智慧斑马线在行人过街安全中的应用

朱聚峰

摘要：本文研究了智慧斑马线等智慧交通子系统在人行过街安全中的应用。在人行过街频繁的路段，由于恶劣天气，光照不足，斑马线损坏以及驾驶员的原因，经常会因为驾驶员在一些繁忙的人行过街处缺乏足够的警觉而导致安全事故。行人作为城市交通中的弱势群体，在交通事故中最容易受到伤害，过街优先权经常得不到保证。如何在确保车辆的通行效率前提下，保障人行过街的安全，成为交通管理者需要解决的一个重要问题。智慧斑马线系统利用摄像头、雷达等行人检测技术及4G等数据传输技术实现行人感知与红绿灯和智慧斑马线联动控制，提高行人过街安全性。本文同时结合佛山的试点应用情况及存在问题进行探讨和分析。

关键词：智慧斑马线；LED地砖；人行过街；系统； 智能交通

1引言

人行横道指的是在车行道上用斑马线等标线或其他方法标示的规定行人横穿车道的步行范围。是防止车辆快速行驶时伤及行人而在车行道上标线指定需减速让行人过街的地方。公安部交通管理局发布通报称，据统计，近三年来全国共在斑马线上发生机动车与行人的交通事故1.4万起，造成3898人死亡。此外，从统计情况看，机动车未按规定让行导致的事故占了全国事故的90%。公安部交通管理局称，从造成事故原因分析看，主要是由于交通参与者交通安全意识淡薄，违反法律法规通行导致的。 [1]

解决机动车路权和行人过街路权冲突主要有三种方式：一是交警在人行道两端进行指挥，按交警指挥的手势进行交替通行。这种方式费时费力，效率低下。二是设置行人过街信号灯。固定周期会造成固定延误，极易造成车行交通拥堵和过街拥挤的状况。三是建设立体过街设施。这种方式过街安全性提高，但大幅增加行人过街距离，同时建设周期长，成本高。[2]因此，利用智慧斑马线系统，摄像头、雷达等行人检测技术及4G等数据传输技术实现行人感知与红绿灯和智慧斑马线联动控制，科学、有效的对过街的行人和通行的机动车进行管控，提高行人过街安全和提高路口通行效率意义重大。

2智慧斑马线行人过街系统

2.1设计思路

智慧斑马线方案：通过视频AI检测技术和雷达监测感应过街行人，触发智慧斑马线切换显示灯光、提醒机动车减速，礼让行人，待行人通过斑马线后解除警示状态。同时为了确保行人过街安全，智慧斑马线系统还实现了电子警察抓拍不礼让行人功能，加强对机动车违法行为的教育和管控。

2.2技术方案

在路口的两端架各设一套智能斑马线控制箱，包含电源系统，信号检测系统，信号控制系统，信号输出系统，红绿灯信号检测系统。通过人行信号灯检测系统单元，检测人行信号灯的信号状态，并与交通信号灯联动，同时，视频监系统和雷达监测系统校核，保证检测的有效性和准确性，智慧斑马线LED发光地砖灯的显示颜色，与人行信号灯显示的颜色一致。

主要包含显示模块、检测模块、控制模块、通信模块、平台模块。[4]

2.2.1显示模块

显示模块，有道钉灯和LED地砖灯2种设备，抗压为25t。嵌入式发光道钉灯为不凸出地面，抗压 25 t。安装较为简单，但显示效果不如LED地砖灯。LED地砖灯，每道斑马线的两端各安装两组LED发光地砖。 LED地砖灯施工难度高于道钉灯，显示效果也较道钉灯明显。

2.2.2检测模块

检测模块。设置摄像头、雷达、红外、热成像等检测设备，通过视频AI检测技术和雷达监测感应过街行人，实现前端数据采集。

2.2.3控制模块

控制模块，负责把采集数据进行处理，通过通信模块传给中心。可以实现智慧斑马线LED发光地砖灯与交通信号灯联动。

2.2.4通信模块

实现显示模块和后台平台模块之间的数据传输，目前主要有4G或NB-IoT[5]两种方式。数据实时性要求高、传输量较大一般采用 4G传输，速度为20〜100 Mbps。

2.2.5平台模块

控制平台是智慧斑马线的大脑，能够实现对前端设备进行控制管理；同时可视化界面上可以实现数据储存、分析和展示。

3应用案例

3.1实施背景

文华路在佛山市属于路网系统中“七横，九纵”中的第五纵，路线呈南北方向，北接海八路、南达佛山一环及乐龙路，是中心城区内部骨干路网的主要组成部分。文华南路工程此次作为佛山市智慧人行过街的示范项目，随着项目的建成，佛山禅城将迈进智慧出行时代。该系统智能斑马线能够发光，极大地提高了夜间斑马线的可视度，增强了提示和警示功能。同时，该系统监控摄像头能自动抓拍，判定车辆、行人闯红灯后，会将其违章行为记录。未来，物联网建设完善后，智能行人闯红灯取证系统还可接入中国天网工程，帮助城市管理和治安防控，如发现可疑人物，系统还可和数据库中的人物信息进行匹配，发现不法分子系统就会发出警报，辅助抓逃等。

3.2工程方案

行人检测模块采用激光雷达和红外的复合检测方式，在两侧人行道等候区各设置1组。激光检测区域为机动车道（不包括非机动车道部分），红外检测人行道上等候过街的行人。警示灯选择LED地砖灯，安装在斑马线两端，警示灯数量为斑马线数量的2倍。

智慧斑马线人行低头提示灯采用单条LED发光灯带地砖，尺寸503x111.5x105.5mm，布设于人行道和导流岛上的人行铺装位置。布设单条长度6m。

图1-智慧斑马线地面显示设备安装图

在路口的一端架设一套智慧斑马线控制箱，包含电源系统，信号检测系统，信号控制系统，信号输出系统，红绿灯信号检测系统。通过人行信号灯检测系统单元，检测人行信号灯的信号状态，并与交通信号灯联动，保证检测的有效性和准确性，智慧斑马线LED发光地砖灯的显示颜色，与人行信号灯显示的颜色一致。

3.3实施效果

本系统雷达探测器的探测范围实现东西南北四个进出口人行横道线的全覆盖，探测速度快、准确率高。在行人走过人行横道线时，智慧斑马线LED地砖灯及时亮起；或者行人进人行横道探测区域，智慧斑马线LED地砖灯同时亮起，误差时间不超过1 s。雷达探测器的探测范围可调，既能适用于城市主干道宽路面，又能适用于双向2车道的人行横道。橡胶轮胎与LED地砖灯间滑动摩擦因数达到0.85, 采用特殊胶质材料，防滑系数高，安全性高。

4结语

城市交通规划一直强调慢行复兴。智慧城市，智慧交通作为近些年城市建设和发展的热点。随着经济社会的发展，越来越多的城市，通过高科技，通过智慧手段，顺应出行需求，提高行人的出行品质。相信慢行的全面复兴即将到来。

参考文献：

[1] 公安部交通管理局通报，2017.06.17

[2] 吴渊杰, 行人与机动车的"路权"冲突[J]. 安全与健康:下半月, 2009, 000(008):4-7.

[3] 邱杨.路段无信号控制人行横道实际通行能力研究m.湖南交通 科技,2016,42(4):174-177.

[4] 许乐. 智慧人行横道系统的建设及应用. 中国市政工程, 2018, 201(06):97-100+115-116.

[5] 郑炳松.基于NB-IoT的智慧路灯在智慧城市中的应用分析[J].智能建筑与智慧城市,2017(12):97-100.