车辆车锁开关时长小于阈值，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块；
若否，则利用单车使用情况、单车历史故障模块以及维修信息模块的信息进行神经网络模型的训练，再进行判断是否为故障车。
其中，步骤s02所述共享单车的停滞时长、车锁开关时长以及空间移动距离包括多个单车用户。
工作原理：本发明是按照以下方式进行工作的，对于每个共享自行车，gps定位模块111均能检测到单车的实时空间位置，地图匹配模块112可识别出共享单车空间移动距离，车锁状态识别模块125能对共享单车车锁开关状态进行判别，时间模块113可对共享单车的停滞时长和车锁开关时长进行统计，单车使用情况模块123可对单车用户的注册信息、停滞时长信息、车锁开关时长信息以及空间移动距离信息进行统计。当用户反馈信息时，用户信息反馈模块121可用于用户手机终端反馈的故障车信息的自动采集并将信息记录到单车历史故障模块124。单车信息数据模块131可将gps定位模块111，地图匹配模块112，时间模块113，用户信息反馈模块121，维修信息模块122，单车历史故障模块124，车锁状态识别模块125的信息进行整合储存，用户信息模块132可将单车使用情况模块123的信息进行整合储存，数据读写模块133和数据转换模块134分别进行数据的读取和转换，之后将数据传输到判别中心系统2。经过判别中心系统2的处理，故障分类整合模块311进行故障信息的分类和汇总，网络更新模块312对单车用户终端数据进行更新，影像输出模块313将单车用户终端影像输出进行更新显示。进一步，判别中心系统2的处理首先在gis云服务系统11中阈值置设模块114设置共享单车的停滞时长阈值、车锁开关时长阈值以及空间移动距离阈值，时间模块113可获取共享单车的停滞时长、车锁开关时长，地图匹配模块112统计共享单车空间移动距离，判别中心系统2判断共享单车的停滞时长是否大于阈值或者空间移动距离是否小于阈值，若是，则是僵尸车辆；判别中心系统2再判断僵尸车辆是否有用户终端反馈的故障信息，若是，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块124；判别中心系统2再判断僵尸车辆车锁开关时长是否小于阈值，若是，则判别是故障车辆，纳入单车历史故障模块124；若僵尸车辆既无用户终端反馈的故障信息又不满足僵尸车辆车锁开关时长小于阈值，则利用单车使用情况模块123、单车历史故障模块124以及维修信息模块122的故障信息进行神经网络模型的训练，再进行判断是否为故障车，若为故障车，则企业根据地图匹配模块112进行故障车辆调度路线优化。对于非故障车的僵尸车，则利用企业调度车进行单车投放点的变更或者利用红包和优惠券形式的奖励机制促进单车用户使用这些车辆。
进一步，使用者可以在使用者终端模块321进行共享单车和故障单车信息的查询、推送和反馈，企业可以根据故障分类整合模块311的信息在企业终端模块322进行共享单车企业的故障车的管理、结合地图匹配模块112进行故障车辆调度路线优化，政府部门可在政府部门管理模块323进行共享单车的规范整治和管理。进而，故障车辆可集中在共享单车维修部门进行维修，将单车的历史维修信息记录到维修信息模块122，并将维修信息添加到单车历史故障模块124。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。