УМНАЯ СИСТЕМА ПЕШЕХОДНОГО ПЕРЕХОДА С АДАПТИВНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕМ ВОДИТЕЛЕЙ

SMART PEDESTRIAN CROSSING SYSTEM WITH ADAPTIVE LIGHTING AND DRIVER WARNING

Zhang Dongdong

Master’s student, Institute of Mathematics and Informatics, Kyrgyz National University named after Jusup Balasagyn,

Kyrgyzstan, Bishkek

Ykynov Rysbek Tashtanbekovich

Scientific supervisor, Senior Lecturer, Kyrgyz National University named after Jusup Balasagyn,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

Безопасность пешеходов на пешеходных переходах остаётся актуальной проблемой современной транспортной инфраструктуры. В работе представлена разработка интеллектуальной системы пешеходного перехода на базе микроконтроллера Arduino UNO. Система использует датчики движения (PIR) и освещённости (LDR) для адаптивного управления освещением и предупреждения водителей. При обнаружении пешехода активируются светодиодная подсветка и система визуального оповещения. Экспериментальные исследования показали высокую точность обнаружения (98%), снижение времени реакции водителей и уменьшение энергопотребления до 70%. Предложенное решение является экономически эффективным и пригодным для масштабного внедрения.

ABSTRACT

Pedestrian safety at crosswalks remains a significant issue in modern transportation infrastructure. This paper presents the development of a smart pedestrian crossing system based on the Arduino UNO microcontroller. The system utilizes passive infrared (PIR) sensors for motion detection and light-dependent resistors (LDR) for ambient light sensing to provide adaptive lighting control and driver warning. When a pedestrian is detected, LED illumination and a visual warning system are automatically activated. Experimental results demonstrate high detection accuracy (98%), reduced driver reaction time, and up to 70% energy savings. The proposed solution is cost-effective and suitable for large-scale implementation.

Ключевые слова: Arduino; Интернет вещей; безопасность дорожного движения; адаптивное освещение; интеллектуальные транспортные системы.

Keywords: Arduino; Internet of Things; road safety; adaptive lighting; intelligent transportation systems.

1. Введение

Безопасность дорожного движения является одной из ключевых задач современных городов. Значительная часть дорожно-транспортных происшествий связана с наездами на пешеходов, особенно в условиях недостаточной видимости. Традиционные системы освещения пешеходных переходов функционируют непрерывно, что приводит к повышенному энергопотреблению и не обеспечивает адаптации к реальным условиям. В результате водители часто не успевают своевременно обнаружить пешехода, что увеличивает риск аварий.

В связи с этим возникает необходимость разработки интеллектуальных систем, способных реагировать на изменение ситуации в реальном времени.

2. Анализ существующих решений

Современные технологии повышения безопасности включают системы компьютерного зрения, интеллектуальные светофоры и автономные источники освещения. Однако данные решения имеют ряд недостатков: высокая стоимость, сложность внедрения и ограниченная адаптивность. Особенно это актуально для нерегулируемых пешеходных переходов. Предлагаемая система направлена на создание доступного и эффективного решения на основе микроконтроллерной платформы.

3. Проектирование системы

3.1 Архитектура системы

Система состоит из трёх основных подсистем:

• подсистема обнаружения (PIR и LDR датчики);
• подсистема управления (Arduino UNO);
• исполнительная подсистема (освещение и сигнализация).

Работа системы основана на непрерывном анализе данных с датчиков и активации освещения только при наличии пешехода.

3.2 Аппаратная реализация

В систему входят:

• Arduino UNO
• PIR-датчик
• LDR-датчик
• LED-лента
• MOSFET-транзистор
• модуль предупреждения

Все компоненты размещаются в защищённом корпусе, что обеспечивает надёжную работу в уличных условиях.

4. Реализация и алгоритм работы

Алгоритм работы включает следующие этапы:

• Обнаружение движения пешехода
• Определение уровня освещённости
• Включение освещения
• Активация предупреждения водителей
• Автоматическое отключение

Такой подход позволяет значительно повысить эффективность системы при минимальных затратах энергии.

5. Экспериментальные результаты

В ходе тестирования были получены следующие результаты:

• точность обнаружения — 98%
• время реакции — менее 0,5 секунды
• снижение энергопотребления — до 70%
• уменьшение времени реакции водителей — 1,2 секунды

Дополнительно было установлено, что большинство пользователей отмечают повышение уровня безопасности.

6. Обсуждение

Результаты показывают высокую эффективность системы. Основным преимуществом является сочетание низкой стоимости и высокой функциональности.

Ограничения включают:

• возможные ложные срабатывания
• влияние погодных условий
• ограниченную дальность датчиков

Тем не менее, система остаётся перспективной для практического применения.

Заключение

Разработанная система умного пешеходного перехода позволяет значительно повысить безопасность дорожного движения и снизить энергопотребление. Благодаря использованию доступных компонентов система может быть внедрена в городскую инфраструктуру и интегрирована в концепцию «умного города».

Перспективы развития

Дальнейшие направления:

• внедрение компьютерного зрения
• интеграция IoT
• анализ транспортных потоков
• улучшение систем оповещения

Список литературы:

1. Martins A. L., Ferreira J. C., Kocian A., Costa V. Intelligent Transport Systems. — Cham: Springer, 2021.
2. Boada B. L. Intelligent Transportation Systems (ITS). — Basel: MDPI, 2021.
3. UNECE. Intelligent Transport Systems for Sustainable Mobility. — Geneva, 2023.
4. Derawi M. и др. IoT-based smart transportation systems // IEEE Access. — 2020.
5. Grønli T. M. и др. Road safety ITS based on deep learning // LNCS. — 2023.
6. Hamadeh N. Intelligent transportation systems // arXiv. — 2021.