车流自控双模交通信号装置

 长沙市长郡芙蓉中学蔡韧  长沙市双语实验中学  杨焯

指导老师：陈水章

【作品简介】

课题的确定

2016年9月22日上午，河南省睢县发生一起交通事故，一辆校车与一辆小型货车发生碰撞，事故共造成2死11伤。

据了解，事发后两车司机已被警方控制。出事车辆为睢县职工幼儿园校车，该车核载37人，实载33人，其中包括一名司机，2名老师，30名学生，该校车并未超载。事发路段为该县城乡结合部道路，是通往城区的主要道路，但并未安装红绿灯。目前，事故原因正在调查中。

为何经常会出现此类本应不该发生的事故？带着这个凝惑，我在百度搜索与“无红绿灯路口”有关的事故，结果多达1516000条，从而说明“无红绿灯路口有关的事故”已成为近年来夺走许多鲜活宝贵生命的常见车祸。

我在日常生活中及电视新闻上经常看到在没有红绿灯的乡村路口发生车辆的侧面刮擦和碰撞事故，有时甚至造成车毁人亡的重大交通事故。特别是在国道以及县乡公路上，许多拐弯处没有红绿灯，有时还有违停车辆，导致交通事故的增加。其实要是在拐弯处能有一盏指示灯感应报警或发光提醒司机，也就能减少交通事故的发生。

于是我就有了一个想法：设计一种装置，能实施感应路口各方车道来车，并及时提示其他方向车道的车辆驾驶人，及时作出反应，采取必要的减速让行的措施，来规避因多向来车，车速过快，来不及避让，减少交通事故的发生。我把我的思路告诉了陈老师，得到了陈老师的极大鼓励，于是我便开始了创新。

基本思路

1.通过调查了解乡村路口车流与车速等交通情况，分析乡村路口交通存在的问题及原因，并提出合理的改进解决策略或方案。

2.查阅资源了解目前城区广泛使用的红绿灯的结构与工作原理，分析为何不在乡村路口广泛使用的原因。

3.根据村路口交通情况与城区红绿灯的工作原理，设计一种适于乡村路口交通情况，为乡村路口交通高效、有序、安全通行，提供一种有效的装置与新的管理模式。

方案设计与分析

本项目为了能在安全距离的情况下，准确有效的提醒从路口各方向车道上的驾驶员横向车道是否有车进入路口，从而能及时有效的采取减速让行的措施。同时又不能在横向车道没有车辆进入路口，而因设置有红灯将车禁行，大大降低交通的通行效率。

据上要求，本项目不能采用城市目广泛使用的计时分流红绿灯，只能根据路口各方向车道的实验车流大小来控制，采用先到先过，后到减速让行的通行原则，保证路口的交通秩序安全、有序、有效。

在装置的设计上，为了实现由路口各方向车道上的车流来控制，则在路口各方向的车道的一定区域，设置感应来车的电感式传感器，传感器感应到来车信号后， 将信号传输能一个逻辑控制电路，由逻辑控制电路通过继电器控制设置有模向车道路边的红绿信号灯及语音提示装置。考虑到乡村路口市电供电较难，本项目采用太阳能发电储电供电方案。

本项目设计的装置，包括电感传感器、逻辑控制电路、继电器、红绿灯、语音提示装置、太阳能电池板、储电供电装置。

创新点

1.本项目针对乡村路口提出采用感应式车流自控交通信号，实现先到先过，后到减速让行的有序通行原则，为改善乡村路口的交通提供了新思路。

2.本项目通过实验确定了装置的基本参数，保证装置的灵敏性与可靠性，本装置的推广使用，具有重要的实际价值。

3.本项目提出的车流控制红绿灯模式，能为提高道路车流通行效率的红绿灯升级换代提供参考。

【所获荣誉】

获第九届国际发明展银奖。

获第38届 湖南省青少年科技创新大赛金奖及妙想创客科技创新奖。

获第32届长沙市青少年科技创新大赛一等奖。