一种音乐路面安全引导系统的制作方法

1.本发明涉及交通工程技术与声学技术领域，具体涉及一种音乐路面安全引导系统。

背景技术：

2.近年来，我国公路建设事业蓬勃发展，但相应的公路进出口、弯道、长直线路段的交通事故出现次数也有所增加。经调查，交通事故主要由道路的能见度，驾驶员的疲劳程度，天气状况等负面影响所引起。
3.现有的公路安全引导系统，多使用道路隆声带的方式，车辆在经过道路隆声带时，通过振动产生轰隆声来警示驾驶员，用以提醒驾驶员减速行驶到正常轨迹。但是通过车胎接触振动路面产生的胎噪，通常被人体认定为噪音，这种噪音会影响驾驶员的心情，可能会导致驾驶员注意力不集中等负面影响，严重影响了旅途快感。

技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明提出一种音乐路面安全引导系统，降低交通事故的发生概率，同时降低驾驶员的负面情绪。
5.本发明采用的技术方案是一种音乐路面安全引导系统。
6.在第一种可实现方式中，一种音乐路面安全引导系统，包括：
7.音乐指示路段，与音乐播放路段相连，音乐指示路段的路边设置有安全指示牌和音乐指示牌，音乐指示路段的路面设置有防滑带和引导标；
8.音乐播放路段，路面设置有并列的两组音乐生成结构，各音乐生成结构包括多个阵列分布的半圆形凸起结构，根据待播放音乐确定各半圆形凸起结构的布设方式。
9.结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，在音乐指示路段的路面间隔设置防滑带，防滑带通过在路面涂抹彩防滑路面粘合剂形成，防滑带为等宽的锯齿形。
10.结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，在音乐指示路段的路面间隔设置有引导标，引导标两两一组设置在两个防滑带的间隔中，引导标为发荧光的三角形块，三角形块的尖端指向行车方向。
11.结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，包括：
12.在音乐播放路段上，若车辆以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成待播放音乐；
13.若车辆不以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成一段杂音。
14.结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，两组音乐生成结构的间距小于车辆两个前轮之间的间距，音乐生成结构的宽度大于车辆车胎宽度。
15.结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，根据待播放音乐确定各半圆形凸起结构的布设方式，包括：
16.根据限定车辆速度和待播放音乐来确定音乐播放路段的长度；
17.根据待播放音乐确定所需基频频率；
18.通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质；
19.根据音乐播放路段的长度和待播放音乐中基频频率的出现顺序在路面布设能发出相应基频频率的半圆形凸起结构。
20.结合第六种可实现方式，在第七种可实现方式中，根据待播放音乐确定所需基频频率，包括：
21.通过spectralab频谱分析仪对待播放音乐文件进行数据提取，获得音频信号；
22.对音频信号进行傅里叶变换，获取频域图；
23.根据频域图获取所需基频频率。
24.结合第六种可实现方式，在第八种可实现方式中，通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质，包括：
25.在测试场景中，在音乐测试路面设置预设尺寸、预设间距、预设材质的半圆形凸起结构，将车辆按照预设行驶速度经过测试路面，通过录音机获取测试录音；
26.采用频率分析软件对测试录音进行数据提取，获取测试数据；
27.对测试数据进行拟合，获得音频效果；
28.将所需基频频率与音频效果进行比较，获取与所需基频频率相同的参考音频段；
29.根据参考音频段确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质。
30.结合第一种可实现方式，在第九种可实现方式中，包括：根据待播放音乐增加环境背景音；环境背景音包括鸟鸣声、流水声、钟声。
31.结合第一种可实现方式，在第十种可实现方式中，包括：在音乐播放路段的路边栽植树木隔音带，用于隔绝环境中不需要的声音，并将树木隔音带按照音符形象进行修剪。
32.由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：
33.1.相比隆声带而言，音乐公路安全引导系统综合乐理、车辆行驶物理学和公路工程建设等知识，将轮胎与路面磨蹭的噪声转换为优美的音乐，更加人性化，利用悦耳的声音来提醒驾驶员主动减速，有利于减少交通事故发生。
34.2.在音乐播放路段路面设置多个阵列分布的半圆形凸起结构，不受时间限制，可在已有建成公路上施工使用，也可在新建和改建公路上施工使用，后期维护费用也较低，施工方便快捷。同时，通过车辆与半圆形凸起结构接触产生的振动发出不同音频频率，从而在音乐播放路段形成音乐，在安全引导的同时，给公路增添一定的乐趣和当地的文化内涵，降低驾驶员的负面情绪，提高了乘车人的愉悦感。
35.3.车辆行驶在音乐播放路段时，如果车辆以限定速度范围内的行驶速度进行行驶，车轮与音乐生成结构中的各半圆形凸起结构成周期性接触振动，发出特定的声音，形成一段优美的音乐，给乘车人，尤其是驾驶员带来轻松、愉悦的感受。而如果车辆的行驶速度不处于限定速度范围内，音乐播放路段产生的将会是杂音。为了避免听到这种杂音，而是听到优美的音乐，驾驶员会更愿意选择在限定速度范围内从音乐播放路段经过，从而达到了在音乐播放路段限速的目的，进而减少了交通事故的发生概率，同时还给驾驶员带来了驾驶乐趣。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
37.图1为本发明提供的一种音乐路面安全引导系统的场景示意图；
38.图2为本发明提供的一种音乐播放路段的场景示意图；
39.图3为本发明提供的一种高中低音符音频对应关系；
40.图4为本发明提供的一种四音节音符的示意图。
41.附图标记：
42.1-音乐指示路段，11-防滑带，12-引导标，2-音乐播放路段，3-音乐测试路面，4-音乐生成结构，5-车轮。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
44.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，a与b相对应指的是a与b之间是一种关联关系或绑定关系。
45.结合图1所示，本实施例提供了一种音乐路面安全引导系统，包括：音乐指示路段1与音乐播放路段2相连，音乐指示路段的路边设置有安全指示牌和音乐指示牌，音乐指示路段的路面设置有防滑带11和引导标12；音乐播放路段2路面设置有并列的两组音乐生成结构，各音乐生成结构包括多个阵列分布的半圆形凸起结构，各半圆形凸起结构的尺寸和间距根据待播放音乐确定。
46.在一些实施例中，根据一些调查报告来看，习惯在驾驶时打开车载音乐的驾驶员人数占总调查人数的90％左右，有超过70％的驾驶员认为如果没有车载音乐会非常无聊，特别是在独自一人开车时。从调查结果可以看出，驾驶员对音乐的需求量非常大。将车辆的轮胎与路面的磨蹭产生的噪声转变成优美的音乐，提高了驾驶员的接受度，从而有利于驾驶员主动减速。相比隆声带而言，音乐公路综合乐理、车辆行驶物理学和公路工程建设等知识，将轮胎与路面磨蹭的噪声转换为优美的音乐，更加人性化，利用悦耳的声音来提醒驾驶员主动减速，有利于减少交通事故发生。
47.可选地，安全指示牌显示有前方限定车辆速度范围，用于提醒驾驶员控制车速。音乐指示牌显示有到达音乐播放路段起点的距离和音乐播放路段的介绍。
48.结合图1所示，可选地，在音乐指示路段的路面间隔设置防滑带11，防滑带通过在路面涂抹彩防滑路面粘合剂形成，防滑带为等宽的锯齿形。
49.在一些实施例中，相邻的防滑带涂抹的防滑路面粘合剂的颜不同，颜搭配与周围环境相协调。
50.结合图1所示，可选地，在音乐指示路段的路面间隔设置有引导标12，引导标两两一组设置在两个防滑带的间隔中，引导标为发荧光的三角形块，三角形块的尖端指向行车方向。这样，通过发荧光的引导标使得路面在夜晚时发出荧光，将三角形块的尖端指向行车方向，从而能够为驾驶员引导前方道路，降低交通事故。将音乐路面、彩防滑路面和荧光路面巧妙、科学的结合在一起，更加全面的保护驾驶安全，给驾驶员带来娱乐的驾驶环境，调节驾驶员心情，提高行车安全系数。
51.可选地，在音乐播放路段上，若车辆以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成待播放音乐；若车辆不以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成一段无规律的杂音。
52.在一些实施例中，音乐路面安全引导系统设置在长直线路段、弯道路段和路口处，沿车辆行驶方向依次设置音乐指示路段和音乐播放路段。通过引导标提醒驾驶员注意减速，通过音乐指示路段的防滑带增加车辆和路面的摩檫力系数，而后车辆行驶在音乐播放路段时，如果车辆以限定速度范围内的行驶速度进行行驶，车轮与音乐生成结构中的各半圆形凸起结构成周期性接触振动，发出特定的声音，形成一段优美的音乐，给乘车人，尤其是驾驶员带来轻松、愉悦的感受。而如果车辆的行驶速度不处于限定速度范围内，音乐播放路段产生的将会是嘈杂的、没有规律的杂音。为了避免听到这种杂音，而是听到优美的音乐，驾驶员会更愿意选择在限定速度范围内从音乐播放路段经过，从而达到了在音乐播放路段限速的目的，进而减少了交通事故的发生，同时还给驾驶员带来了驾驶乐趣。
53.可选地，两组音乐生成结构的间距小于车辆两个前轮之间的间距，音乐生成结构的宽度大于车辆车胎宽度。
54.可选地，根据待播放音乐确定各半圆形凸起结构的布设方式，包括：根据限定车辆速度和待播放音乐来确定音乐播放路段的长度；根据待播放音乐确定所需基频频率；通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质；根据音乐播放路段的长度和待播放音乐中基频频率的出现顺序在路面布设能发出相应基频频率的半圆形凸起结构。
55.可选地，音乐播放路段的长度通过以下公式计算获得：
56.s＝v
×
t；其中，s为音乐播放路段长度，单位为m，t为音符时长，v为限定车速。
57.可选地，音符时长t为四分音符，即一拍的长度为四分之一音符，一分钟n拍。
58.可选地，根据待播放音乐确定所需基频频率，包括：通过spectralab频谱分析仪对待播放音乐文件进行数据提取，获得音频信号；对音频信号进行傅里叶变换，获取频域图；根据频域图获取所需基频频率。
59.可选地，根据频域图获取所需基频频率包括：对频域图进行分析，去掉相同的部分，获取多个频域段落，将多个频域段落确定为所需基频频率。
60.结合图2所示，通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质，包括：在测试场景中，在音乐测试路面3设置两组并列的音乐生成结构4，各音乐
生成结构包括多个预设尺寸、预设间距、预设材质的半圆形凸起结构，将车辆的车轮5按照预设速度经过测试路面，通过录音机获取测试录音；采用频率分析软件对测试录音进行数据提取，获取测试数据；对测试数据进行拟合，获得音频效果；将所需基频频率与音频效果进行比较，获取与所需基频频率相同的参考音频段；根据参考音频段确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质。
61.可选地，将所需基频频率与音频效果进行比较，获取与所需基频频率相同的参考音频段，包括：获取所需基频频率的第一峰值频率和第一峰值振幅；对音频效果进行傅里叶变换，获得测试频域图，获取测试频率图的第二峰值频率和第二峰值振幅；将第二峰值频率与第一峰值频率相同，且第二峰值振幅与第一峰值振幅相同的测试频域段落确定为与所需基频频率相同的参考音频段。
62.可选地，根据参考音频段确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质，包括：将能发出参考音频段的半圆形凸起结构对应的尺寸、间距和材质确定为能发出所需基频频率的半圆形凸起结构对应的尺寸、间距和材质。
63.在一些实施例中，获得音频效果后建立半圆形凸起结构、车辆行驶速度和音频效果关系模型，并进行回归分析，获得半圆形凸起结构、车辆行驶速度和音频效果三者之间的关系，确定所需基频频率对应的音频效果，然后根据车辆限定速度和音频效果确定半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质。
64.可选地，半圆形凸起结构的半径与音强成正比。
65.在一些实施例中，两个半圆形凸起结构之间的间距的取值范围为5mm-50mm。
66.可选地，半圆形凸起结构设置有耐磨层。
67.在一些实施例中，不同声音表现在波形方面总是与众不同的特性，不同的物体振动都有不同的特点，不同的发声体由于其材料、结构不同，则发出的声音和音也不一样，音就是声音的特征，通过改路面的半圆形凸起结构的尺寸来可以改变声音的波形从而达到不同的音，根据实验测试得到的音频效果将不同乐器的音对应到不同路面半圆形凸起结构的尺寸和间距。
68.在一些实施例中，音强在音乐体系中，音的强弱由机械波振幅的大小决定，两者成正比关系，振幅越大则音乐“强”，反之则越“弱”。本方案中半圆形凸起结构的半径与音强成正比，由图3的高中低音符音频对应表可得出，低、中、高音之间为2倍的关系，任何一个音符出现都会表现出高、中、低音。表现出低音则说明此音符的声压级较大。例如，对钢琴发出的7个音符的声压级进行分析，以中音哆为例，利用soectralab测得低音哆中对47.88。上述方案在实际运用时，将歌曲按照实际的比例进行公路刻画时。假设公路前方为事故高发段，考虑到行车的安全，需要在进入此段公路前减速到60km/h，可设置一段音乐公路安全引导系统，假设车速为60km/h，每秒钟车行驶16.67m，为了让驾驶员和乘客，有较好的音乐体验，并且合理的避免驾驶时间过长造成驾驶员疲倦分散注意力，选取一首16s播放完成的音乐，该音乐的音频有262hz、523hz、1047hz等相对较大的幅度，其中262hz幅度最大。对于任何的一个音符，中低高音频均会出现，由此可以分析以接近实际路面条件下车辆行驶的状态来获得振动音频效果。
69.在一些实施例中，对于不同半圆形凸起结构间距的情况，通过数据进行分析，建立回归方程，得到半圆形凸起结构间距与音频效果的经验公式为y＝0.148x
2-3.0134x+3，则
该播完该段音乐的行车理论长度为16.67
×
16＝266.67m。假设音乐的速度为每分钟120拍，0.5秒为一拍，则将每一拍的长度调整为8.3m，以此类推，即可获得半圆形凸起结构的间距。
70.在一些实施例中，施工时将半圆形凸起结构的尺寸和间距存入施工控制器中，施工设备根据每个音符来控制每个起伏结构物的尺寸和间距。
71.在一些实施例中，在道路的事故多发地，将低速行驶音乐按照实际比例刻画在路面上，控制车速为60km/h，即16.67m/s，所选用的音乐正常播放完成为6s，但实际音乐公路行驶过程中为了让驾驶员更好的体验到优美的音乐旋律，将音乐时间合理的调整为8s。则该音乐播放完毕的理论长度为16.67m/s
×
8s＝133.36m，实际长度计算：已知音乐中音符主要有八分音，四分音和二分音，则以时长较短的八分音为基础单元，其时长t＝60/69
×
2/3，式中69为每分钟节拍速，2/3为八分音所占的时值比例，则每音符时长所对应的行驶距离为l＝v
×
t＝9.66m，音乐共有4小节，如图4所示的一种四音节音符，每节4个八分音符时长，则全部共有16个八分音符，道路总长为154.56米，演奏时长t为9.27秒。
72.可选地，根据待播放音乐增加环境背景音；环境背景音包括鸟鸣声、流水声、钟声。
73.可选地，在音乐播放路段的路边栽种可结果树木，用于吸引鸟类，增加鸟鸣的背景音。这样，采取栽植部分结果树木来吸引鸟类，增加鸟鸣的背景音，同时增加流水和钟的背景音，从而烘托音乐的氛围，同时增加自然的气息，提高乘车者的愉悦感。
74.可选地，在音乐播放路段的路边栽植树木隔音带，用于隔绝环境中不需要的声音，并将树木隔音带按照音符形象进行修剪。通过树木隔音带，将与环境音乐不协调的、不必要的、不希望被听到的噪音要素去除，例如施工噪音，行人喧闹声等，同时将树木隔音带按照音符形象进行修剪，进一步增加音乐氛围，给乘车者带来乘车乐趣，降低驾驶员的疲累感。
75.可选地，在预设韵律、情绪和环境景观布置方式关系表中存储有韵律、情绪和环境景观布置方式三者之间的对应关系，确定音乐播放路段所需的情绪后，根据预设韵律、情绪和环境景观布置方式关系表进行查，确定该情绪对应的韵律和环境景观布置方式，并按照该情绪对应的韵律选取待播放音乐，根据环境景观布置方式对音乐播放路段和音乐指示路段进行景观布置。
76.在一些实施例中，如表1所示，若音乐播放路段所需的情绪是平和的、和谐的，则对应的韵律为连续韵律，对应的环境景观布置方式为：一种或多种景观要素有秩序地排列延续，各要素之间保持相对稳定的距离关系。若音乐播放路段所需的情绪是突变的，则对应的韵律为突变韵律，对应的环境景观布置方式为：景物以较大差别的对立形式出现，产生突然变化的韵律感。
77.表1韵律、情绪和环境景观布置方式关系表
[0078][0079][0080]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：

1.一种音乐路面安全引导系统，其特征在于，包括：音乐指示路段，与音乐播放路段相连，所述音乐指示路段的路边设置有安全指示牌和音乐指示牌，所述音乐指示路段的路面设置有防滑带和引导标；所述音乐播放路段，路面设置有并列的两组音乐生成结构，各音乐生成结构包括多个阵列分布的半圆形凸起结构，根据待播放音乐确定各所述半圆形凸起结构的布设方式。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在音乐指示路段的路面间隔设置防滑带，所述防滑带通过在路面涂抹彩防滑路面粘合剂形成，所述防滑带为等宽的锯齿形。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在音乐指示路段的路面间隔设置有引导标，所述引导标两两一组设置在两个防滑带的间隔中，所述引导标为发荧光的三角形块，三角形块的尖端指向行车方向。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：在所述音乐播放路段上，若车辆以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成待播放音乐；若车辆不以限定速度范围内的速度行驶，车轮与各半圆形凸起结构接触振动，生成一段杂音。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，两组音乐生成结构的间距小于车辆两个前轮之间的间距，音乐生成结构的宽度大于车辆车胎宽度。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据待播放音乐确定各所述半圆形凸起结构的布设方式，包括：根据限定车辆速度和待播放音乐来确定音乐播放路段的长度；根据待播放音乐确定所需基频频率；通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质；根据音乐播放路段的长度和待播放音乐中基频频率的出现顺序在路面布设能发出相应基频频率的半圆形凸起结构。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，根据待播放音乐确定所需基频频率，包括：通过spectralab频谱分析仪对待播放音乐文件进行数据提取，获得音频信号；对音频信号进行傅里叶变换，获取频域图；根据频域图获取所需基频频率。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，通过实验测试确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质，包括：在测试场景中，在音乐测试路面设置预设尺寸、预设间距、预设材质的半圆形凸起结构，将车辆按照预设行驶速度经过测试路面，通过录音机获取测试录音；采用频率分析软件对测试录音进行数据提取，获取测试数据；对所述测试数据进行拟合，获得音频效果；将所需基频频率与所述音频效果进行比较，获取与所需基频频率相同的参考音频段；根据参考音频段确定发出所需基频频率的半圆形凸起结构的尺寸、间距和材质。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：根据待播放音乐增加环境背景音；所述环境背景音包括鸟鸣声、流水声、钟声。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：在音乐播放路段的路边栽植树木隔
音带，用于隔绝环境中不需要的声音，并将树木隔音带按照音符形象进行修剪。

技术总结

本发明涉及交通工程技术与声学技术领域，具体涉及一种音乐路面安全引导系统，包括：音乐指示路段，与音乐播放路段相连，音乐指示路段的路边设置有安全指示牌和音乐指示牌，音乐指示路段的路面设置有防滑带和引导标；音乐播放路段，路面设置有并列的两组音乐生成结构，各音乐生成结构包括多个阵列分布的半圆形凸起结构，根据待播放音乐确定各半圆形凸起结构的布设方式。相比隆声带而言，音乐公路安全引导系统综合乐理、车辆行驶物理学和公路工程建设等知识，将轮胎与路面磨蹭的噪声转换为优美的音乐，更加人性化，利用悦耳的声音来提醒驾驶员主动减速，有利于减少交通事故发生。有利于减少交通事故发生。有利于减少交通事故发生。