原创《乡村公路交通信号装置设计》
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经过实地走访和查阅资料后,我们了解到在没有红绿灯的路口比较容易发生车辆的侧面刮擦和碰撞事故.特别是在国道以及县乡级公路上,许多拐弯处都没有红绿灯,再加上车辆的违规停放等问题,导致交通事故频发.我们就想,如果有一种装置能实时感应路口各方车道来车,并通过语音提示或发光等方式及时提醒其他车道的司机做出反应,采取必要的减速让行措施,一定能大大减少交通事故的发生.我们把自己的构想告诉了陈水章老师,得到了陈老师的极大鼓励,于是我便叫上了自己的好伙伴开始了我们的创新之旅.
确定基本思路
正所谓：谋定而后动,要谋划准确周到而后行动.我们在陈老师的建议下,首先确定了整个设计的基本思路,它主要分为三步.第一步,调查了解无红绿灯的乡村路口车流与车速等交通情况,分析其存在的问题及原因,并提出合理的解决方案；第二步；查阅资料,了解目前城区广泛使用的红绿灯的结构与工作原理,为设计一款全新的交通信号装置打下基础；第三步,根据乡村路口交通情况与城区红绿灯的工作原理,设计一款适于乡村路口交通情况,能让车辆有序通行的交通信号装置.
整体设计方案
考虑到乡村道路比较狭窄且车流量不大,如果采取红灯禁行的方式,反而会降低车辆的通行效率,造成交通拥堵.因此,在整个车流自控双模交通信号装置的设计上,我们没有采用目前城市广泛使用的计时分流红绿灯,而是根据路口各方向车道的实时车流量大小来控制车辆的通行,实行先到先过,后到减速让行的原则.这样一来,就可以确保车辆安全、有序、高效地通行.
为了达到上述目标,我们在路口各个方向车道的一定区域内设置了感应来车的电感式传感器,传感器感应到来车信号后,立刻会将信号传输成一个逻辑控制电路,由逻辑控制电路通过继电器控制道路边的红绿信号灯及语音提示装置,最终实现先到先过、后到减速让行的设计目标.考虑到乡村路口供电可能比较麻烦,我们最终选择了太阳能发电储电供电的方案.
整个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、太阳能电池板和储电供电装置.
三大创新之处
成功完成了对车流自控双模交通信号装置的模拟测试后,我们认为这项装置具备了三大创新之处：1. 针对乡村路口提出采用感应式车流自控交通信号,实行先到先过,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. 通过实验确定了装置的基本参数,保证了它的灵敏性与可靠性,本装置的推广使用,具有极大的实际价值；3. 全新的车流控制红绿灯模式,能为将来红绿灯的升级换代提供参考.
（该作品获第三十二届全国青少年科技创新大赛一等奖,有删节）
（指导老师/ 陈水章 插画绘制/KIKI 酱）
公路交通论文参考资料：
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