野生動物穿越公路安全防護系統終端產品設計

高蘊盈　于東玖

【摘 要】伴隨著科技進步，時代的發展，縱橫交錯的道路網與生態大自然產生交集， 因此動物在遷徙或者生活中可能要穿越人類的公路，也很容易導致車禍的產生。針對野生動物公路致死的這一現象，通過對國內外的研究現狀進行調研，以用戶需求為導向， 綜合使用環境、體驗狀態等因素，提出出一個采取智能交互感應方式的動物穿越公路安全防護系統方案。

【關鍵詞】智能交互感應;紅外線傳感器;動物穿越馬路;安全防護系統

中圖分類號： F426.92文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）17-0123-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.058

Design of Terminal Products for Wildlife Crossing Highway Safety Protection System

GAO Yun-ying

（Nanjing University of Technology， Nanjing Jiangsu 211816， China）

【Abstract】Along with the advancement of science and technology and the development of the times，complicated road network intersects with the ecological circle，making it possible that animals may trespass man-made highways during their migration or life，and it prone to cause traffic accidents.In view of the lethality of wild animal on road， a protection system solution for animalstrespassing roads with an intelligent delivery sensing manner is worked out through the research on the research status at home and abroad， oriented at users needs，and based on comprehensive use of environment，experience status and other factors.

【Key words】Intelligent interactive induction;Animals crossing the road;Safety protection system;Infrared transducer

野生動物公路致死是全世界面臨的重要生態問題之一，雖然中國這方面的統計數據很少，通過調查某些國際組織的統計數據，可以發現，近年來，由于交通的發展十分迅速，公路交通變得復雜而且快速，大大增加了野生動物穿越馬路導致車禍的概率，這也造成了大量野生動物死亡，其數目令人十分震驚。WWF小額基金資助的調查顯示，每年動物因穿越馬路發生車禍致死的數量已經超過因狩獵獵殺而導致死亡的數量。在調查的3條公路上，被車軋死或撞死的兩棲類動物的數量就達到了5414只，同時也有其他種類的野生動物受害。其中，死亡密度最高的省道209線上，在100米范圍內，就有56只被車壓碾的高原林蛙。這個調查之后，有關公路交通對生物多樣性的研究已受到國際的廣泛關注。因此，動物穿越馬路安全防護系統的設計是具有重大意義的，本文設計的動物穿越馬路安全防護系統可以很好地絕對野生動物公路致死的發生，人類維護生態平衡，是為了均衡人與社會、自然的和諧可持續發展。

1 國內外研究現狀

世界各國本著人道主義，在不同的山路和野外地方都實施了動物穿越馬路安全措施很好地保護了野生動物，世界各地的很多國家都在修建公路的同時，給當地的部分動物構建了不打擾他們生活的小公路。各國都根據當地的野生物種設計獨特的安全防護系統用于保護野生動物在進行各種活動的安全。荷蘭是世界上最早的一期為動物們專門修建公路的國家，目前為止已建造了600多座生命橋。這些路在各個地區物種之間也建立起了紐帶，為了保證地區之間生態平衡，給歐洲大陸上許多瀕臨絕種的動物創造了生機，使他們能夠安全地遷徙。但是這樣的設計耗費了打量了的人力物力，給國家帶來一部分不必要的損耗;日本的森林公園與當地的鐵路運營公司合作設計出了烏龜通過渠道，阻止沿這鐵道的烏龜被鐵道卡住而引發的車禍。在青藏鐵路的沿線，人們為了保護野生動物發明了許多設計，其中包含橋梁下面的通道、山路中隧道、公路地基下方涵洞，還包括專門為了水里和陸地上生存的兩棲動物設計了通道。對于一些哺乳動物發生的突發情況并沒有得到一個很好解決方式。

據數據表明，世界各國都耗費了大量的人力物力用于保護野生動物的活動中，當然，世界上還有很多地方由于各種原因是沒有采取相關措施去保護野生動物在馬路穿行的安全，特別是在夜間，由于視線不佳，留意野生動物出沒的難度變高，更容易導致野生動物公路致死現象。因此，我們需要設計出更好的野生動物穿越馬路安全防護系統。隨著科學技術的不斷發展，智能設計逐漸成為設計的主流，本文設計的動物穿越馬路安全防護系統不同于上述各國的設計，便是應用了智能設計，采取更科學以及更智能的方法去保護動物穿越馬路，減少人力物力的耗費的同時，也可以更好地在雨天夜間等行駛惡劣環境下保護野生動物的安全，減少交通事故的發生。

2 產品系統設計的方案

本論文采用智能交互感應的方式，通過紅外傳感器感應裝置，當野生動物靠近馬路即將穿越時觸發紅外線時，并向左右200m范圍內的護欄發出無線信號，離動物的兩邊50米以內的指示燈立即回變為紅色（如圖1所示），進而提醒在該區域內行駛的司機停車讓行;當馬路中間的動物的兩邊50米以外150米以內的護欄收到信號后轉變為黃色，提醒司機減速慢行;當各護欄間紅外線連接無動物出現時顯示燈呈綠色，表示前方兩百米區域沒有野生動物穿行，可放心行駛。

在這款產品上安裝180°紅外鏡頭（如圖2所示）全天24小時識別野生動物體態特征并可以記錄野生動物的穿行頻率，為科學研究提供數據及資料。記錄的數據集可用于人工智能深度學習的訓練數據，學習得到的模型可用于根據體態特征判別是哪類野生動物，指示燈亮起相應動物的標志，系統還可以根據不同野生動物的習性做出不同的反應，如若是大象這樣體型龐大的生物，司機離得很遠也可以注意到，便可縮短發出無線信號的范圍，這樣也可以節省系統的能源消耗。

3 產品系統設計說明

根據調研結果表明，動物所穿越的馬路大多數都是在偏遠處地區，遠離城市的喧囂，所以外觀搭配簡約沒有過多的裝飾。并且用太陽能板來開發利用太陽能，同時解決了運輸上的問題，特別是對交通不便利的國家、島嶼和偏遠地區更具有價值的綠色設計。也不會有多余的廢渣、廢水、廢氣、和噪音的產生，更不會影響生態平衡。絕對不會造成污染和公害。

4 結語

4.1 結論

論文以動物穿越馬路安全防護問題切入，綜合闡述了動物過馬路的檢測系統的研究意義和國內外的研究現狀。動物穿越馬路安全防護系統設計作為一個特殊的戶外式設備，是大自然中不可脫離的設備。論文開發基于智能系統設計的檢測應用，依靠科技發展、工藝制造水平，對動物穿行馬路的行為所產生的數據進行分析判斷，并在檢測到動物穿行馬路時及時報警，能夠實現更加精準、快捷的動物穿越馬路安全防護檢測系統。

4.2 展望與反思

由于本人經驗和時間限制，本文在很多方面還可以進行進一步的分析和研究，比如系統容易在動物廝殺，動物追跑相撞等活動相對較為劇烈的狀態下發生誤判情況，針對這種狀況，需要深度優化系統檢測，對各類運動特征做一個更為細分的分析研究，提升系統的準確率。

另外，伴隨著科技發展趨向成熟，對于動物穿越馬路安全防護會有更深度更加優化的保護措施。

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