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目录
1引言 4
1.1特种车辆的现实处境 4
1.2对占道、不让道行为的处罚方案 5
1.3外国面对特种车辆时的基本处理方案 5
1.4本项目研究目的 6
2研究内容 7
2.1运用运行方案设计 7
2.2装置的外部结构及逻辑图 7
图1
2.3装置的内部结构 8
3总结与讨论 8
3.1难点分析 8
3.2先进性及独特之处 8
4成品总结 9
5展望 10
6致谢 10
7参考文献 11
智能城市系统——特种车辆处置
在日常的生活中，我们可以在新闻、报纸的各大版面看见一类新闻——一些特种车辆因为无人让道或是应急车道被占用而无法及时有效地行使其应起的效果和作用，因而导致严重的后果。
但是这种事件在国外是不会发生的，因为在国外他们有法度的约束和良好的自我素养。在我国，根据最新的道路交通法规，占用应急车道的驾驶员虽然将面临罚款200元、扣6分的处罚，但这种处罚不仅没有办法很好约束司机，而且处理起来十分麻烦。同时也无法很快在观念和思想上改变中国司机为特种车辆让道的习惯。
于是我在想：在车辆自带车载电脑的基础上进行软件的开发。在道路拥堵的时候，如果遇到特种车辆在其后被堵，车辆会自动避让或是提醒并引导司机向道路两边的进行停靠，在仅有的两条道路中空出“救命第三车道”，来让特种车辆快速通过。
我的课题旨在为特种车辆在交通拥堵时可以发挥其应有的作用，同时渐渐让中国司机养成为特种车辆让道，不占用应急车道的习惯。
关键词：特种车辆处置、让车道、不占应急车道、智能控制、智能城市
1 引言
1.1 特种车辆的现实处境
在道路通行原则上，特种车辆（警车、消防车、救护车、工程救险车）具有优先通行的权利，在确保安全的前提下，它们可以不受分道行驶的规定制约，不论是逆行还是顺行，凡所经的人行道、车行道，都临时属于它们的本道，行人和其他车辆都必须无条件地为它们让行，也可以不受最高时速及交通信号灯的约束。行人和其他车辆必须保障特种车辆的优先通行权，凡是可能妨碍其通行的都应当立即避让。但是在当下的中国社会，广大中国司机并没有很好地执行这项道路通行原则。换而言之，中国司机几乎不会为特种车辆让道，导致特种车辆无法快速有效执行并完成任务。[见图一、二]
图一 不为特种车辆让道的相关新闻
图二 不为特种车辆让道的相关漫画
与此同时，占用高速公路应急车道，以至延误特种车辆的情况也是屡见不鲜。[见图三]
图三 占用应急车道的相关新闻
1.2 对占道，不让道行为的处罚方案
现阶段对于为特种车辆让道、不占用应急车道的处罚虽然已经有所行动，但是“不让道”和“占道”行为仍然屡见不鲜。
现今的普遍方法就是通过对违章车辆进行罚款、扣分来缓解这两种情况。
在中国国内，当面对占用高速公路应急车道时，即使车辆真的在高速公路上出现问题，不得不停靠在应急车道时，车内人员也要迅速离开。每一辆开上应急车道的车都会被录像及扣分，处罚标准沿用2012年“十一”的标准，发现一次罚6分，发现二次扣驾驶证。
在中国国内，当面对无为特种车辆让道行为时，如若没有为在执行应急任务的应急车辆让道是，为让道车辆将予以罚3分，罚款500元。如若让行时触犯《道路交通安全法》，如闯红灯，变道等，可进行申诉。
比较新加坡，不给特种车辆让道的车辆司机将面临160新元，约合800元人民币的处罚以及记过4点，如果被告上法庭，初犯将被罚款最高达1000新元或3个月监禁，屡犯者将罚款最高2000新元或监禁6个月，并吊销驾驶执照。
1.3 外国面对特种车辆时的基本处理方案
1. 在德国，当听见警笛后必须马上让道。在德国的驾校从起步就在道路上进行训练，当听见警笛声时，他们会一脚踩住刹车，抓住方向盘把车迅速开到了道路的右侧，等急救车过去了，才松开手。
2. 在比利时，救护车享有优先路权。前方车主在听见警报后，都不约而同地向两侧靠，让出一条通道供救护车通过，待救护车驶过之后大家又并到中间，没有在这条“生命通道”上抢道。
3. 在美国，为特种车辆让路天经地义，他们一般的做法是立刻将车辆减速并停至道路右侧，直至特种车辆通过后，再依次重新回到主路上。
1.4 本项目研究目的
根据现在的中国车主占用高速应急车道，不为特种车辆让道的问题，开发出一套为特种车辆让道，防止车主占用应急车道的系统，广泛应用于所有私家车的车载电脑上，在不改变车体结构的前提下，在拥堵时，通过提示司机车主，或强制执行等措施，为特种车辆提供一条可通行，快捷的通道以便其更快完成特殊任务。
在这个项目中，我是利用单片机编程技术，无线传输技术以及超声波测距技术来实现智能让道通行的功能。通过这种途径来解决特种车辆在高峰时无法快速执行任务的问题。这样可以有效地提高特种车辆效率，从而确保人民的生命财产安全。
2 研究内容
2.1运用运行方案设计
该装置非为以下几个部分。
第一部分是模拟汽车部分，模拟汽车是以模型为基础，在模型上进行软件编程，主要是模拟现场情况。
第二部分是信息传输部分，主要是由3G模块组成，用以将特种车辆的行车数据和让道信息传递给普通车主。
该系统主要是验证性的模型。
有两个主要的功能：
第一个功能是自动行驶，模拟车辆正常的行进过程，同时，在特种车辆发出让道信号的时候，将车辆自动让道，这个时候是模拟车主根据提示信息进行变道处理。
第二个功能是信息传递，使用的是3G模块。在特种车辆预定行驶路线上，如果遇到堵车等情况，而无法使特种车辆按照改路线及时完成任务的时候，特种车辆会向预定路线上的车辆，或将要进入该路线的车辆发出信号，提醒普通车主为特种车辆预留下车道以便其快速完成任务。（在验证模型中，当普通车辆收到消息后将会按照预定的程序进行运动。）
2.2装置的外部结构及逻辑图
整体外形与原来的汽车并没有不同。
主要实在车辆的车载电脑或是GPS上加上一个具有液晶显示屏和3G接收功能的外设，以实现信号的接受与显示指令的功能。
2.3装置的内部结构
arduino单片机：主要用于发出指令，控制各部件进行操作[3]。
使用arduino单片机因此单片机有这一特点：它是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台, Arduino，是一个基于开放原始码的软硬件平台。
而在我这个项目中我使用的是arduino Mega2560这钟开发板。这种开发板的优点是串口多，这样可以让我在一块板上添加更多的模块。更重要的运算能力比arduino uno强，可以处理更多的信息，储存更多的代码。可以为将来的拓展留下足够的空间，而且可以兼容我的所有用到的模块。
3G模块：对于让道信号进行一个发送和接受的作用。
对于我这个验证性项目而言，我仅仅只需要在几十厘米的范围内进行数据的传输，所以不用使用太过精确的和昂贵的模块。
3 总结与讨论
3.1难点分析
◆ 单片机程序编程应用：NFC模块代码库无法完全适用于该单片机，需要进行适当的调整改动部分源代码。而且因为所需要接通的装置比较多，一块单片机接口不够，需要用再加一块其他单片机 。且因为每个单片机还有部件所需要的电压不同，所以接线较难。
◆ 3G模块，低级别的单片机与3G模块相连，没有现成的库，需要运用arduino 编写知识进行信号转换成字符串。
◆ 由于Arduino单片机程序框架，数码管、LCD液晶屏、3G模块无法同时在一个loop循环正常工作，需要利用中断的方法实现。
3.2先进性及独特之处
整体结构设计：不影响汽车的基本且正常使用功能，我将外设安装在汽车的GPS或是车载电脑上。
整体运行设计：为了模拟道路情况，我将自动行驶部分和3G模块结合在一起，来模拟方案的可行性。
该装置最大的贡献为利用低端单片机验证智能城市中特种车辆通行方案的可行性，可以提高特种车辆的行动效率，便于广泛推广和使用。
其优点：整个操作快，正常工作下预计精准度达90%以上，只要在3G模块接收到特种车辆发出的数据。随机启动自动让道的程序，这样可以很快完成让道的效果。预计在大数量的车流堵塞面前可以使用不多于5mins的时间来完成让道。
4 成品总结
我的项目主要的创新点是使用现在单片机技术，运用单片机开发板和一些相关的模块，将他们组合在一起，从而开发出一些新型的组合技术。这样可以将一些性能较低的单片机利用起来。
这个项目以提高特种车辆行动效率，养成为特种车辆让道习惯为主题。具有较大的意义，且此产品对整体的制作上技术不需过于深奥，成本也不会归于昂贵，用到了单片机技术，此产品运用的范围也较广。在现在这个时代中，中国司机还没有养成主动为特种车辆让道的习惯，这让特种车辆没有办法以最快的速度到达事发地点，完成救援，急救等任务。
整个装置实用性强，精准度较高。未来是一个信息化，物联网的时代，车辆作为一个个体的存在，必将有其独特的特点。在社会发展下，快速高效救援是发展的前景，但是个体车辆由于其独立性，无法与其他车辆之间进行联动，又何谈与特种车辆之间进行联动，所以这属于一个盲区。所以特种车辆与个体车辆之间的智能的联动合作是大势所趋，与此同时，可以为个体司机养成主动为特种车辆让道的习惯。
项目的创新点
利用车载电脑控制，智能控制，为特种车辆让道
可无人操作，便于司机车操作
无线模块传输让道数据，并进行小范围定位
独辟蹊径：寻找出一条适用于让私家车让道的方法
5 展望
我的这个项目如果真正运用到现实的交通智能管理中的话，那么将会有效地提高道路的畅通程度以及特种车辆的行动效率。但我这项目仍有缺点：若是数据量太大，即需要调控的车辆过多时，单单基于基本运算的arduino单片机无法完成如此数据量庞大的运算，所以需要运算能力更为庞大的运算器来完成。
在我现有的项目之上，我还有一个想法：优化数据，提出合理结构安排，将司机的操作减为最低，这样方便个体司机的操作；加入城市信号灯设置，使特种车辆更方便完成任务；将来可以百度地图导航等连接，使特种车辆行径路线为前方司机知道，便于完成任务。
6 致谢
本课题是在苏宇彤老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成的。这次我的课题能够得以顺利完成，首先我要感谢苏宇彤老师，从选题到试验过程，直至论文的撰写，苏老师给予了我很大的帮助，在苏老师的启示下，我懂得了如何培养自己分析问题和解决问题的能力。苏老师教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度，不仅使我树立了未来的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理，逐渐形成正确的人生观、价值观。
本论文从开始选题到实验的进行，到中期修正，再到最终定稿，每一步都是在各位老师、专家的悉心指导和同学、朋友的关心和帮助下完成的。感谢上海市闵行区青少年科学社在课题研究方向、装置设计、设计阶段、装置后期处理等方面的指导与帮助，使我能在一个愉悦的环境下进行发明探究。
发明探究过程中正是有了学校提供实验室条件和设备，我的实验才能够顺利进行。感谢学校各位领导对我课题的支持，感谢上海闵行中学所提供了发明探究条件，在此一并致以深深的谢意！
最后，我要感谢这一年来一直在支持着我的家人、朋友以及默默关心和付出的所有人，正是有了你们的奉献，我才能够完成课题，自信成长，在此对你们表示崇高的敬意和衷心的感谢！谢谢你们！
7 参考文献
《爱上Arduino》——By Massimo Banzi
《Arduino从基础到实践》——By 【美】麦克罗伯茨
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