一种防闯红灯智能装置系统研究

徐占东++曹阳

[摘 要]现如今我国道路交叉口人流、车流密集，即使有信号控制，交通的有序性也难以保证，频发的行人过街闯红灯的行为更是加剧了混乱，并造成严重的安全事故。如何有效降低信号交叉口行人过街闯红灯的不良行为成为社会关注的焦点和学界研究的热点。为解决上述问题，本系统从分析行人闯红灯的心理出发，以保障行人过街安全为目标，采用设施引导和违章惩治并举的思路，显著提升信号交叉口的交通秩序，减少交通安全事故的发生。

[关键词]信号交叉口；行人过街；交通安全

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0369-01

一、研究背景

2014年因闯红灯行人死亡人数就超过4万人，因行人过街闯灯出现的大量安全事故使得交通管理部门难以应付。这种违法行为一方面干扰了车辆的通行条件，另一方面也严重威胁到过街行人自身的安全。所以在此背景下，本文从过街行人的心理出发，考虑设计一套督导系统装置用以遏制闯红灯的现象，以保证行人的生命财产安全。

二、设计原理

通过对成都市CBD地区（春熙路、环球中心、世纪城等）路口交通问题进行了实地问卷调查，发现各个地区的交通路口都存在不同严重程度的闯红灯现象，成为该地区一个极大的安全隐患。经过分析发现，造成这一现象的原因是行人通过信号交叉口时交通行为不能得到约束，很多行人因为从众或侥幸心理便违反交通规则；并且行人在违章闯灯后处罚没有依据，致使众多行人无视交通信号。

通过上述分析发现，目前信号交叉口对于行人的管理体系难以适应现今的交通需求。基于该思路设计了“一种防闯红灯智能装置系统”，以达到保障行人过街安全的目标。本系统分为硬件部分和软件平台两个子系统，路口集成了各硬件设备，用于对行人的交通行为进行监督和劝导；控制中心监控平台用于对整个信号交叉口进行统一监控管理。系统核心部分的逻辑设计如下：

从上述逻辑图中可以看出，通过在路口设置这样一套人性化设备，可以实现高效的违章取证，同时也可以起到交通劝导的积极作用，能杜绝部分行人的侥幸心理，保障行人的过街安全；通过构建控制中心监控管理平台，一方面可以改善工作人员的劳动条件，可视化统一管理，另一方面通过对违章记录进行违章取证，在条件允许下将记录提供给公安部门，为后续的处罚提供依据。

三、系统构成

本系统由两个部分构成，分别是行人督导监测装置（硬件部分）和控制中心监控管理中心（软件部分）。

行人督导监测装置主要包括STC89C51型、AT89S52型单片机、RS232串口通信模块、GSM无线通信模块、HC-SR04超声波感应模块、ISD1820语音模块、720P摄像头、VC4000视频采集卡、LED模拟信号灯、直流继电器等。

控制中心监控管理平台软件利用Visual Studio 2010编程软件，以C#为编程语言，通过GMAP.NET桌面地理信息应用为构架，结合VC4000视频采集卡进行二次开发，并利用SQL SERVER 2008数据库存储相关行人违章等数据。同时，结合OPENCV对身份图像信息进行训练，实现人脸匹配的功能，为后续处罚提供执法依据。

四、创新特色

本设计通过软硬件结合的方式，实现了行人督导监测装置和管理监控中心两个子系统的有机结合，通过可视化平台的应用，使得该设计成为一个功能齐全的系统，以保障行人的安全。项目的创新点主要体现在以下几个方面：

* 发光人行横道设计，系统硬件设计的设于马路牙上的发光人行横道能够很好的起到警示的作用。在红灯相位下，配合语音播报进行声光警示能够规范行人的交通行为，起到劝导的作用。

* 实时监控记录，路口行人的交通行为在本系统中能够得到实时的监控，同时对视频采集卡的二次开发能够将行为违章记录可以实时保存在后台数据库中，作为后期执法的数据。

* 经济实用，最大限度的利用现有成熟的技术和设备，避免了大笔支出。部分硬件以市场产品开发为标准，后期系统的可移植性、实用性强。

* 技术创新，软件语言是基于Visual Studio平台，具有良好的移植性，能够适应各类操作系统（Windows，Linux等）；应用关系数据库（SQL SEVER）存储动态记录，以便于进行数据查询和分析，部分统计数据可以为未来交通规划的决策提供依据。

* 设施引导和违章惩治并举，一方面通过督导监测装置可以约束行人过街的交通行为；另外，可以通过人脸识别技术匹配违章行人信息，在政策允许的情况下可作为执法的依据。

五、应用前景

在配合相关法律政府措施，本系统能够大幅度改善信号交叉口行人违反交通规则的现象。充分考虑本设备的经济性，通过实物沙盘多次模型系统的有效性，认为应用前景良好，主要表现在以下几个方面：

1.社会效益突出。行人过街闯红灯的现象十分严重，给路口带来了很大的安全隐患。通过应用本系统可以带来巨大的社会效益，表现在经济和安全两个方面。

2.紧贴实际，应用型强。市场上已有类似正在使用的防闯红灯抓拍系统，但只是从抓拍、曝光的角度来考虑设计。本系统从督导行人交通行为角度出发，利用发光人行横道和语音播报声光双重警示来规范行人过街行为，相比较而言具有更强的适用性和推广性。

3.应用范围广，溢出性强。本系统适用于城市存在类似严重的现象所有路口，在保障行人通过安全的同时，也能够改善城市信号交叉口的通过秩序。

参考文献：

[1] 邵勇，黎晴.《交通特征研究》，学术论文集，2014年11月.

[2] 曹桂银.《行人闯红灯的行为分析及对策》，蚌埠学院学报，2013年2月.

[3] 张高煜.《行人闯红灯事件视频检测算法与实现》，信息技术，2013年12月.