【正文】 例如，當(dāng)采集到的擾動(dòng)波形時(shí)間較短而振幅較大時(shí)，說明經(jīng)過的車輛速度較快，反之，說明車速較慢。它成本低昂 ，科技含量高， 創(chuàng)意巧妙， 適用性強(qiáng)，作用明顯， 可以立即 按照我們的方案 投入生產(chǎn)與應(yīng)用中 。而且中國之大，可以用上本產(chǎn)品 的 地方多之又多。無論是對(duì)于產(chǎn)品購買方，還是司乘人員來說，收益的都遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于 它 1000 元的價(jià)格。暫時(shí)沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，發(fā)展勢(shì)態(tài)良好。 但 由于警示 燈是平面板，我們則選擇將兩個(gè)獨(dú)立的警示燈 （如圖 12） 相結(jié)合，呈 60 度排列，方便 90 度彎或者 U 型彎兩頭的司機(jī)觀看。 考慮到山區(qū)供電方式單一且繁瑣，城市供電網(wǎng)復(fù)雜精密，傳感器所探測(cè)出來的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小只夠作為電信號(hào)，因此我們采用太陽能板電源作為警示燈的供電電源。為了更好的起到警示作用 ，本產(chǎn)品的 黃 燈將在 1030 秒 內(nèi) （可調(diào)） 持續(xù)閃爍，用一明一暗的方式傳遞會(huì)車信息。 波長越大的光衍射能力越強(qiáng)，即穿霧能力越強(qiáng)。特別是壓敏傳感器，需要剖開整條路進(jìn)行埋設(shè)。節(jié)能 環(huán)保。 通過車輛行駛經(jīng)過面板時(shí)所產(chǎn)生的壓力提供信號(hào)。例如 光學(xué)傳感器 。該方法非常簡(jiǎn)便易行，且成本低。 圖 8 交叉路口模擬 圖 另外， 根據(jù)現(xiàn)行普通紅綠燈的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置一個(gè)最長通行時(shí)間（如 60 秒）。若 B 道上無車輛行駛時(shí)， A 道車輛也需做無謂的等待； b、傳統(tǒng)紅綠燈耗電大， 一天 24 小時(shí)不間斷工作， 需有交流電供電，不適合偏遠(yuǎn)地區(qū)交叉路口的設(shè)置。 圖 7 匝道出口危險(xiǎn)模擬圖 第 11 頁 共 19 頁 偏遠(yuǎn)地區(qū)交叉路口智能指揮 燈 在城市道路上發(fā)生的交通事故中，交叉口事故占很大比例，聯(lián)邦德國城市的交通事故60%80%發(fā)生在交叉路口，日本占 %[13]； 我國對(duì)國內(nèi)城市的交通事故抽樣統(tǒng)計(jì)表明 ，發(fā)生在交叉口的交通事故約為 30%。同時(shí)，將地磁感應(yīng)棒 埋 入 主干道 距 匝道入口約 100200 米的右側(cè) （如圖 6 所示） 。 該裝置的設(shè)計(jì)目的則是極為有效的彌補(bǔ)凸面鏡在雨雪霧燈惡劣天氣下由于能見度過低導(dǎo)致司機(jī)看不清鏡子中對(duì)面來車和凸 面鏡警示效果不明顯 的缺點(diǎn)，及時(shí)發(fā)出會(huì)車預(yù)警。在急彎路段，由于視距條件受限，駕駛 員不能清楚的看到曲線另一側(cè)的道路和車輛，對(duì)于前方道路的走向和對(duì)面 來車不能很好的預(yù)判。這樣可以極大的保證該產(chǎn)品的 續(xù)航能力 ，太陽能供電從理論上來說完全可行。 3600=35 mA * h。 圖 3 開發(fā)與設(shè)計(jì)流程圖 第 8 頁 共 19 頁 產(chǎn)品可行性 地磁感應(yīng)傳感器工作 的 可行性分析： 此傳感器靈敏度可以改變，如果設(shè)計(jì)放大倍數(shù)為 5000 倍，則可 以感知很微小的地磁擾動(dòng)，在自然環(huán)境的電磁干擾下也可閃爍。 為了驅(qū)動(dòng)更多的發(fā)光二極管，我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)功率驅(qū)動(dòng)電路，使其驅(qū)動(dòng)我們所需要的高亮發(fā)光二極管 ，保證其發(fā)光、閃爍燈警示功能 。 由于這個(gè)信號(hào) 燈需要保持發(fā)亮一定的時(shí)間， 我們 還 設(shè) 計(jì) 了一個(gè)可調(diào)時(shí)間的 延時(shí)電路 ， 使得 一旦 地磁感應(yīng)棒感應(yīng)到運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體時(shí) ，在 波形的 第一個(gè)下降沿信號(hào) 處 產(chǎn)生一個(gè) 高電平 。 產(chǎn)品功能 與技術(shù)指標(biāo) 該 多用途智能 交通 警示 燈 可實(shí)現(xiàn) 收到特定信號(hào)立即輸出信息、閃爍、單點(diǎn)自控、智能指揮 等多種 基本 控制功能 ， 經(jīng)過略微的改良可以滿足 交通信息采集 、系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)、 線圈檢測(cè)及流量分析功能 ，應(yīng)用于社會(huì)生活中可以解決多種類型的交通安全問題。 提出了檢測(cè)彎道路段對(duì)于有危險(xiǎn)狀況的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)則，指出有效的彎道危險(xiǎn)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(duì)于保障彎道路段的交通安全有非常大的意義 [4]。 針對(duì) 本次 大賽“智慧交通、綠色交通”的主題，本 隊(duì)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(shí)物。通過 前期 實(shí)驗(yàn)的探索和實(shí)物的檢驗(yàn)，表明了 此 設(shè)計(jì)的正確 合理 性與產(chǎn)品的實(shí)用性，符合 當(dāng)今 社會(huì)需求 ，可投入現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)之中。 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(duì) 開發(fā)和 設(shè)計(jì)了一種可探測(cè)車輛信號(hào)并發(fā)出警報(bào)的 多用途智能 交通警示燈，并制成實(shí)物。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止 20xx 年 底 ，全國共接報(bào)道路交通事故 3906164 起，同比上升 %。 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)。 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(jì)速度，制訂了急彎路段和連續(xù)急彎的判定標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)彎道進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的改善對(duì)策 [7]。我們通過設(shè)置的 信號(hào)探測(cè)傳感器 （地磁感應(yīng)棒） 通過探測(cè)這個(gè)擾動(dòng)信號(hào)，就可以知道 某個(gè)時(shí)間是否有車輛經(jīng)過。其 中 t0為 地磁 傳感器第一次感應(yīng)到車 輛 擾動(dòng)地磁 的時(shí)刻 ， 擾動(dòng) 信號(hào)一直持續(xù)到 t1。 雖然 這些問題看似無解，但我們憑借兩個(gè)人的力量也找到了其他的可行方案 。 太陽能電池板供電的可行性 進(jìn)行分析： 假設(shè)山區(qū)的車流量為 1000 臺(tái) /天，五個(gè)串聯(lián)為一組的規(guī)格為 5MM 發(fā)光二極管工作時(shí)，其工作電流為 ， 總共有 28 組。根據(jù)全國的氣象資料，大部分地區(qū)歷史上最長連續(xù)性陰雨天氣為 27 天，這也在該產(chǎn)品的工作能力內(nèi)。這更加表明我們的供電系統(tǒng)不成問題。 而如今，市場(chǎng)上已經(jīng) 研發(fā)出 了 用 玻璃鋼 做鏡、 背 為 PC 面 的道路反光鏡并投入使用 。 第 10 頁 共 19 頁 高速公路 匝道 出車預(yù)警燈 由 20xx 年的 數(shù)據(jù)可知，在 高速公路發(fā)生的亡 人 事故 ， %因尾隨相撞導(dǎo)致， %為碰撞固定物或靜止車輛導(dǎo)致，側(cè)面碰撞導(dǎo)致事故死亡人數(shù)占 %。 此預(yù)警燈 一旦檢測(cè) 到了主干 道上有車輛駛過， 可以 立即發(fā)出持續(xù)閃爍的黃色燈光信號(hào)， 提醒匝道上的車輛此時(shí)主干 道上 有 高速行駛的汽車 ，提示匝道車輛司機(jī) 提高警惕 。 相比城市的交通流量來說，農(nóng)村在一天中的車行量不大，設(shè)置傳統(tǒng)的紅綠燈不合適： a、它通行模式較 為單一。 中心控制電路 采用優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)的原則，如當(dāng) A 道上優(yōu)先有車輛駛?cè)虢徊媛房跁r(shí)， 對(duì)應(yīng)的指揮 燈閃爍黃光，提示 A 道上的車輛 謹(jǐn)慎慢 行；與此同時(shí) B道上的紅燈點(diǎn)亮，禁止 B 道上的車輛行駛。 車 流量統(tǒng)計(jì)器 在國家的交通路網(wǎng)建設(shè)中，一條道路的車流量是個(gè)非常重要的指標(biāo) ，它不光代表著一個(gè)區(qū)域的運(yùn)輸能力，還是該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指向標(biāo)。 4. 4. 創(chuàng)新特色 新型地 磁感應(yīng) 傳感器的 開發(fā)與應(yīng)用 本產(chǎn)品的主要功能為探測(cè)來車情況并預(yù)示報(bào)警，因此便要求配置靈敏度高，不易受外界其他因素干擾的信號(hào)探測(cè)裝置。且成本較高，信號(hào)處理也比較復(fù)雜。 排除接觸測(cè)量對(duì)柔性物體測(cè)量的人為等受力干擾 及響應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。 導(dǎo)線部分可以采用 PVC 管包裹起來，10 年之內(nèi)不會(huì)破損。 綠色光 在交通系統(tǒng)中 早就被 使用與表示“ 安全 ” 和 “ 可以通過 ”等的標(biāo)志光。 而且 黃色的散射強(qiáng)度是紅色光散射強(qiáng)度的 5 倍。 在二極管規(guī)格的選擇上， 由于直徑為 10MM 發(fā)光二極管過大，不利于制作集成電路，直徑為 3MM 的過小，焊接復(fù)雜，亮度不夠，則產(chǎn)品的 LED 顯示屏均采用直徑為 5MM規(guī)格的發(fā)光二極管。若投入生產(chǎn)，人工費(fèi) 80 元 /人 /天則可被流水線機(jī)器代替 ，電路板將批量廉價(jià)生產(chǎn) 。這種彎道交通多用反光警示裝置可適用于各種角度彎道或陡坡彎道，對(duì)交通安全會(huì)提供更可靠的保障 [18]。而且， 生命是無價(jià)的， 其實(shí)我們 無法用金錢來衡量的 一個(gè)人生命的價(jià)值，預(yù)防一個(gè)交通事故的發(fā)生，豈止是節(jié)約了 200 萬元的額外消耗 。在 Google地圖輸入高速收費(fèi)站，顯示有 11910個(gè)結(jié)果 ，（ 如圖 13） ，按一個(gè)收費(fèi)站至少有 2 個(gè)切入匝道計(jì)算， 則全國大約有 23820 個(gè)高速公路匝道。 此外，本 產(chǎn)品 成本低，生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單，但是技術(shù)含量高，符合 社會(huì)綠色無污染的發(fā)展理念及安全交通的發(fā)展方向，正是適應(yīng)時(shí)代的產(chǎn)物。本項(xiàng)目作為保障交通安全的創(chuàng)意式產(chǎn)品，可在今后結(jié)合更多先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步保證質(zhì)量、完善功能： 可在充電電路中加入 MPPT（ 太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤 ）技術(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)太陽能板接收 陽光照射的角度，提高太陽能板的利用率。 第 18 頁 共 19 頁 圖 14 多用途智能交 通警示燈 整體實(shí)物圖 7. 致謝 感謝中南大學(xué)在這三年期間為我們提供了寶貴的課程設(shè)計(jì)和研學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，如果沒有這些經(jīng)歷我們不可能將想法變成實(shí)物；感謝在這期間幫助我們的老師，正是你們的肯定給了我們足夠的信心；感謝在這期間激勵(lì)我們的同學(xué)們，正是你們的勤奮給了我們前行的動(dòng)力；感謝在