“交通安全行”頻發(fā)路段語音播報(bào)APP
——基于爬蟲技術(shù)的交通事故

(西北民族大學(xué)，甘肅 蘭州 730106)

1 背景

1.1 應(yīng)用背景

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的出行方式逐漸機(jī)動(dòng)化，機(jī)動(dòng)車的數(shù)量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國(guó)的機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到3.10億輛，而蘭州市機(jī)動(dòng)車的保有量突破95萬輛。另外，公共交通事業(yè)的發(fā)展也是有目共睹的，為人們的出行帶來了極大的便利。在享受便利的同時(shí)，慘重的交通事故也在頻繁發(fā)生。據(jù)調(diào)查，交通事故往往在機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車，甚至機(jī)動(dòng)車及非機(jī)動(dòng)車和行人之間。特別是機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車之間一旦發(fā)生交通事故，不管是在人身安全還是財(cái)產(chǎn)損失上，后果都是很嚴(yán)重的。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)的數(shù)字，全國(guó)平均每天發(fā)生的交通事故在5萬起左右。目前，交通事故頻率不斷增加，在人力、物力上，交警的能力有限，交通事故依然見縫插針。

因此，一套減少人力物力、方便有效的交通安全系統(tǒng)的研究迫在眉睫。這套交通安全系統(tǒng)將以交通客觀方面的不安全狀態(tài)為著手點(diǎn)，分析出事故多發(fā)路段及事故多發(fā)的主要客觀原因，借助地圖功能和語音播報(bào)功能對(duì)機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車的駕駛?cè)恕⑿腥诉M(jìn)行安全出行提醒，并以APP的形式實(shí)現(xiàn)。

1.2 技術(shù)背景

ANDROID的開放平臺(tái)和高安全性能備受用戶青睞。諸多的導(dǎo)航及地圖軟件逐漸興起，方便快捷性凸顯，其中不乏涉及一些道路信息提示，但其不全面性也是可見的，交通的安全性依然有待提高。一套完備的交通安全軟件是非常符合需求的。

2 軟件功能設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目正是基于ANDROID的廣闊前景，結(jié)合目前我國(guó)交通安全現(xiàn)狀，利用蘭州市路段的交通事故數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的一項(xiàng)手機(jī)應(yīng)用，軟件功能切實(shí)滿足用戶需求，填補(bǔ)市場(chǎng)短板。

該應(yīng)用主要分為四大模塊：語音播報(bào)模塊、黑點(diǎn)查詢模塊、交通資訊模塊及最新通知模塊。主要通過前端開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)功能界面，采用頁(yè)面嵌套的方法組織整體布局。

軟件以SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)支撐，主要數(shù)據(jù)庫(kù)包括語音播報(bào)庫(kù)、交通資訊庫(kù)、最新通知庫(kù)。最后通過應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接構(gòu)成完整系統(tǒng)。

2.1 語音播報(bào)模塊

語音播報(bào)模塊分為自動(dòng)播報(bào)模式和手動(dòng)播報(bào)模式。播報(bào)時(shí)間為前方即將途徑事故多發(fā)路段時(shí)，播報(bào)內(nèi)容為此路段是事故多發(fā)路段，建議車速范圍(機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車)，事故的嚴(yán)重程度，事故多發(fā)的主要成因。語音播報(bào)功能的默認(rèn)模式是手動(dòng)播報(bào)，自動(dòng)播報(bào)模式需要待用戶選擇后在后臺(tái)運(yùn)行，自動(dòng)播報(bào)的作用在于省去突發(fā)或未知狀況時(shí)操作相關(guān)功能的時(shí)間，利用手機(jī)普遍隨身攜帶的優(yōu)勢(shì)，降低道路的不安全系數(shù)。

語音播報(bào)的數(shù)據(jù)主要通過爬蟲技術(shù)從網(wǎng)站爬取，建立本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，一方面調(diào)用百度地圖API結(jié)合本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；另一方面建立數(shù)學(xué)模型得出判別事故多發(fā)路段、事故多發(fā)主要成因及事故的嚴(yán)重程度的方法。

1)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)具體內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)通過爬蟲技術(shù)獲取，主要作為數(shù)學(xué)模型建立的數(shù)據(jù)源，需要爬取的數(shù)據(jù)內(nèi)容為：蘭州市內(nèi)所有路段的名稱、每條路段的不同位置相應(yīng)的事故發(fā)生次數(shù)、死傷人數(shù)、事故涉嫌車型、不同車型通過路段的安全車速、時(shí)間以及天氣狀況。

2)相關(guān)技術(shù)及方法。百度地圖的開源程序包及SDK接口為路段信息調(diào)用提供了途徑，通過連接百度地圖SDK接口，結(jié)合本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用百度地圖API，當(dāng)檢索到地圖中道路信息，定位到用戶當(dāng)前位置和轉(zhuǎn)向信息時(shí)，判斷出用戶即將通過的路段信息，給出相應(yīng)安全提示。

語音播報(bào)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)通過調(diào)用百度地圖的語音合成技術(shù)。判別事故多發(fā)路段采用事故累計(jì)頻率法和事故嚴(yán)重程度指標(biāo)結(jié)合的方法，對(duì)單位長(zhǎng)度路段的事故發(fā)生次數(shù)及嚴(yán)重程度做出較全面、準(zhǔn)確的分析判別。事故多發(fā)路段的成因分析可根據(jù)不同路況對(duì)應(yīng)不同的建模分析方法，再根據(jù)爬取的數(shù)據(jù)與建模的結(jié)果進(jìn)行擬合分析，驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 黑點(diǎn)查詢模塊

道路交通事故多發(fā)點(diǎn)又稱黑點(diǎn)，指道路交通事故顯著突發(fā)的地點(diǎn)。黑點(diǎn)查詢模塊主要作用在于幫助用戶在出行之前對(duì)出行道路情況進(jìn)行提前洞悉。黑點(diǎn)查詢模塊首先將起點(diǎn)和終點(diǎn)間用戶經(jīng)過道路的所有黑點(diǎn)進(jìn)行檢索篩選顯示，其次在語音播報(bào)功能的基礎(chǔ)上將語音播報(bào)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為文本形式展現(xiàn)。其功能是通過用戶輸入起始點(diǎn)和終點(diǎn)，連接語音播報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)用百度地圖的兩點(diǎn)之間最優(yōu)化路程推選信息后實(shí)現(xiàn)。

2.3 交通資訊模塊

該模塊的目的是在語音播報(bào)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步以知識(shí)形態(tài)增強(qiáng)用戶的安全意識(shí)，交通資訊的主要內(nèi)容是蘭州交通安全現(xiàn)狀、出臺(tái)的政策、安全知識(shí)普及。交通資訊模塊的數(shù)據(jù)獲取使用爬蟲技術(shù)，并建立數(shù)據(jù)子庫(kù)，以文本、視頻形式展示。

2.4 最新通知模塊

最新的道路信息，如道路名稱、道路數(shù)量、事故多發(fā)路段的改善更新信息，保證用戶及時(shí)得到道路的最新消息做出正確的安全判斷。最新的道路信息數(shù)據(jù)獲取通過調(diào)用百度地圖的更新道路信息，并建立數(shù)據(jù)子庫(kù)，以文本形式展示。

3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)及測(cè)試

主要為爬蟲技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、前端功能和后臺(tái)數(shù)據(jù)處理的實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目開發(fā)的主要語言為JAVA語言、PYTHON語言、SQL語言，輔以JS，CSS，HTML等相關(guān)語言；開發(fā)平臺(tái)采用Windows 10操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性開發(fā)，后在Linux操作系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試。開發(fā)過程中主要用到ANDROID SDK、Eclipse、ANDROID Development Tools、SQL server、VisualStudio2010等軟件，項(xiàng)目最后通過web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)前臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接。開發(fā)完成后進(jìn)行測(cè)試。調(diào)試和測(cè)試過程分為多種，我們只進(jìn)行技術(shù)測(cè)試和安裝運(yùn)行測(cè)試，其他測(cè)試交由應(yīng)用市場(chǎng)的安全平臺(tái)檢測(cè)。

4 系統(tǒng)的特色與創(chuàng)新點(diǎn)

1)對(duì)交通事故多發(fā)點(diǎn)判別、多發(fā)點(diǎn)成因分析方法的研究與APP實(shí)現(xiàn)。

2)語音播報(bào)功能為用戶提供方便簡(jiǎn)易的使用體驗(yàn)，提高了行車的安全性。

3)軟件的用戶人群為機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)思靶腥耍m用廣泛。

4)調(diào)用百度地圖的地圖功能，功能全面，迎合用戶需求。