让交通路口更智能

李薇　孙瑜婧

一、研究背景

行人闯红灯一直是交通面临的难以解决的大问题，也是导致交通事故发生的一个重要原因。我们在上学的路上80常会看到因为行人闯红灯而引发的交通事故，所以我们就想设计一款行人（机动车）闯红灯预警系统，以便及时提醒误闯红灯的行人（机动车），做到文明出行。同时，我们还想通过我们收集闯红灯行人（机动车）的数据（什么时间、什么地点违章闯红灯的频次多），为交警部门现场执法提供可靠数据。

二、研究目的与思路

充分利用物联网和大数据技术以及传感器，对交通路口违章信息及时警示和上传数据，利用多种形式提醒闯红灯的违章人群和机动车。自动记录闯红灯的违章行为信息并及时上传交管部门。辅以温湿度、光照、空气质量、噪音等信息采集，为城市文明服务。

三、研究过程

（一）智能控制的探究

利用物联网和大数据技术，编写程序，有效使用各类传感器。

（二）对策的研究

如何解决行人和机动车误闯红灯的难题，并及时采集信息上报。

（三）设计方案

根据交通路口的实际情况，采用LED灯亮和语音系统提醒误闯红灯的违章行为。在老师的指导下，设计好实验方案，开始研制路口交通模型，并进行实验活动。

1.经过长时间的观察、访问、搜集相关资料，进行研究课题的确定。

在市区主要路口，我们访问了交警叔叔、阿姨，并发放了260份问卷，收回了236份。

根据问卷调查的内容，我们汇总、总结，确定了该研究内容。

2.进行查新准备

我们从闯红灯智能预警系统的设计、智能蓝牙播放的设计控制、闯红灯信息收集和上报以及交通路口噪音、光照、空气质量、温湿度信息采集与发布4个方面在知网和百度以及专利网进行了查新，确定了斑马线闯红灯爆闪灯和语音预警以及爆闪灯提醒机动车避让行人等设计之前未曾出现过。

3.确定模型设计

我们根据交通路口的实际情况完成了设计，并请广告公司做出来。

4.购买相关器材和模型材料

我们购买了信號灯、小汽车模型、花草树木模型、太阳板、小风扇、接近开关模块、数码管以及主控板与温湿度、光照、PM2.5、噪音等传感器。

5.安装模型及智能预警系统、闯红灯信息收集模块、温湿度、光照、空气质量、噪音等传感器。

6.编程测试

在制作和测试的过程中，我们继续进行观察和请教交警叔叔和行人，特别是司机，不断改进我们的作品，增加一些新的功能。例如，根据爷爷奶奶的建议，我们设计了一款蓝牙智能播放系统，放在交通路口广场上，可以控制播放音量和播放时间，既方便了爷爷奶奶跳广场舞，又能有效控制时间和音量。为了美化和亮化城市环境，我们利用光传敏感器设计了彩灯自动化控制。我们还为不是十字路口的道路斑马线加装人工控制信号灯开关，当没有行人通过，可以持续绿灯，保证机动车一路通行;有行人过马路时，只需按下控制开关，绿灯变为红灯，确保行人安全通过。

四、创新之处

这款交通路口智能预警系统利用物联网大数据技术，使用多种传感器模块，实现了交通路口智能预警，可以有效减少行人和机动车误闯红灯的违章行为。特别是有行人闯红灯后，可以提醒机动车避让行人和礼让行人，缓解交警现场执勤的压力。具体创新点如下：

第一，当行人在红灯亮后进入斑马线，红外对射传感器（超声波传感器）感知有人，输出信号，启动语音报警：“你已闯红灯，请迅速退回”，同时斑马线爆闪灯再次提醒行人退回等待区，并闪灯提醒机动车有行人闯红灯，零减速慢行或待行。

第二，安装自动信号灯的十字交通路口绿灯亮时，语音提示行人有序通过斑马线。

第三，不是十字路口的地方，在人行道斑马线边安装手动控制开关。如没有行人通过，可以持续绿灯，保证机动车的行驶畅通最大化;当有行人要过斑马线可以手动控制，方便行人经过。

第四，在行人等待区设立遮阳棚，遮阳棚面使用太阳能光伏板，提供绿色能源。当温度较高时，自动启动风扇，为等待过马路的行人降温。

第五，收集路口行人（机动车）闯红灯的信息，时时上传到交管部门，为交警执勤提供服务。

第六，系统安装了空气质量检测、温度、湿度、光照、噪音检测系统，时时播报和传输空气质量等数据。

第七，系统利用光敏传感器，安装了智能路灯、彩灯，让城市美化、亮化走进智能时代。

第八，设计了蓝牙智能播放系统，为爱跳广场舞的爷爷奶奶提供便利。

五、参赛选手获奖感言

通过这次江苏省青少年科技创新大赛，我们收获满满。首先，我们收获了自信。经过层层选拔，我们的作品如愿参加了省赛，老师和同学赞许的眼神让我们觉得幸福满满。其次，我们了解到了警察叔叔的辛苦。为了调查研究，我们去交警队采访，还和交警叔叔一起执勤，深深感觉到交警叔叔工作的不容易。再次，我们学到很多物联网的知识。为了实现我们设计的目标，我们积极请教黄业举老师。从他那里，我们认识了各种传感器，懂得了怎么使用控制板、如何利用编程知识，让传感器成为我们生活的小助手。最后，通过和参赛选手以及评委的交流，我们懂得了表达的重要，也学会了如何更好地与人交流、沟通。

最重要的是，我们的研究成果在我们的城市得到了试点应用，并收到了较好的效果，这让我们真的很开心。我们将进一步完善该系统，希望能根据人流量和车流量智能控制红绿灯变换时间，让城市交通变得更文明、更顺畅。