一、 开发背景

乡村交通建设是国民经济先导性、基础性产业，交通运输部出台的《加快建设交通强国五年行动计划(2023—2027年)》中强调，要巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接，优化乡村交通基础设施和运输服务布局，推进区域交通运输协调发展。根据国家统计局—中国统计年鉴数据可得，2022年乡村交通事故发生总计32万起，其中有45万的农民受交通事故影响，2015-2022年每万人交通事故率增幅达50.46%，每年因交通事故死亡人数高达6.31万余人，造成直接财产损失近695万元人民币。本项目针对农村道路事故频发、路口盲区多、农民交通安全意识相对薄弱等问题，设计了一款乡村道路盲区智能预警装置，即以毫米波雷达的乡途慧眼系统。

乡途慧眼系统能通过毫米波雷达监测各方来车，雷达向主路和支路发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，根据回波测算目标来车位置及速度，将检测结果传至系统控制芯片，系统控制芯片发送指令给LED显示屏、语音播报器，通过显示醒目的文字及来车速度、灯光或语音等光声文三维度提醒区域内的行人和即将驶入路口的车辆驾驶员。通过安装毫米波雷达，交通事故发生概率大幅降低，有效保护了在交通领域处于相对弱势的农民群体，推动乡村交通建设发展，助力乡村振兴。

二、结构说明

系统研究目的是釆用毫米波雷达作为前端感知器构建一种智能交通信号控制系统，主要由前端感知模块、数据传输模块、终端控制模块组成。主要设备包括型号为SY-ZN-8A，由北京长城卫士安全系统技术有限公司拥有完全自主知识产权的新型交通流检测雷达、无线数据网关、简易型LED屏幕、LED屏幕。

1、前端感知模块

前端感知模块在整体系统中相对独立，本作品的前端感知模块是基于毫米波雷达的硬件传感器。

2、无线数据网关在本作品中，无线数据网关使用ZigBee无线网络，交通流检测雷达通过ZigBee网络与无线数据网关进行通信，可实现检测数据与设备状态上传、控制命令下发及设备调试的功能。

3、终端控制模块

在本作品中，LED屏幕起到终端控制功能，为实现LED屏幕与雷达的联动功能以及LED屏幕的功能，团队采用STM32F407VE单片机作为主控芯片，用来实现对整个LED屏幕系统的控制。

4、LED屏幕

基于对过去原有路口文字型平面指示牌，本作品根据不同的路况做出反应，在终端呈现更为优越的LED屏幕光声文三维度弯道提醒，超速提醒等。

三、功能说明

基于“毫米波雷达”的乡途慧眼系统能够实现以下功能：

1、交通流信息采集功能。系统可以对交通路口及路段的各车道的车流量、车辆速度、道路占有率、交通密度、以及车辆行驶方向进行实时采集。

2、在完成本地微调整的情况下，通过数据网络将路口实时的交通流信息发送至上层交通管理平台进行更高层次的决策，来缓解乡村交通压力，保障乡村交通安全出行。

3、系统使用灵活，便于集成。随着研究的深入，当技术成熟以后，系统不仅可以单独使用，而且可以集成起来组成局域网集中使用，对于车联网的构建具有推动作用。

4.“乡途慧眼”可以监测各方来车并用LED显示屏、语音等来提示，根据用户需求，对即将进入路口的行人进行实时检测与预警反馈，尤其针对不同道路驶来车辆的视野盲区，旨在减少由于视野盲区而造成的交通事故。                        
    四、先进性

基于“毫米波雷达”的乡途慧眼系统采用GW-TR-4雷达作为交通流检测装置，能够将车道的静态划分和动态划分结合起来，在使用前静态划分车道，并在使用中根据车流的实际情况调整车道的划分；检测器获得的实时交通需求，形成从广域感知、精细化控制到系统评价的闭环控制系统，系统控制芯片发送指令给相应LED显示屏、语音播报器，通过醒目的文字、灯光或语音告知提醒区域内即将驶入路口的车辆驾驶员，并显示来车实时速度，提高通行效率的同时，缩短“无效绿灯”的时间，减少交通事故的发生。

五、实用性

本产品以提升农民出行安全为切入点，分别在青岛市北区、淄博桓台县、菏泽曹县等多地进行落地实施，采用现场调研、就地采访和数据对比的方法，在2023年12月进行本项目的二次调研。调研的多项数据以及民众声音表明，本产品的信号配时优化、事件感知预警等功能已基本实现，有效降低了乡村的事故多发路口的交通事故隐患，有效缓解交叉路口拥堵压力，在多路口组网后，高峰期多路段交通拥堵状况有所改善在保障农村道路安全和提升农村通行效率等方面取得显著成效。本产品同时具备社会效益，有效带动农民就业，促进农民增收。

六、创新性