人行橫道智能護欄研究

1、    人行橫道智能護欄研究    胡盼賈樹梁邢天鐸盧曉磊付輝摘 要：行人闖紅燈，不僅易引發(fā)交通事故，而且降低通行效率。人行橫道智能護欄整合多項技術(shù)，實現(xiàn)“語音提醒”、“機械阻擋”、“違章拍照”有機結(jié)合，當前進方向為綠燈時，護欄平放于地面，同時，語音提醒行人及時通過;當前進方向變?yōu)榧t燈時，提醒行人禁止通行，智能護欄自地面升起，起阻擋作用;如果行人跨越護欄強行通過，則自動拍照取證。關(guān)鍵詞：智能護欄;嵌入式單片機;紅外線感應(yīng)器;交通管理隨著城市道路建設(shè)的發(fā)展，道路交通給公民出行帶來極大便利，然而公民安全出行意識并未隨之提高，闖紅燈現(xiàn)象愈演愈烈，成為

2、引發(fā)交通事故的重要因素。且我國對于制止行人闖紅燈的管理機制不夠健全、制約措施相對薄弱，為規(guī)范行人穿越人行橫道行為，維持正常的人車通行秩序，特提出人行橫道智能護欄。1 人行橫道智能護欄本文研究一種應(yīng)用場景廣泛的智能護欄，通過對事故多發(fā)地城市道路交叉口的覆蓋，實現(xiàn)行人違規(guī)闖紅燈行為的有效制約，減少交通事故的發(fā)生。人行橫道智能護欄是基于單片機控制技術(shù)、紅外線檢測技術(shù)、語音播報技術(shù)、圖像采集技術(shù)、機械設(shè)計技術(shù)，以機械性約束為主，多種約束輔助的新型控制行人通行的智能護欄。該設(shè)計充分考慮行人違規(guī)闖紅燈心理，采用三重約束措施制約行人違規(guī)行為，隨著行人違規(guī)行為的發(fā)生，三重約束依次發(fā)揮作用，不斷增加行人違規(guī)心理

3、負擔(dān)，使行人放棄翻越護欄的違規(guī)行為。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由單片機控制模塊、光電傳感檢測模塊、執(zhí)行模塊構(gòu)成。（1）將嵌入式單片機作為系統(tǒng)的核心模塊，建立起以單片機控制模塊為中心的智能護欄系統(tǒng)，通過與信號燈信息、檢測器的搭接，判別不同的信息特性，對護欄、揚聲器、攝像等執(zhí)行模塊進行控制，從而使獨立運行并能對外界信息進行實時響應(yīng)。（2）運用紅外線感應(yīng)器作為檢測模塊的檢測器，對行人翻越護欄闖紅燈行為進行檢測，并將信息傳遞到單片機進行識別判斷并做出下一步指令。（3）執(zhí)行模塊為作品的主體模塊，由護欄、攝像頭、揚聲器等組成。其主要作用是執(zhí)行單片機的指令。護欄由電機驅(qū)動控制，可以高效地運作;人性化的語音提示系統(tǒng)對行

4、人過馬路給予安全提示;攝像監(jiān)控通過遠程對接交管部門，對行人闖紅燈的行為進行記錄。3 系統(tǒng)設(shè)計3.1 單片機控制模塊采用嵌入式單片機建立信息控制系統(tǒng)，通過adc轉(zhuǎn)化將紅綠燈的電信號轉(zhuǎn)為單片機可處理的數(shù)字量進行程序運行，由單片機控制系統(tǒng)判斷并傳達下一步指令，從而驅(qū)動電機運作，帶動護欄升降。3.2 光電傳感檢測模塊位于護欄兩端的激光對射型光電傳感器在無障礙物阻隔情況下，發(fā)射器綠色指示燈亮，接收器紅色指示燈不亮;有阻隔時，接受器接受紅色可見光受阻，紅色指示燈亮起，定時器計數(shù)，阻隔超過三秒時，揚聲器鳴響，提醒行人勿翻越護欄，如行人不聽勸阻，阻隔到五秒時，攝像頭拍照。3.3 執(zhí)行模塊3.3.1 護欄運動方

5、式通過“紅綠燈信號單片機電機護欄”系統(tǒng)，實現(xiàn)護欄升降與信號燈聯(lián)動。當人行橫道通行信號燈紅燈亮起時，減速電機通過聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪帶動抬升式護欄升起，當升降式護欄升起至其側(cè)柱成豎直狀態(tài)時，最左邊的側(cè)柱觸動道口左立柱內(nèi)的開關(guān)，電機停止轉(zhuǎn)動，升降式護欄處于完全升起狀態(tài)阻擋行人通行;當綠燈亮起時，減速電機通過聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪帶動抬升式護欄降下，當升降式護欄降至橫桿呈水平狀態(tài)時，下面的橫桿觸動槽道上的開關(guān)，電機停止轉(zhuǎn)動，升降式護欄處于落至最低點狀態(tài)允許行人通行，揚聲器提醒行人可以通行。采用雙搖桿形式設(shè)計了抬升式的護欄，升降速度快，最大限度地降低因追求安全而損失的人行橫道通行效率。護欄運動過程如下圖所示

6、。3.3.2 違章信息采集與語音播報警示激光對射型光電傳感器的發(fā)射器位于與護欄上限等高的道口左立柱凹槽內(nèi)，接收器位于與護欄上端等高的道口右立柱凹槽內(nèi)。激光對射型光電傳感器在無障礙物阻隔情況下，發(fā)射器綠色指示燈亮，接收器紅色指示燈不亮;當有阻隔時，接收器接收紅色可見光受阻，紅色指示燈亮起，定時器計數(shù)，遮擋時長超過三秒，揚聲器警告行人：“請勿翻越護欄”;如行人不聽勸阻，遮擋時長超過五秒時，攝像頭拍照記錄。4 結(jié)語人行橫道智能護欄的應(yīng)用將彌補交通基礎(chǔ)設(shè)施的欠缺，減少人力資源的消耗，解放了路面警力。較之現(xiàn)有的交通管理方法，人行橫道智能護欄具有效率高、實用性強、應(yīng)用前景廣泛等特點。其智能化、機械化的管理約束倒逼國民素質(zhì)的提升，將有效減少行人違規(guī)闖紅燈行為，優(yōu)化道路安全穩(wěn)定性，提升出行安全度，維護道路交通秩序。參考文獻：1扈萬泰，左雪梅.城市道路交叉口的人性化設(shè)計探索z.2011中國城市規(guī)劃年會，2011.2尹一帆.基于嵌入式單片機的電機控制系統(tǒng)設(shè)計j.信息技術(shù)與信息化，2015（09）：63-65.3喬勇惠.光電傳感器原理及應(yīng)用j.可編程控制器與工廠自動化，2008（05）：103-106+123.4李旭華.光電傳感器原理及應(yīng)用j.電氣時代，2004（09）：5