李薇　孫瑜婧

一、研究背景

行人闖紅燈一直是交通面臨的難以解決的大問題，也是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的一個(gè)重要原因。我們?cè)谏蠈W(xué)的路上80常會(huì)看到因?yàn)樾腥岁J紅燈而引發(fā)的交通事故，所以我們就想設(shè)計(jì)一款行人（機(jī)動(dòng)車）闖紅燈預(yù)警系統(tǒng)，以便及時(shí)提醒誤闖紅燈的行人（機(jī)動(dòng)車），做到文明出行。同時(shí)，我們還想通過我們收集闖紅燈行人（機(jī)動(dòng)車）的數(shù)據(jù)（什么時(shí)間、什么地點(diǎn)違章闖紅燈的頻次多），為交警部門現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法提供可靠數(shù)據(jù)。

二、研究目的與思路

充分利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)以及傳感器，對(duì)交通路口違章信息及時(shí)警示和上傳數(shù)據(jù)，利用多種形式提醒闖紅燈的違章人群和機(jī)動(dòng)車。自動(dòng)記錄闖紅燈的違章行為信息并及時(shí)上傳交管部門。輔以溫濕度、光照、空氣質(zhì)量、噪音等信息采集，為城市文明服務(wù)。

三、研究過程

（一）智能控制的探究

利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，編寫程序，有效使用各類傳感器。

（二）對(duì)策的研究

如何解決行人和機(jī)動(dòng)車誤闖紅燈的難題，并及時(shí)采集信息上報(bào)。

（三）設(shè)計(jì)方案

根據(jù)交通路口的實(shí)際情況，采用LED燈亮和語音系統(tǒng)提醒誤闖紅燈的違章行為。在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，開始研制路口交通模型，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

1.經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的觀察、訪問、搜集相關(guān)資料，進(jìn)行研究課題的確定。

在市區(qū)主要路口，我們?cè)L問了交警叔叔、阿姨，并發(fā)放了260份問卷，收回了236份。

根據(jù)問卷調(diào)查的內(nèi)容，我們匯總、總結(jié)，確定了該研究?jī)?nèi)容。

2.進(jìn)行查新準(zhǔn)備

我們從闖紅燈智能預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、智能藍(lán)牙播放的設(shè)計(jì)控制、闖紅燈信息收集和上報(bào)以及交通路口噪音、光照、空氣質(zhì)量、溫濕度信息采集與發(fā)布4個(gè)方面在知網(wǎng)和百度以及專利網(wǎng)進(jìn)行了查新，確定了斑馬線闖紅燈爆閃燈和語音預(yù)警以及爆閃燈提醒機(jī)動(dòng)車避讓行人等設(shè)計(jì)之前未曾出現(xiàn)過。

3.確定模型設(shè)計(jì)

我們根據(jù)交通路口的實(shí)際情況完成了設(shè)計(jì)，并請(qǐng)廣告公司做出來。

4.購買相關(guān)器材和模型材料

我們購買了信號(hào)燈、小汽車模型、花草樹木模型、太陽板、小風(fēng)扇、接近開關(guān)模塊、數(shù)碼管以及主控板與溫濕度、光照、PM2.5、噪音等傳感器。

5.安裝模型及智能預(yù)警系統(tǒng)、闖紅燈信息收集模塊、溫濕度、光照、空氣質(zhì)量、噪音等傳感器。

6.編程測(cè)試

在制作和測(cè)試的過程中，我們繼續(xù)進(jìn)行觀察和請(qǐng)教交警叔叔和行人，特別是司機(jī)，不斷改進(jìn)我們的作品，增加一些新的功能。例如，根據(jù)爺爺奶奶的建議，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款藍(lán)牙智能播放系統(tǒng)，放在交通路口廣場(chǎng)上，可以控制播放音量和播放時(shí)間，既方便了爺爺奶奶跳廣場(chǎng)舞，又能有效控制時(shí)間和音量。為了美化和亮化城市環(huán)境，我們利用光傳敏感器設(shè)計(jì)了彩燈自動(dòng)化控制。我們還為不是十字路口的道路斑馬線加裝人工控制信號(hào)燈開關(guān)，當(dāng)沒有行人通過，可以持續(xù)綠燈，保證機(jī)動(dòng)車一路通行;有行人過馬路時(shí)，只需按下控制開關(guān)，綠燈變?yōu)榧t燈，確保行人安全通過。

四、創(chuàng)新之處

這款交通路口智能預(yù)警系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，使用多種傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)了交通路口智能預(yù)警，可以有效減少行人和機(jī)動(dòng)車誤闖紅燈的違章行為。特別是有行人闖紅燈后，可以提醒機(jī)動(dòng)車避讓行人和禮讓行人，緩解交警現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)勤的壓力。具體創(chuàng)新點(diǎn)如下：

第一，當(dāng)行人在紅燈亮后進(jìn)入斑馬線，紅外對(duì)射傳感器（超聲波傳感器）感知有人，輸出信號(hào)，啟動(dòng)語音報(bào)警：“你已闖紅燈，請(qǐng)迅速退回”，同時(shí)斑馬線爆閃燈再次提醒行人退回等待區(qū)，并閃燈提醒機(jī)動(dòng)車有行人闖紅燈，零減速慢行或待行。

第二，安裝自動(dòng)信號(hào)燈的十字交通路口綠燈亮?xí)r，語音提示行人有序通過斑馬線。

第三，不是十字路口的地方，在人行道斑馬線邊安裝手動(dòng)控制開關(guān)。如沒有行人通過，可以持續(xù)綠燈，保證機(jī)動(dòng)車的行駛暢通最大化;當(dāng)有行人要過斑馬線可以手動(dòng)控制，方便行人經(jīng)過。

第四，在行人等待區(qū)設(shè)立遮陽棚，遮陽棚面使用太陽能光伏板，提供綠色能源。當(dāng)溫度較高時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，為等待過馬路的行人降溫。

第五，收集路口行人（機(jī)動(dòng)車）闖紅燈的信息，時(shí)時(shí)上傳到交管部門，為交警執(zhí)勤提供服務(wù)。

第六，系統(tǒng)安裝了空氣質(zhì)量檢測(cè)、溫度、濕度、光照、噪音檢測(cè)系統(tǒng)，時(shí)時(shí)播報(bào)和傳輸空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)。

第七，系統(tǒng)利用光敏傳感器，安裝了智能路燈、彩燈，讓城市美化、亮化走進(jìn)智能時(shí)代。

第八，設(shè)計(jì)了藍(lán)牙智能播放系統(tǒng)，為愛跳廣場(chǎng)舞的爺爺奶奶提供便利。

五、參賽選手獲獎(jiǎng)感言

通過這次江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽，我們收獲滿滿。首先，我們收獲了自信。經(jīng)過層層選拔，我們的作品如愿參加了省賽，老師和同學(xué)贊許的眼神讓我們覺得幸福滿滿。其次，我們了解到了警察叔叔的辛苦。為了調(diào)查研究，我們?nèi)ソ痪?duì)采訪，還和交警叔叔一起執(zhí)勤，深深感覺到交警叔叔工作的不容易。再次，我們學(xué)到很多物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)。為了實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的目標(biāo)，我們積極請(qǐng)教黃業(yè)舉老師。從他那里，我們認(rèn)識(shí)了各種傳感器，懂得了怎么使用控制板、如何利用編程知識(shí)，讓傳感器成為我們生活的小助手。最后，通過和參賽選手以及評(píng)委的交流，我們懂得了表達(dá)的重要，也學(xué)會(huì)了如何更好地與人交流、溝通。

最重要的是，我們的研究成果在我們的城市得到了試點(diǎn)應(yīng)用，并收到了較好的效果，這讓我們真的很開心。我們將進(jìn)一步完善該系統(tǒng)，希望能根據(jù)人流量和車流量智能控制紅綠燈變換時(shí)間，讓城市交通變得更文明、更順暢。