【正文】 形式 。 排除道路的交通安全隱患，提醒司機(jī)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)。 而國外學(xué)者和機(jī)構(gòu)對(duì)公路交通安全進(jìn) 行的專項(xiàng)研究較少，多為從道路設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行探討 ，對(duì)于國內(nèi)的研究有一定的借鑒作用 。 2. 產(chǎn)品的 開發(fā)和設(shè)計(jì) 技術(shù)關(guān)鍵 在籌備項(xiàng)目初期階段，我們發(fā)現(xiàn)將本警示燈做一個(gè)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(jì) 電源電 路的設(shè)計(jì) 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?cè)谇捌诓殚喠朔浅６嗟南嚓P(guān)資料，一次又一次的更改了自己先前的設(shè)計(jì)，最終及時(shí)的探索出了正確的方法。 在傳感器后設(shè)計(jì)一個(gè)放大電路 ， 對(duì)放大后的信號(hào)采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器整形后獲得有用的代表汽車通過的方波 信號(hào)。 t1 t0約等于 t1 t0‘ ， 為感應(yīng)時(shí)間，此時(shí)間相對(duì)于 tw 延時(shí)時(shí)間來說可以忽略。 在這之中，我們付出了非常多的汗水：為了查資料在圖書館泡了幾天，為了買材料去了數(shù)次電子通信市場 ，為了焊電路板每天工作到深夜 ??但再多的辛苦，只要做出了 我們想要的效果，獲得了應(yīng)有的 成績，那也是值得的。由此 可以得出每天放電量為 28 20 1000247。 假設(shè)每天有 8 小時(shí)的滿負(fù)荷充電狀態(tài) ， 則可充電800 mA * h，那么 大約 2 天就可以將電池重新充滿電（放電時(shí)的電流可以忽略不計(jì)）。其事故的發(fā)生率大、事故嚴(yán)重程度高，所以行車時(shí)要格外注意。 圖 4 警示燈主視圖 為了 保證司機(jī)在任何極端惡劣天氣下 兩車彎道交會(huì)時(shí)對(duì)路況的靈敏感知，及時(shí)減緩車速，謹(jǐn)慎通行， 將本隊(duì)所開發(fā) 的 多用途智能 交通警示燈 依 附 安裝于彎道凸面鏡（ 道路反光鏡 ）下方的 制成桿上， 將電磁感應(yīng)線圈埋入距燈大約為 50100 米處的兩個(gè)方向的右車道，就可 作為會(huì)車及時(shí)預(yù)警 裝置 —— 急彎 雨霧會(huì)車警示燈 （ 如圖 4 所示 ） 。 針對(duì) 沒有太多高速公路駕駛經(jīng)驗(yàn)的新手和疏忽大意的駕駛員在 匝道出車 時(shí)、主干道 車輛未提前察覺而 避閃不及 發(fā)生事故 的情況， 我們可以 在高速公路上由匝道切入主干道的路邊 （離交叉口 100200 米處） ，設(shè) 置 該警示燈裝置。 通過高速公路匝道出車預(yù)警燈，可以 有效 預(yù)防 高速公路匝道口的追尾事件，并使得司機(jī)養(yǎng)成匝道出車小心謹(jǐn)慎 的駕駛習(xí)慣 ，注意避讓高速車輛，防止追尾事故 ，有較大的社會(huì)意義。它 不管是否有車通行，始終保持固定的運(yùn)行狀態(tài)。 另外，考慮到 當(dāng)兩個(gè)方向連續(xù)交替檢測到車輛經(jīng)過時(shí)，為了不使得信號(hào)燈連續(xù)交替而影響通行效率（車輛啟動(dòng)、減速浪費(fèi)時(shí)間 ） ，可以利用延時(shí)功能（比如延時(shí) 5 秒） ：若 5 秒內(nèi)同一個(gè)方向又檢測到另一輛車經(jīng)過，則此方向在競爭中 仍 處于優(yōu)先地位，直到一個(gè)方向有連續(xù) 5 秒沒有檢測到車輛經(jīng)過。將本裝置稍作改進(jìn)，增加一個(gè)計(jì)數(shù)電路和存儲(chǔ)電路后，除了完成上述功能外，還可對(duì)安裝了本產(chǎn)品的道路進(jìn)行車流量的 統(tǒng)計(jì)。 圖 9 傳感器運(yùn)作示意圖 根據(jù)作品需要， 我們對(duì)市面上各式各樣的傳感器都進(jìn)行了考察與探索。 我們還試想過， 利用壓電效應(yīng)， 將壓敏傳感器應(yīng)用于本產(chǎn)品中 。 無 源傳感器 ； 本種 電磁感應(yīng)傳感器 依靠汽車的行駛， 通過磁通量的瞬間微小改變， 自身產(chǎn)生電壓，不需要外界供電。 安裝方便快捷； 普通道路檢測設(shè)備在安裝時(shí)都要大費(fèi)周張。 而大霧恰恰最容易在這時(shí)候彌漫大地 ，因此藍(lán)色光和紫色 光也不符合本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。 預(yù)警形式選擇 在交通系統(tǒng)中，黃燈給人視覺沖擊力 ，預(yù)示著 集中注意力。 圖 11 LED 警示燈實(shí)物圖 第 15 頁 共 19 頁 綠色環(huán)保的太陽能電源 產(chǎn)品多置于山區(qū)與城市的急彎處。 彌補(bǔ) 視角 缺陷 現(xiàn)在市面上所有的道路反光鏡直徑為 60100cm，反光率較高，視角比較大，可以達(dá)到 170 度。因此，短期內(nèi)不會(huì)與之功能相似的產(chǎn)品上市。一個(gè) 多用途智能 交通警示燈 ，在一年之內(nèi)只要成功的預(yù)防至少一次 嚴(yán)重 交通事故，就為社會(huì)節(jié)約了 200 萬元，為受害家庭避免了無盡的傷痛。 第 17 頁 共 19 頁 而截止到 20xx 年， 我國 共有 41636 個(gè) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)，即使 一半的鄉(xiāng)鎮(zhèn)使用我們的產(chǎn)品，每個(gè)地區(qū)購置 100 個(gè)，都可以賣出將近 200 多萬件，我們還未將數(shù)目繁多的鄉(xiāng)村考慮進(jìn)去。 6. 未來 展望 雖然多用途智能交通警示燈設(shè)計(jì)復(fù)雜，制作困難，但我隊(duì)兩人秉著堅(jiān)持到底的信念，全程親歷而為，手工制作，按時(shí)完成了該產(chǎn)品演示模型與成品的制作（如圖 14）。 可進(jìn)改進(jìn)電路以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的智能性，分析處理放大后的擾動(dòng)波形圖，通過與數(shù) 據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可以得出所經(jīng)過的車輛的一些物理數(shù)據(jù)如車速、車型等等。又如，當(dāng)采集到的波形頻率較高時(shí)說明是體型較小的車輛，頻率較低時(shí)說明是大型車輛。且 市場 需求量大 ，競爭少。 另外， 在城市建設(shè)中，有不少的帶坡道的 90 度甚至更大的彎。此時(shí)，作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)者來說，不僅保障了社會(huì)的交通安全，阻止了悲劇，也可從中獲利。 社會(huì)效益分析 根據(jù)上面的成本計(jì)算，制作一個(gè)完整的急彎雨霧會(huì)車警示燈的價(jià)格（包括人工費(fèi)，安裝費(fèi)等）大約在 400 元人民幣左右。 圖 12 雙警示燈立體多視圖 第 16 頁 共 19 頁 5. 應(yīng)用前景 競爭性分析 為了解決道路的安全問題，社會(huì)各界人士也熱情的投入到有關(guān)的發(fā)明研究中來。它有以下幾大優(yōu)點(diǎn)： 安全；由于產(chǎn)品不使用交流電，而是用 蓄電池儲(chǔ)存 太陽能，通過低壓直流電轉(zhuǎn)化為光能，是最安全的電源； 使用壽命長，安裝成本低 ； 科技含量高 節(jié)能 環(huán)保 ，它利用自然光源，無需消耗電能，而且取之不盡用之不完；符合綠色環(huán)保要求，無污染、無輻射， 保護(hù)生態(tài)。 閃爍的黃燈使司機(jī)傾向減緩速度，注意前方彎道出車，避免事故。 在 以上可行的 可見光包含的各種顏色的光里，紅光的波長最大，其次是黃光 ， 黃色光的波長與霧滴顆粒接近， 也不易受到雨滴的影響。本傳感器的探測設(shè)備僅需在各個(gè)彎道的兩端破開長度為 30CM，深度為 20CM 的長條型口埋入。無車輛通過時(shí)，該傳感器下不產(chǎn)生任何電動(dòng)勢，不會(huì)有干擾磁場。但是壓力傳感器屬于接觸型傳感器，使用時(shí)間較長時(shí)靈敏度容易下降，不夠穩(wěn)定。它 是依據(jù)光學(xué)原理進(jìn)行測量的， 有著許多 如非接觸和非破壞性測量、幾乎不受干擾、高速傳第 13 頁 共 19 頁 輸以及可遙測、遙控等 優(yōu)點(diǎn) ， 在設(shè)計(jì)上主要用來檢測目標(biāo)物是否出現(xiàn)，或者進(jìn)行各種工業(yè)、汽車、電子產(chǎn)品和零售自動(dòng)化的運(yùn)動(dòng)檢測 [15]。 通過 在山區(qū)彎道所設(shè)置 的急彎雨霧會(huì)車警示燈 中所 記錄的數(shù)據(jù) 則可知曉此類路段車流量，用以分析該種路段 是否需要升級(jí)，地區(qū)之間是否需要修建高等級(jí) 公路；通過高速公路匝道出車預(yù)警燈獲取的計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)則可預(yù)知 該區(qū)域發(fā)展 情況 如何， 人們的出行時(shí)間偏好；通過由偏遠(yuǎn)地區(qū)交叉 路口行車信號(hào)燈所計(jì)算的流量可以判斷該地區(qū)的人民生活水平 ，分析其交通形態(tài)。 那么如果一個(gè)方向連續(xù)通行 60 秒之后 還有車輛 就強(qiáng)行 開啟紅燈 ，轉(zhuǎn)而讓另外一個(gè)方向的車輛通行。 此時(shí)， 將我們的 產(chǎn) 品 進(jìn)行略微 的改裝，制成一個(gè)可代替紅綠燈功能的 交通 信號(hào) 燈 —— 偏遠(yuǎn)地區(qū)交叉路口智能指揮 燈 。 近幾年，從城市到鄉(xiāng)村，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)至村莊，逐步實(shí)現(xiàn)了村村通公路的目標(biāo)。 此時(shí)，本項(xiàng)目又可轉(zhuǎn)換為一種全 新的交通安全產(chǎn)品 ——高速公路匝道出車預(yù)警 燈。在晴朗天氣或者夜間狀態(tài)燈能見度尚可的情況下可以作為額外的彎道警報(bào)，提醒司機(jī)減緩車速，謹(jǐn)慎通行 （如圖 5） 。在這種情況下，允許駕駛員進(jìn)行判斷、反應(yīng)和駕駛操作的時(shí)間比較短，如果車速過快，很有可能出現(xiàn)因避 讓不及時(shí)導(dǎo)致的對(duì)撞事故。 以 圖 4 產(chǎn)品太陽能電池板實(shí)物圖 上數(shù) 據(jù)全部 為忽略芯片待機(jī)時(shí)候的耗電量 。而我們所 采用的太陽能電池組 是規(guī)格為 電量 1600 mA*h，面積為 30cm 30cm 的 。如果設(shè)計(jì)放大倍數(shù)為 1000 倍，則可以使得能檢測到很小體積的鐵磁性金屬物的運(yùn)動(dòng)。 而且 考慮到山區(qū)及偏遠(yuǎn)地區(qū)采用 電網(wǎng)供電 成本較高，安裝復(fù)雜。 當(dāng) 運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體離開地磁感應(yīng)棒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生最后一個(gè)下降沿信號(hào)，此時(shí)， 延時(shí)電路產(chǎn)生作用，將這個(gè)高電平保持一個(gè)固定的時(shí)間。