行人交通安全警示系统研究(2)

3实验模型的制作

实验模型制作以信号交叉口为例。信号交叉口车流、人流特征具有典型代表性，是交通建模不可缺少的部分。实验模型包括信息采集模块、控制模块、信号输出模块、电源模块，通过各模块的有效联结，形成了系统的主要结构。

3.1信息采集模块

交通信息采集是利用交通检测器对交通系统中所需求的动态和静态信息进行获取的过程,主要任务是获得道路上的运行信息[5]。信息采集模块主要由2组传感器构成，其中第一组采集车辆信息，第二组采集行人信息，2组传感器相互并联工作，并与控制模块连接。2组传感器均为重载型半导体压电阻传感器，且具有不同的压力表征范围，第一组为250～1 200 kN，第二组为9×103～2×105kN，分别用于感应行人与车辆。当车辆或行人通过它们时，即可接收对重力的感应，并完成信息的基本采集。采集后的压力信号将通过传感器的中央处理单元将信息输送到相应的控制模块。本系统信息采集不需要地上空间，准确可靠，还具有实时采集，便于运用等特点。

3.2控制模块

控制模块为系统的核心部分，主要由具有一定运算功能的单片机组成。其功能为处理信号采集模块采集的道路信息，并对信号输出模块发出指令控制其工作。

信息控制模块与重载型压力传感器及信号输出模块相互连接，包括处理传感信息的计算机系统、应变计及相应的保护装置。控制模块将压力信号转变为电信号，使输出模块进行正常工作。在未接收到压力信号时，发光模块发绿光，表示可以通行，控制模块只接收到机动车的压力信号时，指示LED发光模块发出红光，表示不能通行，此为一级预警信息。当同时接收到机动车和行人的压力信号时，发光模块红光闪烁，并且对声音预警模块发出指令，蜂鸣器开始报警，警示行人注意安全，此为二级预警信息。

3.3信号输出模块

信号输出模块主要由LED灯和蜂鸣器组成，可根据控制模块发出的不同指令显示不同的预警信息。根据GB/T 8417-2011 《灯光信号颜色》，所述LED发光模块由12个红色和12个绿色发光二极管组成，形成可变交通标志。声音预警模块由蜂鸣器构成。所述蜂鸣器与1个保护电阻串联后接到锂离子蓄电池两端。蜂鸣器与发光装置连接，系统在发光的同时可通过蜂鸣器报警音对行人进行警示。整个信号输出模块安装布置在人行横道处及人行道等需要进行预警的地方，系统符合GB -2016 《道路信号灯设置与安装规范》。信号输出模块简单可靠，具有占用空间少，成本低的特点。

3.4电源模块

实验所述电源模块由太阳能光伏发电板和锂离子蓄电池构成。所述太阳能光伏发电板发电电压为20 V，锂离子蓄电池充电电压为14～15 V，放电电压为11.1～12.6 V，符合GB -2011 《道路交通信号灯》要求。经过电能储存之后,由供电系统向各模块进行电能供应,整个过程为单向传递，互不重复。各部分供电不交叉，保证了可检测性,具有高效节能的特点。具体的太阳能供电系统通过太阳能电池板进行发电，由蓄电池的充放电控制器完成对压力传感器、发光装置、蜂鸣器的电力供应,保障整个系统的正常工作。

4实用性评估

4.1技术评估

在实验室进行系统的技术评估，供电系统、控制和显示模块工作稳定。通过Vissim 软件进行交通仿真，并且以不同质量的模型小车和行人模拟路上的机动车及行人，进行稳定性和工作时长的测定，经过连续7 d的循环模拟，警示系统正常工作，并未发生短路及发热严重等问题。

4.2实验调查与分析评估

根据交通调查与分析理论[6]，分别在校园主干道，商场人行道及道路交叉口等3种不同环境下进行实地调查，对系统进行分析评估。通过对学生、社会人员和校园家属共计200人进行意见询问及调查。经过整合，得到了评估报告，部分结果见表2。

表2行人警示系统工作效果行人的观感人数存在事故隐患/处未发觉 2510看到但忽略339执行 1445合计

由表2可见，其中72%的人认为起到了警示的作用，部分人认为如果报警声音过大可能会对行人有所影响，更多人认为装置适用于车流量与人流量较大的区域。

5经济评价

5.1性能及造价

表3为常见警示装置在造价和适用性方面的比较。

表3造价、适用性比较警示类型造价/元适用性传统路标约280覆盖性强,容易忽视,造价较低色灯信号约480 只适用于交叉口,人行横道,造价较高,可靠性强闸机标线约850占地大,受电源影响,较可靠LED预警标志约550 信息可变,不受电源影响,节省空间,覆盖场所多 行人交通安全警示系统约250 占地小,不受电源影响,造价低,实用性强

文章来源：《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/qikandaodu/2021/0626/449.html