【正文】 中南大學(xué)交通運輸工程學(xué)院 第七 屆交通科技大賽 項目成果匯報 題目： 多用途智能交通警示燈的開發(fā)和設(shè)計 成員名單： 組長： 劉俐珂 組員： 楊文錦 指導(dǎo)教師： 毛成輝 20xx 年 03 月 20 日 第 2 頁 共 19 頁 多用途 智能交通警示 燈 的開發(fā)和設(shè)計 設(shè)計者： 劉俐珂 ，楊文錦 指導(dǎo)教師： 毛成輝 摘要 隨著我國進(jìn)入汽車社會，車輛急劇增加，各種負(fù)面效應(yīng)也隨之而來 ， 加強道路交通安全則 成為了 我們的 首要工作 。 為此，我們希望 研究出一種合理科學(xué)并且實用的產(chǎn)品 ，來幫助緩解此類問題。 在大學(xué)三年課程學(xué)習(xí) 和課外資料搜集 的基礎(chǔ)上，本隊 開發(fā)和 設(shè)計了一種可探測車輛信號并發(fā)出警報的 多用途智能 交通警示燈，并制成實物。它 包括了地磁感應(yīng) 棒、放大電路、延時電路等七大系統(tǒng)模塊，實現(xiàn)了實時監(jiān)測反饋、 及時 提醒警示、節(jié)能環(huán)保等功能。同時，還針對不同的道路情況設(shè)計了 不同的應(yīng)用形式 。通過 前期 實驗的探索和實物的檢驗，表明了 此 設(shè)計的正確 合理 性與產(chǎn)品的實用性，符合 當(dāng)今 社會需求 ，可投入現(xiàn)實生產(chǎn)之中。它的應(yīng)用將有助于降低急彎會車、車輛由 匝道切入高速的事故率以及保證偏遠(yuǎn)地區(qū) 路口 的行車安全， 如果需要， 還能建立大規(guī)模的實時交通密度檢測網(wǎng)，為國家 保障人民 交通安全貢獻(xiàn) 力量。 關(guān)鍵 詞 ： 節(jié)能綠色 交通安全 急彎警示 匝道 交叉路口 山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn) 第 3 頁 共 19 頁 目 錄 1. 研究背景 ………………………………………………………………………………………… 4 當(dāng)前形勢 …………………………………………………………………………………… .4 國外研究現(xiàn)狀 ……………………………………………………………… ……………… .4 2. 產(chǎn)品 的 開發(fā) 與設(shè)計 ……………………………………………………………………………… 5 技術(shù)關(guān)鍵 …………………………………………………………………………………… .5 產(chǎn)品功能與技術(shù)指標(biāo) ……………………………………………………………………… .5 基本原理 …………………………………………………………………………………… .5 所用設(shè)備和材料 …………………………………………………………………………… .6 開發(fā)與設(shè)計過程 …………………………………………………………………………… .7 產(chǎn)品可行性 ……………………………………………… ………………………………… .8 3. 產(chǎn)品應(yīng)用 ……………………………………………………………………………………… ....9 急彎雨霧會車警示燈 …………………………………………………………………… .....9 高速公路匝道出車預(yù)警燈 ……………………………………………………………… ...10 偏遠(yuǎn)地區(qū)交叉路口智能指揮燈 ………………………………………………………… ...11 車流量統(tǒng)計器 …………………………………………………………………………… ...12 4. 創(chuàng)新特色 ………………………………………………………………………… …………… ..12 新型地磁感應(yīng)傳感器的開發(fā)與應(yīng)用 …………………………………………………… ...12 LED 警示燈的選擇與設(shè)計 ………………………………………………………………… 14 綠色環(huán)保的太陽能電源 ………………………………………………………………… ...15 成本較低 ………………………………………………………………………………… ...15 彌補視角缺陷 …………………………………………………………………………… ...15 5. 應(yīng)用前景 ……………………………………………… ……………………………………… ..16 競爭性分析 ……………………………………………………………………………… ...16 社會收益分析 …………………………………………………………………………… ...16 經(jīng)濟收益分析 …………………………………………………………………………… ...16 6. 未來 展望 ……………………………………………………………………………………… ..17 7. 致謝 …………………………………………………………………………………………… ..18 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………… ………………………… 19 第 4 頁 共 19 頁 1. 研究背景 當(dāng)前 形勢 交通是人類社會最基本的活動之一， 它 的發(fā)展促進(jìn)了社會的進(jìn)步與繁榮 ， 至今已成為人類美好生活的重要組成部分。社會越進(jìn)步，經(jīng)濟越發(fā)達(dá) ， 人們對交通問題便越重視 。但是 交通安全 卻 成為了我們無法忽視的 一個大問題。 據(jù)統(tǒng)計，截止 20xx 年 底 ，全國共接報道路交通事故 3906164 起，同比上升 %。其中，涉及人員傷亡的道路交通事故 219521 起，造成 65225人死亡、 254075 人受傷，直接財產(chǎn)損失 億 [1]。 排除道路的交通安全隱患，提醒司機謹(jǐn)慎駕駛，成為了交通 系統(tǒng)發(fā)展和完善的首要任務(wù)。 針對 本次 大賽“智慧交通、綠色交通”的主題，本 隊從“交通安全”領(lǐng)域開展研究， 開發(fā)出 一種可直接投入生產(chǎn)與應(yīng)用的 多功能 型交通 安全預(yù)警 產(chǎn)品 —— 多用途智能 交通警示燈 ，并制成實物。 期望 從 多元化的角度來展示當(dāng)代大學(xué)生對社會現(xiàn)有交通問題的關(guān)注和解決方案，為保障人民生命安全 貢獻(xiàn)自己的一份力量 。 國內(nèi) 外 研究現(xiàn)狀 國外 研究 現(xiàn)狀 荷蘭學(xué)者認(rèn)為，交通安全應(yīng)該分為發(fā)達(dá)國家交通安全與發(fā)展中國家交通安全，因為交通安全因素中的人、車、路、環(huán)境的水平都與國家的經(jīng)濟發(fā)達(dá)程度有關(guān) [2]。發(fā)達(dá)國家對于交通安 全的管理和研究起步較早，并且投入了巨大的人 力和物力。 紐約、新澤西與康涅狄格 三個 州共建 的交通協(xié)調(diào)管理委員會（ TRANSCOM）由三州內(nèi)的交通和公共安全機構(gòu)聯(lián)合組成，為區(qū) 域交通運輸管理提供合作和協(xié)調(diào)的途徑，并負(fù)責(zé)制定該區(qū)域內(nèi)的施工協(xié)調(diào)計劃與技術(shù)開發(fā)計劃，是該區(qū)域的交通運輸管理信息中心 [3]。 他們建立了能見度預(yù)警系統(tǒng)與除霧系統(tǒng)，華盛頓州則側(cè)重進(jìn)行車速管理，而田納西州建立了低能見度預(yù)警系統(tǒng)。并且美國的高速公路系統(tǒng)十分完善，相關(guān)法律也比較成熟，極大程度上降低了交通事故的發(fā)生頻率。 而國外學(xué)者和機構(gòu)對公路交通安全進(jìn) 行的專項研究較少，多為從道路設(shè)計的角度進(jìn)行探討 ，對于國內(nèi)的研究有一定的借鑒作用 。 提出了檢測彎道路段對于有危險狀況的應(yīng)對準(zhǔn)則，指出有效的彎道危險提示 —例如指示牌 — 是一種成本低廉、效果明顯的 交通安全改善措施，這對于保障彎道路段的交通安全有非常大的意義 [4]。 Dabbour 等人對于彎道處的縱斷面曲線進(jìn)行了非線性化的研究，提出了利用拋物線 等數(shù)學(xué)理論 進(jìn)行公路彎道安全評價的方法，并對不同線形組合下對應(yīng)的彎道豎權(quán)限取值范圍進(jìn)行初步的分析 [5]。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 近年來，國內(nèi)科研機構(gòu)也越來 越關(guān)注交通安全領(lǐng)域，對 彎道 和高速 的研究也越來越 深入。 第 5 頁 共 19 頁 長安大學(xué)的 李彬，運偉國教授則提出了山區(qū)公路受多重因素的影響，彎曲線半徑受限。指出從車輛行駛特征角度出發(fā)，滿足車輛行駛安全性下的最小彎道半徑能交通預(yù)防此類事故的發(fā)生 [6]。 呂梁公路分局的王旭澤將公路彎道分為急彎路段和連續(xù)急彎路段兩種，給予曲線段安全行車速度與設(shè)計速度，制訂了急彎路段和連續(xù)急彎的判定標(biāo)準(zhǔn)，在對彎道進(jìn)行安全評價的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的改善對策 [7]。 總體看來，國內(nèi)對 交通 安全的 研究無論是從深度還是從廣度上都和國外的研究存在一定的差距，尤其是在定量化 研究的方面，由于技術(shù)和儀器的原因，國內(nèi)的研究進(jìn)度較為落后。 2. 產(chǎn)品的 開發(fā)和設(shè)計 技術(shù)關(guān)鍵 在籌備項目初期階段，我們發(fā)現(xiàn)將本警示燈做一個成品并不 是件易事 ，有較多的技術(shù)難關(guān)急需 解決 ： 高可靠、低成本傳感器的制作 高靈敏度、高性能放大電路的設(shè)計 電源電 路的設(shè)計 產(chǎn)品使用與安裝方法的研究 為了更好的突破以上的技術(shù)關(guān)鍵，我們在前期查閱了非常多的相關(guān)資料，一次又一次的更改了自己先