可升降盲道斑马线盲人辅助过街系统的研究

西藏大学工学院 安子琦 崔一伟 李萌萌 于 越 郭 蕾

本研究通过将红绿灯交叉口的斑马线与盲道的设计理念相结合，设计出一款具有一定递变高度的盲道斑马线，使盲人行走在该盲道斑马线上时，通过足底与突起的斑马线接触而判断是否行走在斑马线上，从而保证盲人经过红绿灯交叉口时的路线正确；而从中央到两侧斑马线突起的高度递减，经过交叉口的盲人可以凭借脚底触感的变化而判断自己行进在斑马线的什么位置，并通过与设置于斑马线两侧的声音提示装置提醒盲人红绿灯的变化情况，使盲人能够顺利安全的通过红绿灯交叉路口；并且为了防止突起的斑马线对其他车道的车辆行驶造成影响，将斑马线通过底部托升装置设置为可升降形式，只有在该斑马线方向信号灯为绿灯时斑马线突起才会升起，为红灯时则降下，升起的斑马线对于其他车道可视为减速带，也能从一定程度上减少车辆闯红灯现象。

引言：现如今，盲人在社会上属于特殊群体，需要全社会的共同关爱和帮助。而一直以来盲人群体最大的需求就是如何安全的出行。随着科学技术的的不断发展,人类文明程度的不断提高,越来越多的专家学者开始关注盲人这一特殊群体的出行安全问题。例如盲道的设计以及一系列的盲人辅助过街装置的开发。但交叉路口不同与普通的街口和街道，现在市面上的盲人辅助过街系统并不能很好的引导盲人通过交叉路口，或是不能及时反馈红绿灯的信息；或是无法正确的为盲人提供方向指引；或是无法告知盲人还有多长距离到达对街；国内有基于四翼小型无人机引导盲人通过交叉路口的研究设计，但是该过街辅助系统的操作繁琐复杂，盲人无法熟练使用，且成本过高，一般的盲人可能无法承受。而其他的盲人辅助行走设备，例如携带小型计算机的高科技拐杖等又沉重、体积大、不方便携带；而利用红外线或者声波测距的设备范围有限且易受干扰。为了解决上述的问题，本研究特设计了盲道和可升降斑马线结合的盲人辅助过街系统，致力于解决盲人过红绿灯交叉口不便的问题，为盲人、视弱群体营造更加安全的出行环境

1.“盲道斑马线盲人辅助过街系统”研究理论基础

1.1 研究原理

改革开放以来，我国的经济迅速发展，综合国力不断增强。我国的基建也不断完善，道路设施的建设逐渐遍及全国，形成了“11纵18横”、“7条首都放射线”的高速公路路网。然而，道路基础设施的完善再为普通公民提供出行便利的同时，却没有兼顾到特殊群体，如盲人、聋哑人、肢体残疾者等。现有的道路基础设施不能满足这类特殊群体的出行要求，而如果要求这类特殊群体自备辅助出行系统，一是会增加其经济负担，二是对这类特殊群体不公平，没有做到社会基础设施便利普及；所以本研究将会在现有的道路基础设施的基础上进行改进和设计，真正让公共道路设施的便利普及到每一类人。

1.2 研究思路

行人想要安全通过红绿灯交叉口，必须在绿灯持续时间内按照正确的方向行过交叉口。盲人想要安全通过红绿灯交叉口同样也需要满足这些要求。所以只需要弥补盲人在方向感、红绿灯交叉口信号接受和距离把控三个方面的缺陷，就可以做到安全的通过交叉路口。本研究致力于通过盲道、可升降斑马线以及语音提示装置的结合，解决盲人过街难题；与红绿灯连接的语音提示装置通过发出由缓到急的提示声告知盲人绿灯快要结束的时间；而由红灯时下降至地面，而绿灯时升起，且中间到两侧高度渐变（下降）的可升降斑马线，通过足底触感的不同来为盲人引导正确的方向和提示盲人距离对街的距离（可升降斑马线中间最高，两侧最低，因此盲人如果通过足底触感感受到斑马线越来越高，则证明正在向马路中线行进；如果通过足底触感感受到斑马线越来越低，则证明盲人已经行过马路中央向对街行进）。

1.3 研究流程

2.“可升降盲道斑马线盲人辅助过街系统”的工作原理

（1）盲道斑马线盲人辅助过街系统主要由语音提示装置模块、单片机模块、可升降斑马线模块三部分组成。

（2）语音提示装置模块通过将行人过街提示器与红绿信号灯连接，读取信号灯的电信号，从而将红绿灯的视觉信号转化为语音信号。当红灯切换为绿灯时，语音提示装置将播报：“可以通行”。因为每个交叉口的信号配时是固定的，因此语音提示装置模块还可以对绿灯持续时间进行倒计时。当绿灯还有十秒以上时，语音提示装置会发出舒缓的“滴”声提示音；当绿灯持续时间只有十秒后，语音提示装置会播报“绿灯还有十秒即将转变成红灯，请尽快过街”，提示声转变为逐渐急促的“滴”声。从而告知盲人信号灯的持续时间。

（3）在信号灯转变为绿灯时，可升降斑马线模块位于路面下的升降装置会将块状斑马线缓缓升起。斑马线的高度会发生渐变；从两侧到中心斑马线高度会递增----两侧最低，中间最高。盲人可以通过踩在斑马线上的触感来感知自家的大体位置。如果感觉到斑马线越来越高，则证明盲人行走在斑马线的前半段；如果感受到斑马线越来越低，则证明盲人行走在斑马线的后半段，也就是快通过交叉口。在绿灯还有三秒转变为红灯时，块状斑马线会在不会影响正常行走的情况下缓缓下降。在信号转变为红灯时彻底与地面平齐，不会影响车辆正常同行。

（4）单片机模块的作用就是控制可升降斑马线模块的工作。当信号灯的信号发生转变时，单片机会通过电信号将这一信息传递给可升降斑马线模块的托升装置，进而控制斑马线的升起和降下。可以说，单片机模块是整个盲道斑马线辅助过街系统的核心。

（5）斑马线的两侧和盲道时相连的，保证盲人不会迷失方向。

3.结语

本文是一种基于单片机的可升降盲道斑马线盲人辅助过街系统为研究主体，该系统通过语音提示装置模块、可升降斑马线模块两个模块，通过听觉、触觉两大感官弥补了盲人在视觉上的缺陷，大大的增加了盲人过街的安全性。也弥补了触觉盲人辅助过街系统在现研究领域的空白，现如今交通环境日益复杂，单纯的语音辅助过街系统已经无法满足盲人过街的安全需要，而本研究可以弥补传统导盲方式的不足，为盲人提供了更加安全可靠的过街方式。