一、创意来源

随着城市的发展，道路上行驶的车辆数快速增长，安全快捷的交通出行已经越来越受到人们的重视。为了疏导交通、保障车辆行人有序通行，红绿灯系统在当前的交通管理系统中不可或缺。但是目前绝大多数红绿灯是通过预设程序进行控制的，红绿灯通行模式和通行时间设计与实际路况不匹配是交通拥堵的重要原因之一。

生活中，我们经常遇到这样一种情况：过马路时，恰好是红灯状态，另外一个方向是绿灯，但其实很长一段距离内都没有车辆，此时我们也不得不等绿灯亮了再过马路，从而耽误了宝贵时间。此外，我们也常常看到这样的情景：早晚上学、放学期间，中小学校大门附近的路口被车辆或行人堵得水泄不通，交通混乱。这些路口要么没有设置过街横道的红绿灯，要么红绿灯设置的通行时间是固定的，比如红灯20s—黄灯3s—绿灯20s—黄灯3s程序式依次交替，而不考虑车辆或行人是否拥堵的实时情况。因此，有的学生或家长为了赶时间，抢黄灯或闯红灯或根本不看信号灯，凑齐一堆了，一有人带头，其他人马上就跟着走，个个都行色匆匆。这种“中国式过马路”给行人和车辆带来极大的安全隐患，也非常容易引起大范围交通拥堵。

除了学校门前的路口，在一些超市、医院等附近也存在这种无周期的人流量短期增加的横跨道路的情况。比如，超市在周末或节假日搞促销活动，顾客大量涌入，需要安排交通疏导人员执勤来确保行人能按正常红绿灯指示通行，这样就增加了人力、物力；病人病情紧急，送医院途中（非救护车）如果依然要等待红绿灯指示通过，可能会耽误治疗，引发生命危险。此外，在非主干道路上，车辆稀少，但行人通过交通路口时遇到红灯，仍须等待绿灯亮起才能通过，其实该等待时间是可以优化的。(https://www.daowen.com)

看到这些问题后，我们通过上网查阅资料，和老师、同学探讨，一直在思考如何用技术手段有效解决这类交通问题。通过观察，我们认为造成上述情况可能的原因是当前的红绿灯系统通行模式设计没有考虑所在路口交通通行的实时状况，没有行人和车辆这两个交通参与者的信息输入，而是用机械的程序控制，因而无法及时灵活调整通行模式或红绿灯对不同方向的通行时间，从而造成通过效率降低或交通拥堵，严重时还会引发交通事故。在已查阅的文献资料中也有提及国外（如加拿大等）及国内少数城市应用了手按式过街信号灯，但这种方式只是在有行人欲过马路时简单切换红绿灯，没有采集等候通过的人流量和车流量，特定路口通行的时间长短是固定的，没有起到应有的效果。

随着对交通问题的持续关注，我们也在不断拷问自己：“能不能运用所学知识做一个有着‘聪明大脑’的智能红绿灯装置？”在和科学老师讨论后，我们联想到了学校各种识别系统、感应式装置等，“能不能为信号灯加上‘眼睛’‘耳朵’或触觉传感器，让信号灯变得更加智能呢？”。因此在现有的红绿灯系统基础上，扬长避短，既能利用红绿灯指示车辆或行人有序通行，又能根据红绿灯路口现场信息灵活改变通行模式或通行时长，这就是我们项目研究的创意来源。