可升降盲道斑馬線盲人輔助過街系統的研究

西藏大學工學院 安子琦 崔一偉 李萌萌 于 越 郭 蕾

本研究通過將紅綠燈交叉口的斑馬線與盲道的設計理念相結合，設計出一款具有一定遞變高度的盲道斑馬線，使盲人行走在該盲道斑馬線上時，通過足底與突起的斑馬線接觸而判斷是否行走在斑馬線上，從而保證盲人經過紅綠燈交叉口時的路線正確；而從中央到兩側斑馬線突起的高度遞減，經過交叉口的盲人可以憑借腳底觸感的變化而判斷自己行進在斑馬線的什么位置，并通過與設置于斑馬線兩側的聲音提示裝置提醒盲人紅綠燈的變化情況，使盲人能夠順利安全的通過紅綠燈交叉路口；并且為了防止突起的斑馬線對其他車道的車輛行駛造成影響，將斑馬線通過底部托升裝置設置為可升降形式，只有在該斑馬線方向信號燈為綠燈時斑馬線突起才會升起，為紅燈時則降下，升起的斑馬線對于其他車道可視為減速帶，也能從一定程度上減少車輛闖紅燈現象。

引言：現如今，盲人在社會上屬于特殊群體，需要全社會的共同關愛和幫助。而一直以來盲人群體最大的需求就是如何安全的出行。隨著科學技術的的不斷發展,人類文明程度的不斷提高,越來越多的專家學者開始關注盲人這一特殊群體的出行安全問題。例如盲道的設計以及一系列的盲人輔助過街裝置的開發。但交叉路口不同與普通的街口和街道，現在市面上的盲人輔助過街系統并不能很好的引導盲人通過交叉路口，或是不能及時反饋紅綠燈的信息；或是無法正確的為盲人提供方向指引；或是無法告知盲人還有多長距離到達對街；國內有基于四翼小型無人機引導盲人通過交叉路口的研究設計，但是該過街輔助系統的操作繁瑣復雜，盲人無法熟練使用，且成本過高，一般的盲人可能無法承受。而其他的盲人輔助行走設備，例如攜帶小型計算機的高科技拐杖等又沉重、體積大、不方便攜帶；而利用紅外線或者聲波測距的設備范圍有限且易受干擾。為了解決上述的問題，本研究特設計了盲道和可升降斑馬線結合的盲人輔助過街系統，致力于解決盲人過紅綠燈交叉口不便的問題，為盲人、視弱群體營造更加安全的出行環境

1.“盲道斑馬線盲人輔助過街系統”研究理論基礎

1.1 研究原理

改革開放以來，我國的經濟迅速發展，綜合國力不斷增強。我國的基建也不斷完善，道路設施的建設逐漸遍及全國，形成了“11縱18橫”、“7條首都放射線”的高速公路路網。然而，道路基礎設施的完善再為普通公民提供出行便利的同時，卻沒有兼顧到特殊群體，如盲人、聾啞人、肢體殘疾者等。現有的道路基礎設施不能滿足這類特殊群體的出行要求，而如果要求這類特殊群體自備輔助出行系統，一是會增加其經濟負擔，二是對這類特殊群體不公平，沒有做到社會基礎設施便利普及；所以本研究將會在現有的道路基礎設施的基礎上進行改進和設計，真正讓公共道路設施的便利普及到每一類人。

1.2 研究思路

行人想要安全通過紅綠燈交叉口，必須在綠燈持續時間內按照正確的方向行過交叉口。盲人想要安全通過紅綠燈交叉口同樣也需要滿足這些要求。所以只需要彌補盲人在方向感、紅綠燈交叉口信號接受和距離把控三個方面的缺陷，就可以做到安全的通過交叉路口。本研究致力于通過盲道、可升降斑馬線以及語音提示裝置的結合，解決盲人過街難題；與紅綠燈連接的語音提示裝置通過發出由緩到急的提示聲告知盲人綠燈快要結束的時間；而由紅燈時下降至地面，而綠燈時升起，且中間到兩側高度漸變（下降）的可升降斑馬線，通過足底觸感的不同來為盲人引導正確的方向和提示盲人距離對街的距離（可升降斑馬線中間最高，兩側最低，因此盲人如果通過足底觸感感受到斑馬線越來越高，則證明正在向馬路中線行進；如果通過足底觸感感受到斑馬線越來越低，則證明盲人已經行過馬路中央向對街行進）。

1.3 研究流程

2.“可升降盲道斑馬線盲人輔助過街系統”的工作原理

（1）盲道斑馬線盲人輔助過街系統主要由語音提示裝置模塊、單片機模塊、可升降斑馬線模塊三部分組成。

（2）語音提示裝置模塊通過將行人過街提示器與紅綠信號燈連接，讀取信號燈的電信號，從而將紅綠燈的視覺信號轉化為語音信號。當紅燈切換為綠燈時，語音提示裝置將播報：“可以通行”。因為每個交叉口的信號配時是固定的，因此語音提示裝置模塊還可以對綠燈持續時間進行倒計時。當綠燈還有十秒以上時，語音提示裝置會發出舒緩的“滴”聲提示音；當綠燈持續時間只有十秒后，語音提示裝置會播報“綠燈還有十秒即將轉變成紅燈，請盡快過街”，提示聲轉變為逐漸急促的“滴”聲。從而告知盲人信號燈的持續時間。

（3）在信號燈轉變為綠燈時，可升降斑馬線模塊位于路面下的升降裝置會將塊狀斑馬線緩緩升起。斑馬線的高度會發生漸變；從兩側到中心斑馬線高度會遞增----兩側最低，中間最高。盲人可以通過踩在斑馬線上的觸感來感知自家的大體位置。如果感覺到斑馬線越來越高，則證明盲人行走在斑馬線的前半段；如果感受到斑馬線越來越低，則證明盲人行走在斑馬線的后半段，也就是快通過交叉口。在綠燈還有三秒轉變為紅燈時，塊狀斑馬線會在不會影響正常行走的情況下緩緩下降。在信號轉變為紅燈時徹底與地面平齊，不會影響車輛正常同行。

（4）單片機模塊的作用就是控制可升降斑馬線模塊的工作。當信號燈的信號發生轉變時，單片機會通過電信號將這一信息傳遞給可升降斑馬線模塊的托升裝置，進而控制斑馬線的升起和降下。可以說，單片機模塊是整個盲道斑馬線輔助過街系統的核心。

（5）斑馬線的兩側和盲道時相連的，保證盲人不會迷失方向。

3.結語

本文是一種基于單片機的可升降盲道斑馬線盲人輔助過街系統為研究主體，該系統通過語音提示裝置模塊、可升降斑馬線模塊兩個模塊，通過聽覺、觸覺兩大感官彌補了盲人在視覺上的缺陷，大大的增加了盲人過街的安全性。也彌補了觸覺盲人輔助過街系統在現研究領域的空白，現如今交通環境日益復雜，單純的語音輔助過街系統已經無法滿足盲人過街的安全需要，而本研究可以彌補傳統導盲方式的不足，為盲人提供了更加安全可靠的過街方式。