安全斑马线系统研发

1、项目编号：浙江省大学生科技创新项目申 报 书创新项目名称： 安全斑马线系统研发 创新项目负责人： 来玉龙 学校名称： 杭州电子科技大学 申报日期： 2009年12月9日 项目类别：个人项目 团队项目浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室 制填写说明一、申报书要按照要求，逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。二、格式要求：申报书中各项内容以Word文档格式填写，表格中的字体为小四号仿宋体，1.5倍行距；表格空间不足的，可以扩展或另附纸张；均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。三、申报书由所在学校领导审查、签署意见并加盖公章后，一式三份（均为原件），报送浙江省大学生科技创

2、新活动计划（新苗人才计划）实施办公室。一、项目简介项目概况项目名称安全斑马线系统研发项目性质（）基础研究 （）应用基础研究项目来源（）自主立题 （）教师指导选题起止时间自2009年12 月 至 2010 年 12 月项目状况1、（）研发阶段 2、中试阶段 3、批量（规模）生产（选项打）申请人姓名来玉龙性 别男出生年月1987.3入学年月2007.3所在院系通信工程学院联系电子信箱lylbmw项 目 组主要成员姓名年龄性别专业具体分工周浩22男通信工程行人探测模块朱大江22男通信工程无线发射和接受控制模块喻亚22女通信工程路面警示模块邱婷22女通信工程编程，软件设计及调

3、试项目指导教师姓名胡淼性 别男出生年月1982.4主要研究方向近三年获奖成果：国家级_等奖_项，省部级_等奖_项近三年科研经费_61_万元，年均_30_万元项目主要内容简介安全斑马线系统包括行人自动触发安全斑马线警示系统和斑马线辅助照明系统两大块。行人自动触发安全斑马线警示系统由行人探测模块、无线发射及控制模块和路面警示模块（太阳能无线同步道钉灯）三个部分组成。系统实现的主要功能包括：自动探测行人进入和走出斑马线区域；自动触发路面道钉灯警示行人；无线发射及接受模式，安装时无需破坏路面。斑马线辅助照明系统由高功率、低功耗的LED面光源及太阳能供电系统构成，能对夜间视觉环境较差的斑马线区域进行独立

4、照明，从而减少因视线较差也引起的安全隐患。系统实现的主要功能是准确照明斑马线区域。安全斑马线系统项目的主要社会作用包括：及时提醒行人和超速司机；引导行人走斑马线；降低车辆接近行人速度；延长车辆接近行人制动距离；提高汽车礼让行人的概率；降低人车冲突。二、项目的研究目的及意义1、申请项目的必要性、目的及意义项目必要性：据统计，全球每年约117万人死于道路交通事故，其中有65是行人。 交通事故中行人的死亡系数是司乘人员的9倍，骑车人的死亡系数是其8倍。美国六个州的交通事故数据显示，26%的撞车事故可以归咎于人行横道缺少安全保护。据公安厅交管部门统计，2007年1-9月，宁波市发生的3000多起交通事

5、故中，1/3发生在人行横道线及其附近。 2009年1-5月，省发生在人行横道上的事故共247起，死亡47人。 2009年1-6月，郑州市发生在斑马线附近的交通事故占事故总量的1/4左右。 2009年5月7日，杭州市文三西路发生震惊全国的“七十码事件”2009年8月5日，杭州市莫干山路浙江电视台门口爱心斑马线附近，发生“保时捷撞死打工少女事件”。根据本项目小组前期的问卷调查，行人每天穿过斑马线的次数，基本不走斑马线的占5%，共11人，每天走1-5次的占17%，共42人，每天走5-10次的占37%，共92人，每天走10-15次的占23%，共57人，每天走15次以上的占18%，共44人。从以上分析结

6、果看，大部分行人每天要穿过斑马线5-15次，在实地访谈中我们发现，绝大部分行人认为穿越斑马线是日常生活中的必要组成部分，而且随着车辆的日益增多，他们也越加重视穿过斑马线时自身的安全。关于斑马线安全问题针对行人的问卷中，对于穿越斑马线时的安全性评价，认为很危险的有97人，占39%，认为比较危险的有89人，占36%，认为一般的有32人，占13%，认为比较安全的19人，占8%，认为很安全的9人，占4%。从该统计结果来看，绝大部分人（75%）认为穿过斑马线是是比较危险或很危险的，因此可以认为，斑马线安全问题已经日益突出。通过上述数据和案例告诉我们“斑马线的安全问题是急需解决的”。确保行人的安全顺利通过

7、，是十分必要的。这不仅仅关乎一个人，而是一个家庭，乃至一个社会！项目的目的及意义：1）安全斑马线系统提高不熟悉路况的司机对人行横道的注意力。2）安全斑马线系统降低了汽车接近斑马线的平均速度。3） 安全斑马线系统促使司机在行人通过斑马线的情况下，及早的发现前方情况，提前做出反应，通过刹车和减速礼让行人先行，降低人车冲突的概率。4） 解决了在多车道的路况时由于公交车或者货车挡住司机的视线而发生人车冲突的可能性。安全斑马线系统，对提高人行横道的安全性有着非常重要的作用。通过提高司机的注意力，降低汽车通过速度，督促司机礼让行人，降低人车冲突比例，安全斑马线不仅能够保障行人通过人行道的安全，而且能够提高

8、行人通过的效率。2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围项目背景：目前所有的“斑马线”，均是用油漆喷制或刷成的，它和路面齐平，司机长期驾驶之后很容易因疲劳而放松警惕，或者有时在光线昏暗以及部分视角被遮挡等情况下导致司机不容易看清楚路旁经过的行人，这些都很可能导致车祸的发生。我国的道路交通安全法和道路交通安全法实施条例对车辆和行人在斑马线上的通行有明确规定，但在实施过程中，对斑马线上的违法违规行为执法难度比较大，如今道路上的汽车越来越多，危险事故也随之增加，道路上已有的斑马线和降速杠等装置在提高安全性方面有一定的局限性，安全斑马线警示系统可以弥补上述的部分不足。为了提高斑马线安全系数，人们提

9、出了各种各样的解决方案，近年来为缓解城市交通管理压力、降低安全事故发生率，交警部门在斑马线附近尝试了多种硬件辅助措施，如杭州的爱心斑马线、LED提醒立柱，宁波的彩色斑马线及反光道钉灯系统、台州的立体斑马线等。这些措施在一定程度上改善了斑马线安全现状，但由于各种原因，斑马线的安全问题还没有得到彻底解决。在90年代后期，美国的很多城市开始采用安全斑马线系统。这种系统能够自动探测到进入人行道的行人，并立刻点亮嵌在路面的道钉灯，警告司机避让行人。到目前为止，在美国的各个城市已经安装了上千套此类系统，而且仍在逐渐的推广过程中。项目主要内容：如图1所示，安全斑马线警示系统由行人探测模块、无线发射及控制模块

10、和路面警示模块（太阳能无线同步道钉灯）三个部分组成，可以自动探测行人进入和走出斑马线区域以及自动触发路面道钉灯警示系统。行人探测器行人检测信号道钉灯控制信号道钉灯图1安全斑马线警示系统原理图道钉灯的主体是安全封装的高亮度LED。道钉灯的外部材料一般采用坚固的不锈钢和铝合金，以保证内部的灯管在多次的冲击和重压下仍然能够正常发光。LED灯的发光可以为白、黄、红等多种颜色，光线经透镜汇聚并反射后投射在汽车接近的方向，保证LED点亮时，汽车可以在规定的安全距离之外看到闪光。系统被触发时，安装在路上的所有道钉同步闪烁，闪烁的频率为每分钟50次60次，以保证在提醒司机的同时能够区别于其他的交通设施。道钉灯

11、是安装在路面上固定的底盘内，其上端突出路面的高度规定在2.5厘米以下，避免突出的部分对汽车的行驶造成影响。在人行道的两边各装有一对圆柱，在圆柱内嵌有行人感应器。两个柱子之间的间距略大于人行道的宽度。一个柱子内的感应设备发射出的光束被另一个柱子内的感应设备所接收。当行人通过柱子之间时，由于光束被隔断，感应器无法接收到光束，从而触发了整个系统。感应器具备方向判断能力，可以判别出行人的方向是进入人行道还是离开人行道，防止系统被错误触发。 系统一旦触发后，道钉灯开始闪烁，并持续一段固定的时间，持续时间的长短可以通过统计分析行人通过人行道的最大时间来计算得到。当有多人连续通过感应器进入人行道时，道钉灯会

12、不断被触发闪烁，直到最后一个行人离开了人行道。电源箱为整个系统包括道钉灯和感应器提供直流驱动电源。电源型可以采取交流电供电也可以使用太阳能供电。电源箱也包含控制道钉灯闪烁和行人感应器工作的控制设备。人们可以通过友好的人机界面配置道钉灯的闪烁方式，闪烁维持时间，以及系统的自动启动时间等等，方便了系统的安装，使用和维护。项目技术水平：行人检测系统：设备简单，施工方便，受天气等环境因素影响小，施工方便，识别率高达到98%以上、误识率低，并且这方面的技术已经很成熟，可行性很强。道钉灯：道钉灯外壳采用不锈钢或合金，耐压耐磨。地面打洞、铆钉和树脂粘贴两种方法，保证了高强度和使用寿命；且对车辆不会产生影响。

13、道钉灯中发光体采用高性能LED，发光寿命为5年，亮度达到目前现有道钉灯的5倍；光源红，黄，白三种颜色可供提供；光源闪烁频率可供选择，对司机安全频率。系统电源同时为道钉灯和行人监测系统提供电源；界面友好的人工配置面板，调整各种系统参数；调整控制信号，选择道钉灯的闪烁频率；设置系统在每天的固定时间段（夜间）启动关闭。两种供电方式：交流电和太阳能电池板。项目应用范围：人行横道事故高发的原因复杂，客观上道路的车流量越来越大，路上行驶的和路边停靠的车辆会阻碍司机的视线，使司机无法及时的发现行人。主观上部分司机放松对路边行人的警惕，当道路上突然出现穿越行人时，不能及时做出反应避让行人。天气和光照的因素同样

14、不能忽略，在阴雨天和夜间，道路的可见度有限，即使人行横道上有斑马线，对路况不熟悉的司机也会分辨不出斑马线和行人，更加提高了行人的危险。为了提高人行道的安全系数，人们提出了各种各样的解决方案。很多城市在事故高发的地段会添加各种辅助性的标志，比如在人行道上方设置自发光的LED标志，在人行横道中央安置固定的提醒标志，在路边放置行人自动触发的警示灯等等；又比如爱心斑马线，立体斑马线以及爆闪灯。这些设备和手段取得了一定的成效，但离真正解决斑马线的安全问题还有很大的距离。安全斑马线系统能够自动探测到进入人行道的行人，并立刻点亮嵌在路面的道钉灯，警告司机避让行人。本系统适用于城市或者城郊路段和路口的斑马线，

15、到目前为止，类似产品在美国的各个城市已经安装了上千套此类系统，而且仍在逐渐的推广过程中。安全斑马线系统可以得到广泛的应用于各个城市，甚至各个国家，且有很大的实用价值和可操作性。3、实施该项目所具备的基础、优势和风险项目基础：指导教师：胡淼：博士，讲师，从事激光及非线性光学技术的研究。2003年于浙江大学信息工程学院获学士学位； 2007-2008年获得“国家建设高水平大学公派研究生项目”资助，赴柏林工业大学物理系光学所交流学生；2008年于浙江大学获光学工程学科博士学位；2008年起于杭州电子科技大学通信工程学院任教。目前主持横向项目两项共26万元，军工项目一项35万元；在国内外学术刊物上发表

16、论文8篇，第一作者SCI/EI收录或核心刊源4篇。近一年主要从事光纤中的非线性光学的研究。初步成果实物： 图2 “行人自动触发安全斑马线警示系统”样机图3太阳能无线同步道钉灯 图4 核心控制板项目组已经在做了初步的研发以及相关的试验，进展顺利，预计一年之内能把一整套完整的安全斑马线系统做出成品。项目优势：1. 项目的可行性强，技术成熟，成功的概率很大；2. 项目人性化，需求量大，市场前景明朗；3. 项目可以提高城市科技水平，支持国家政策和号召，易于被政府采纳并推广；4. 项目的其他产品衍射广，可以应用于交通的各个领域；我们已经进行了前期的研究，开始着手进入第二阶段。4、项目计划目标在半年时间内

17、，把安全斑马线系统研究成功，并进行相应的实地测试和调查。一年内做出一套安全，可靠，节能的系统，并且大量的推广这项技术，给行人提供安全保障，提高安全系数。在确保行人安全的同时提高城市的夜景形象，美化城市。三、预期成果、知识产权形成及经济、社会效益分析1、项目的预期成果及知识产权归属情况项目的预期结果是一年之内完成计划。知识产权归属胡淼老师。2、项目的市场前景分析1）市场总量规模 截止2008年，我国个大中城市道路建设总长度达189万公里，而路段斑马线的设置间隔一般为150至500米，由此推断全国有大约超过945万条斑马线。剔除其中车速较慢路段，车流量非常少的路段，有交警协管直接管理路段，经济不发

18、达地区等因素，剩下大约42%的斑马线是适合安装安全斑马线系统，在其中16.3%是事故高发地段，亟需应用系统。所以该系统的期望市场可大约为1300万。 2）市场增长速度我国城市道路建设2008年比2007年同比增幅2.4%，预计下几年仍将保持3%左右速度增长，至2010年，全国公路总里程达210至230万公里，到2020年，全国公路总里程达到260至300万公里。由此可估计每年该系统适合的目标路段将增加45万个，每年增加期望市场约50万左右3）市场产品结构分析安全斑马线系统属于自动化系统，在市场上无同类商品。其替代商品为安全斑警示牌，自发光的LED标志，爱心斑马线，立体斑马线以及爆闪灯装置，其技

19、术含量低，效果不明显。在90年代后期，美国的很多城市开始采用类似的安全斑马线系统。到目前为止，在美国的各个城市已经安装了上千套此类系统，而且仍在逐渐的推广过程中。美国各公共研究机构对安全斑马线系统的应用效果调查报告后显示：A有行人等待通过斑马线时，安装了系统后，汽车接近速度低于之前的4.2km/h。B安全的角度触发，停车位置越过安全线的比例从28%降低至21%。C装六个月，主动礼让的司机比例，由安装前的10%提高到46%D装系统后人车冲突的比例，降低为0.24%辆，同比下降73%全斑马线系统大大减少事故，从而减少民众生命财产损失。其性价比远优于其他替代商品。4）市场供需分析以浙江为例，全省事故

20、统计其中约1/3的事故发生在斑马线附近。斑马线附近已成为交通事故高发区，所以人们急需能降低事故发生的方法。其中约1/3的事故发生在斑马线附近。斑马线附近已成为交通事故高发区，所以人们急需能降低事故发生的方法。以杭州为例，杭州市政府联合中国美院、交警系统及交通行业工程商等相关机构进行了杭州市城市形象系统规划，并在城市景区、商业区逐步推广了以太阳能无线同步道钉灯为核心的地面照明警示系统。安全斑马线系统能更好的降低事故，其市场需求将有较好前景。3、项目的盈利能力分析及财务预算项目盈利能力分析:根据对杭州市区的统计，杭州市内有500余条斑马线可应用该系统，其中100余条事故高发斑马线亟需应用该系统。路

21、段斑马线的设置间隔一般为150至500米。按此推算杭州市区系统饱和应用量大约1435套。该系统估计售价17000元，第一年预计可出售50套，1. 第一年利润预算分析表1利润分析利润预算项目金额销售收入850000成本475000毛利3750000销售费用37500管理费用22500制造费用75000利润总额3615000所得税费用759150税后利润2855850注： 1.费用按中国企业平均比例计算。 2.企业所得税按高新技术企15%。 3.优惠税率，综合考虑增值税等其他税，所得税费用率为21%。表2盈利能力数据分析盈利能力数据分析项目销售毛利率销售净利率成本费用率数据44%33.5%10.5

22、2.以后各年利润增长分析预计城市道路建设后几年按3%左右速度增长，同时结合项目不断开发沿海内陆众多城市的市场，预计后1年销量增长45%，第2年销量增长30%，之后3年按销量23%增长。项目财务预算单个试验样品成本项目数量单价（元）总价（元）系统部件成本1.激光发射器/接收器41004002.太阳能电池板13003003.主控机箱1200020004.无线道钉灯1018018005.机械结构450020006.材料及损耗3000330总计98004、项目的社会效益分析1）减少交通事故，保障行人生命安全以浙江为例，2008年交通事故26111起，死亡6063，受伤28913，其中其中约1/3的事故

23、发生在斑马线附近。安装安全斑马线系统后，装系统后人车冲突的比例至少下降60%以上，按此推算仅浙江一省安装该系统后可少交通事故5000起以上，减少人员死亡1211人以上，减少受伤人数大约4900人。2）减少交通事故，降低财产损失同样以浙江为例，2008年交通事故26111起，造成经济损失9913.7万元。按推算安装安全斑马线系统后，仅浙江一省安装该系统后可少交通事故5000起以上，减少经济损失1652.3万元。3）提高行人安全系数，提高市民安全感根据调查问卷显示，大部分人（75%）认为穿过斑马线是比较危险或很危险的。装系统后人车冲突的比例，降低为0.24%辆，同比下降73%，大大降低事故发生。同时在美国圣何塞，安装同类系统六个月后调查显示，81%的行人表示对安装了该系统的人行道表示放心，而66%的司机也认为这个设备是有效地。市民对认为穿过斑