基本信息
- 項目名稱：
- 基于激光檢測的安全斑馬線系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 安全斑馬線系統(tǒng)包括行人自動警示系統(tǒng)和斑馬線輔助照明系統(tǒng)。 行人警示系統(tǒng)由行人探測模塊、無線發(fā)射及控制模塊和路面警示模塊（太陽能無線同步道釘燈）三個部分組成。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能包括：自動探測行人進入和走出斑馬線區(qū)域；自動觸發(fā)路面道釘燈警示行人。 斑馬線輔助照明系統(tǒng)由高功率、低功耗的LED面光源及太陽能供電系統(tǒng)構成，能對夜間視覺環(huán)境較差的斑馬線區(qū)域進行獨立照明，從而減少因視線較差也引起的安全隱患。
- 詳細介紹：
- 隨著社會的日益發(fā)展，城市道路上行駛的車輛越來越多；雖然部分斑馬線安裝有行人紅綠燈，但是行人在橫穿馬路（即使在斑馬線上）仍然變得越來越危險。當天氣不好、天色較暗如夜晚的情況下，遇到車輛速度過快、超速、闖紅燈或沒有行人紅綠燈指示時的情況，行人橫穿斑馬線尤其危險。有的時候即使司機在較近距離發(fā)現(xiàn)了斑馬線上的行人，也常常因為反應不夠及時或者視線不夠清晰而無法避讓。 為了提高斑馬線的安全系數(shù)，在國內人們提出了各種各樣的解決方案。很多城市在事故高發(fā)的地段會添加各種輔助性的標志，比如在人行道上方設置自發(fā)光的LED標志，在人行橫道中央安置固定的提醒標志，在路邊放置行人自動觸發(fā)的警示燈等等；在浙江省內也采取了很多新穎的安全手段，比如愛心斑馬線，立體斑馬線以及爆閃燈。這些設備和手段取得了一定的成效，但離真正解決斑馬線的安全問題還有距離。 以上各種解決方案存在的不足是顯而易見的，主要體現(xiàn)在以下兩方面： (1) 不能有效的促進交通效率的提高。以紅綠燈為例，各個交通路口設置的紅綠燈都是有嚴格的時限規(guī)定，當不存在車輛（行人）通行時，另一方也須按照規(guī)定時限等待，因此極大的降低了交通效率。 (2) 提醒機制不夠完善。國內目前的各種解決方案，都有很大的局限性，在夜晚以及可視度不是很高的情況下，很難起到警示作用，不能很好的提高行人通行時的安全系數(shù)。 在這樣的城市交通安全問題背景下，一種安全系數(shù)更高的斑馬線系統(tǒng)無疑會讓人們提高對道路斑馬線的信任感，使人們在橫穿馬路時更愿意走斑馬線，進而提高道路交通的效率，降低交通事故發(fā)生的隱患，形成很好的交通良性循環(huán)。 而我們項目小組著力于以上問題，在指導老師的幫助下，開發(fā)研制的“安全斑馬線系統(tǒng)”，正好填補了目前在斑馬線安全性存在的不足。安全斑馬線系統(tǒng)包括行人自動觸發(fā)安全斑馬線警示系統(tǒng)和斑馬線輔助照明系統(tǒng)兩大塊。行人自動觸發(fā)安全斑馬線警示系統(tǒng)由行人探測模塊、無線發(fā)射及控制模塊和路面警示模塊（太陽能無線同步道釘燈）三個部分組成。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能包括：自動探測行人進入和走出斑馬線區(qū)域；自動觸發(fā)路面道釘燈警示行人；無線發(fā)射及接受模式，安裝時無需破壞路面。斑馬線輔助照明系統(tǒng)由高功率、低功耗的LED面光源及太陽能供電系統(tǒng)構成，能對夜間視覺環(huán)境較差的斑馬線區(qū)域進行獨立照明，從而減少因視線較差也引起的安全隱患。 安全斑馬線系統(tǒng)項目的主要社會作用包括：及時提醒行人和超速司機；引導行人走斑馬線；降低車輛接近行人速度；延長車輛接近行人制動距離；提高汽車禮讓行人的概率；降低人車沖突。 安全斑馬線系統(tǒng)是用于保障斑馬線上行人安全的警示系統(tǒng)，主要適用于城市道路斑馬線，學校、醫(yī)院及小區(qū)斑馬線等。 系統(tǒng)包括行人監(jiān)測裝置、控制盒和信號燈。行人監(jiān)測裝置包括分設在斑馬線起點和終點的兩組觸發(fā)門；每組觸發(fā)門包括設置在人行道上并分設在斑馬線兩端的一個激光發(fā)射柱和一個激光接收柱，每組觸發(fā)門的激光發(fā)射柱發(fā)射激光光束、由激光接收柱接收激光光束，當行人穿過觸發(fā)門時便切斷該激光光束；兩行信號燈分別排列在斑馬線的兩側，控制盒安置在的人行道的電線桿上。本系統(tǒng)采用在斑馬線兩端設置行人監(jiān)測系統(tǒng)，而且每套行人監(jiān)測系統(tǒng)增加了進出方向判斷，提高了系統(tǒng)運行的效率。 安全斑馬線系統(tǒng)的基本工作原理：當行人通過行人檢測器進入斑馬線時，系統(tǒng)被觸發(fā)，控制器驅動道釘燈閃爍，提醒司機注意遠方在斑馬線上或者即將穿越斑馬線的行人；當行人離開斑馬線，系統(tǒng)控制道釘燈停止閃爍。同時，為了避免意外情況下，行人沒有按照正常的途徑走出斑馬線，根據(jù)道路寬度以及行人的穿越速度，我們設置了延遲時限，在該延遲時限之后，即使行人沒有按照正常的途徑穿越斑馬線，斑馬線也將停止閃爍。道釘燈光束的投射方向對準過往司機的視線，以更好地引起注意。 安全斑馬線系統(tǒng)已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利“一種基于激光檢測斑馬線行人監(jiān)測告警裝置”和實用新型專利“一種基于激光檢測斑馬線行人監(jiān)測告警裝置”。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的： 改善交通現(xiàn)狀，提高交通效率，降低事故發(fā)生率。 基本思路： 安全斑馬線系統(tǒng)主要由行人檢測器、控制器和道釘燈三部分組成。行人檢測器是安裝斑馬線行人進出口兩邊的2對柱子，當行人通過柱子之間便隔斷光束，行人檢測器將光束被隔斷的信息送往控制器識別。 控制器是安全斑馬線系統(tǒng)的核心當行人進入斑馬線，控制器驅動道釘燈閃爍；當行人走出斑馬線，控制器關閉道釘燈閃爍?？刂破骺稍O置道釘燈的閃爍頻率，系統(tǒng)每日開啟和關閉的時刻等參數(shù)。 道釘燈主要是密封封裝的高亮度LED，外部材料采用不銹鋼或鋁合金保證內部LED及附屬元件在外力沖擊和重壓下仍然能正常工作。 創(chuàng)新點： 1）在市場上暫無同類產(chǎn)品。 2）系統(tǒng)有效性高。 3）對應用環(huán)境要求低。 技術關鍵： 1）行人檢測算法設計，具體包括： ?判斷單人通過行人檢測器的情況 ?判斷多個行人通過行人檢測器的情況 ?判斷多個行人同時交錯通過行人檢測器的情況 ?當行人停留在行人檢測器之間時 ?當無法判斷行人通過的具體方向時，遵循安全保障原則啟動道釘燈閃爍，直到系統(tǒng)恢復正常。 2） 道釘燈控制技術設計。 主要技術指標： 1)安全斑馬線系統(tǒng)在能見度不小于5m 2)單人誤觸發(fā)率小于3%，識別率大于99%；多人誤觸發(fā)率小于5%，識別率大于98%。 4)整體系統(tǒng)中所有道釘燈的同步閃爍時間誤差不大于30ms。 5)整體系統(tǒng)的安全工作溫度范圍：10°C~60°C。
科學性、先進性
- 科學性： 安全斑馬線系統(tǒng)包括行人自動觸發(fā)安全斑馬線警示系統(tǒng)和斑馬線輔助照明系統(tǒng)兩大塊。 行人自動觸發(fā)安全斑馬線警示系統(tǒng)由行人探測模塊、無線發(fā)射及控制模塊和路面警示模塊（太陽能無線同步道釘燈）三個部分組成。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能包括：自動探測行人進入和走出斑馬線區(qū)域；自動觸發(fā)路面道釘燈警示行人；無線發(fā)射及接受模式，安裝時無需破壞路面。 斑馬線輔助照明系統(tǒng)由高功率、低功耗的LED面光源及太陽能供電系統(tǒng)構成，能對夜間視覺環(huán)境較差的斑馬線區(qū)域進行獨立照明，從而減少因視線較差也引起的安全隱患。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能是準確照明斑馬線區(qū)域。 安全斑馬線系統(tǒng)項目的主要社會作用包括：及時提醒行人和超速司機；引導行人走斑馬線；降低車輛接近行人速度；延長車輛接近行人制動距離；提高汽車禮讓行人的概率；降低人車沖突。 先進性： 1)全自動運行，無需行人手動控制； 2)方向識別功能，降低系統(tǒng)誤識率； 3)高亮度LED警示燈，有效警示過往車輛； 4)市電或太陽能供電，電源系統(tǒng)配置靈活。
獲獎情況及鑒定結果
- 1）2010年5月，在中國計量學院舉行的第七屆“挑戰(zhàn)杯”賽博大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中，以該產(chǎn)品為基礎的項目，獲得浙江省二等獎。 2）獲得2009年浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才計劃）科技立項
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術轉讓方式
- 專利授權
作品可展示的形式
- 實物、模型、圖紙、現(xiàn)場演示圖片、錄像、樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 當行人通過行人檢測器進入斑馬線時，系統(tǒng)被觸發(fā)，控制器驅動道釘燈閃爍，提醒司機；當行人離開斑馬線，系統(tǒng)控制道釘燈停止閃爍。 技術特點： 行人檢測系統(tǒng)：設備簡單，施工方便，受天氣等環(huán)境因素影響小，識別率高達到98%以上、誤識率低。 道釘燈：道釘燈外殼采用不銹鋼或合金，耐壓耐磨。 系統(tǒng)電源同時為道釘燈和行人監(jiān)測系統(tǒng)提供電源 項目優(yōu)勢： 1)項目的可行性強，技術成熟，成功的概率很大； 2)項目人性化，需求量大，市場前景明朗； 3）項目的其他產(chǎn)品衍射廣，可以應用于交通的各個領域。 適應范圍： 安全斑馬線系統(tǒng)是用于保障斑馬線上行人安全的警示系統(tǒng)，主要適用于城市道路斑馬線，學校、醫(yī)院及小區(qū)斑馬線等。 經(jīng)濟效益： 根據(jù)對杭州市區(qū)的統(tǒng)計，杭州市內有500余條斑馬線可應用該系統(tǒng)，其中100余條事故高發(fā)斑馬線亟需應用該系統(tǒng)。路段斑馬線的設置間隔一般為150至500米。按此推算杭州市區(qū)系統(tǒng)飽和應用量大約1435套。該系統(tǒng)估計售價17000元，第一年預計可出售50套。
同類課題研究水平概述
- 美國弗吉尼亞州的公路管理部門(Federal Highway Administration，Virginia)統(tǒng)計了美國六個州的交通事故數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，在交通事故中65％的受害者是行人，行人和騎車人的死亡系數(shù)分別是司乘人員的9倍和8倍，而26%的撞車事故可以歸咎于斑馬線缺少足夠的安全保護。另一份美國國家公路交通安全管理部門(National Highway Traffic Safety Administration)的早期報告披露在城市中發(fā)生的人車相撞事故，39%發(fā)生在斑馬線附近。因此美國很多城市的公路管理部門和相關單位，在事故高發(fā)的斑馬線附近添加各種輔助性的標志，比如在斑馬線上方設置自發(fā)光的LED標志，在斑馬線中央安置固定的提醒標志，在路邊放置行人自動觸發(fā)的警示燈等。這些設備和手段取得了一定的成效，但離真正解決斑馬線的安全問題還有較大的距離。 在2000年以后，美國的很多城市開始采用一種安全斑馬線系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動探測進入斑馬線的行人，并立刻點亮嵌在路面的道釘燈，警告司機避讓行人。到目前為止，在美國的各個城市已經(jīng)安裝了上千套此類系統(tǒng)，并逐步在交通安全系統(tǒng)內逐漸的普及開來。 在國內，浙江省交警、城建部門為緩解城市交通管理壓力，降低斑馬線交通事故發(fā)生率，在斑馬線附近嘗試了多種嘗試，如杭州的愛心斑馬線，LED提醒立柱，太陽能爆閃燈及斑馬線減速道釘燈帶等；寧波的彩色斑馬線及反光道釘燈系統(tǒng)；臺州的立體斑馬線等。此類措施在一定程度上改善了斑馬線安全現(xiàn)狀，表明了政府部門整治斑馬線安全隱患的決心，但由于各種原因，斑馬線的安全問題還有待于進一步解決。但具有行人自動觸發(fā)警示功能的安全斑馬線系統(tǒng)在國內還沒有研發(fā)出來。
