潮汐式路栏机器人.doc

潮汐式路栏机器人

潮汐式路栏机器人是为了解决目前上下班高峰期，道路拥挤情况构思设计的一款智能机器人。众所周知，在每天的上下班时间，我们的道路往往在其中的一侧形成拥挤：上班时去市区的道路上和下班时往回家方向上，这些路段均会都造成大面积的拥挤和堵车现象；而在其反方向上，却发现几乎很少的车辆在道路上行驶。这个就出现了一个很矛盾的现象，马路一侧的车辆过多，道路现的十分的拥挤不堪，而在马路的另一侧确是“道路宽敞”，为此设计一款具有自动分析判断功能的机器人，它可以自行根据道路情况如潮汐般根据车流的情况临时改变道路格局，如2-2车道变成3-1车道，让原本双向行驶的双汽车车道，变为一侧3车道，一侧1车道。有效的起到了缓解上下班高峰期路面拥挤情况。
在设计上采用红外传感器、灰度传感器来对道路情况进行识别，在通过警示灯来提醒汽车道路进行动态变更，确保行车安全，最后变换道路形成“潮汐”路段（效果图如下）。
关键词：潮汐；红外传感器；灰度传感器；道路变更；

（高峰期上班道路情况） （潮汐道路变更后效果）

（高峰期下班道路情况） （潮汐道路变更后效果）

一、背景概述（课题的由来）
随着中国经济的迅速发展，人民生活水平的提高。汽车已经大量而广泛的被使用，家庭用车也逐渐的普及起来。同时，由于公路条件的改善和一大批高速公路的建成使用，使汽车的平均车速有了很大提高，这些无疑都给国家和人民带来了巨大财富和便利。
然而越来越多的汽车造成越来越堵塞的交通。根据《2009年上海国民经济和社会发展统计公报》显示：上海市在2009年时，公交运营车辆1.63万辆，运营出租车4.91万辆。全年市内公共交通客运量51.27亿人次，比上年增长4.6%。其中，公共汽电车客运量27.06亿人次，增长1.6%。至年末，全市拥有各类民用车辆283.81万辆，比上年增长6.3%。其中，汽车147.3万辆，增长11.5%。在汽车拥有量中，私人汽车85.19万辆，比上年增长18.3%。而在2009年由于一批世博配套路网项目和中心城路网改造工程年内相继完成。长江隧桥工程和新建路、人民路、西藏南路越江隧道、内环线浦东南段、机场高速公路、沪杭高速上海段改建等工程建成通车。全市高速公路网通车里程达到767.5公里。然而尽管在世博的契机下，我市道路发展有明显提升，但还是从中可以发现，上海道路发展速度较所属交通运力发展速度还显偏低，这也是交通状况拥挤的主要因素。尤其是上下班高峰期阶段，我们发现交通拥挤情况更为严重。为此解决这一状况成为我课题研究的方向。

二、课题的思考与分析
我七宝地区其中一段道路（沪松公路中春路段---沪松公路七莘路）进行了抽样调查。其抽样调查如下：
（一）调查的设定：
在这一段道路上，我分为3个时段，每段以10分钟来进行抽样取证，并周一到周五，进行5次抽查。由于是解决上下班道路情况，周六与周日不在考虑范围。
3个时段分别为7：00-7：10；12：00-12：10；17：30-17：40，其中7：00-7：10和17：30-17：40作为上下班情况设定，中午作为平常时段设定。

（二）调查的结果

时间段
7：00-7：10
12：00-12：10
17：30-17：40
行驶方向
市区方向
松江方向
市区方向
松江方向
市区方向
松江方向
周一
592
215
248
186
207
633
周二
622
229
237
222
226
678
周三
599
285
258
246
214
699
周四
589
302
263
254
311
650
周五
637
187
246
247
263
711
总计
3039
1218
1252
1155
1221
3371
平均值
607.8
243.6
250.4
231
244.2
674.2
单位：辆

根据条状图，不难发现在上下班高峰期时段，市区方向（上班时段）和松江方向（下班时段）均是十分拥挤，而它们相反方向的车道确实十分的“宽裕”。为此我想解决这个问题可以根据大自然的潮汐现象来实现。凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波助澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。因为在上述调查中我们也可以发现，汽车也是在某一个特定的时刻就如潮汐般很有规律的进行。为此，我计划设计制造出一台潮汐式路栏机器人，来解决这一问题。
开始
判断车流
引导移动
警示灯闪烁
是否有车
红灯亮，移动暂停
引导车辆行驶到指定车道
向车流少侧移动
绿灯亮，移动继续
多
少
N
Y

潮汐式路栏机器人在设计上具有这几个创新点

• 首先在不拓宽道路的基础上使得道路的利用最大化；
• 其次，采用了红外线等多种传感装置，使得路栏具有一定的智能化，方便管理，极大的减少了人力和物力；
• 第三，由于加装了车辆避障装置，使的车辆和路栏不易发生碰撞，使得安全性大大增加。