探尋交通信號燈的百年歷史,從第一盞煤油信號燈的誕生到電動信號燈的完善,再到現代由數據邏輯自控的多樣信號燈,無數優秀的先輩為此付出了自己的智慧與心血,成就了當代道路縱橫交錯卻井然有序的一片大好景象。未來交通信號燈還將繼續改進與革新,為維護交通秩序貢獻新的力量。
在繁華的都市中,縱橫交錯的道路人來人往、川流不息,而讓來往的人與車井然有序的秘訣自然是矗立在路邊的交通信號燈,高聳的身軀、閃爍的燈光是指引交通安全的使者,彰顯著城市躍動而勃發的生命力。
交通信號燈的起源最早可以追溯到19世紀的英國,那時歐洲的部分國家已經普及了馬車,但卻沒有指引馬車和行人通行的信號燈設備,因此馬車撞倒行人、交通擁堵的情況經常發生,令政府頭痛不已。
一位名叫師德·哈特的英國機械師的出現,打破了這一交通混亂的僵局。在當時,英國約克城有這樣一種習俗,當地的女性會通過穿著顏色來表明自己是否婚配,未婚婦女會穿著綠色衣服,而穿著紅色衣服的婦女則表示其已經結婚。受到不同身份婦女著裝區分的啟發,師德·哈特在1868年設計了第一款簡易的交通信號燈——煤氣交通信號燈。該信號燈的設計由一根七米高的柱子和兩盞顏色一紅一綠的煤油燈組成,煤油燈掛在柱子的頂部,由專門看守的警察手持長桿牽動皮帶進行顏色變換,后來還在煤氣燈外部裝上了燈罩,用紅綠玻璃分別遮擋,白天僅僅以紅綠玻璃的變換進行指引,而在晚上則將煤氣燈點亮。照亮紅綠燈罩,方便人們觀察。當時人們的出行口訣則與現代幼兒牙牙學語時念的“紅燈停、綠燈行”一致。除此之外,執勤的警察還會在紅綠燈將要變換的時候吹哨提醒群眾,讓群眾提前做好準備。在煤氣信號燈于同年12月投入使用后,當地居民自覺地跟隨信號燈的變換在路面上通過,一時之間馬車與人之間的碰撞大幅度減少,交通擁堵也有所改善。
煤氣信號燈的出現,是交通信號燈從無到有的創舉,打破了混亂的道路局面,開創了由交通信號燈指引交通路面的先河,建立了城市交通信號燈的控制體系�?上У氖�,煤氣信號燈面世時間只維持了23天。在某位警察正在執勤的時候,煤氣燈突然爆炸奪走了該名警察的生命,煤氣信號燈也就此被停用。
第二次工業革命完成后,馬車逐漸被速度更快的汽車取代,交通信號燈成為更加重要的剛需,因此有些歐洲國家在道路上設置警察可以翻轉的標識,分別標有“前進”和“停止”,行人可根據牌子上的內容走或是停。但是警察手搖式的交通信號標識卻存在著非常多的不足。首先這種交通信號指示牌不能在夜間使用,人們的夜間出行受限。其次如果警察不能很好的判斷路況,很可能在本就混亂的交通情況上火上澆油。因此,手搖式交通信號標識也很快被取締。
1912年,第一個電氣交通信號燈面世,發明者是一位叫做萊斯特·懷爾的警員。該交通信號燈使用的依然是紅綠兩種顏色,但萊斯特·懷爾考慮的依據不再是婦女為表身份的不同著裝顏色,而是考慮了不同顏色的特質和人們的感官對于不同顏色的感知能力。紅色光的波長很長,有很強的穿透空氣的能力,因此比別的顏色看起來更加醒目,而綠色則為紅色的互補色,兩種顏色之間的強烈反差更有利于人眼的識別和判斷。
1914年8月15日,美國的一家信號燈公司在萊斯特·懷爾所創造的信號燈基礎上進行了改造與提升,研發出一種帶有蜂鳴器的電力交通信號燈,由警員在交通信號燈附近的崗亭內進行操作。警員還可以根據實際交通情況對紅綠燈轉換時間進行改變,而在紅綠燈轉變前,蜂鳴器會進行報警,提醒人們“交通信號燈將要發生變化”。這是即信號燈變化前由警察吹哨這一方式后,“交通信號燈提前預備概念”的又一次提升。與此同時,美國的克里蘭夫市首先恢復交通信號燈的使用,緊接著紐約、芝加哥等城市也逐漸在道路上設立交通信號燈。
然而,由警員負責交通信號燈的變換依然有諸多不便,首先是道路繁多,每條道路都配備一名對路況熟悉且訓練有素的警員會消耗大量人力,其次是人的精力有限,警員難免對路況判斷失誤或是操作錯誤,會對道路交通造成負面影響。因此美國各大交通信號燈公司繼續對信號燈進行進一步的改進和升級。1917年,美國鹽湖城6條街道的路口設立了電動交通信號燈。它們互相連接,由一個警員統一控制。這是相互關聯的交通信號燈系統首次出現,使得交通信號燈的使用效率大大提高,促進了交通信號燈由人力電控到數據自控的轉變。
與此同時,中國的交通信號燈也在逐漸發展。我國最早的交通信號燈出現在1923年的上海英租界,部分十字路口會使用機械裝置控制車輛的前進與后退,這是我國交通信號燈的啟蒙版本。1923年4月13日,南京路的兩個十字路口安裝了由警察控制的紅綠信號燈裝置。1931年8月23日,《青島民國日報》上刊登了這樣一則新聞:《交通信號燈今日使用》。這則新聞稱:“不論信號形式,以顏色為標準,明綠色表示放行,明紅色表示停止。”可見我國對于交通信號燈顏色使用的想法與其他國家一致。
現代的交通信號燈除了紅綠兩種顏色之外,還有一個黃燈,做紅綠燈交替之前的提醒之用。談及黃燈的由來,世界范圍內有兩個公認的說法:其一是黃燈是由一名美國警察威廉·波茨創造的,他在紅綠交通信號燈上進行改進,發明出了第一盞紅黃綠三色且帶有四個方向的交通信號燈。其二則是由中國青年胡汝鼎于1927年提出的黃燈理論。當時他正在美國求學深造,一次等待過馬路的途中,在紅綠燈交接之時,胡汝鼎正準備通過卻被呼嘯而過的汽車嚇了一跳,回到宿舍之后他深思熟慮,決定在紅綠燈之間加一個黃燈,以此來提醒人們紅綠燈即將變化。他的提議立馬受到了有關方面的肯定,促進了黃燈的出現。雖然胡汝鼎的提議相較于美國稍晚一些,但其思想對黃燈出現的推動還是功不可沒的。不論是威廉·波茨還是胡汝鼎,都是人類在交通信號燈探索旅途中優秀的創造者,使交通信號燈更加貼合大眾的出行需求,減少了交通事故的發生。
隨著經濟與科技的快速發展,汽車的普及與增速,手動控制的交通信號燈越來越無法滿足人們對于出行的需要,自控信號燈逐漸登上歷史舞臺。1963年,加拿大多倫多街頭第一次出現可以自動控制的交通信號燈,所有信號燈的交替均由電腦芯片進行控制。上世紀70年代,微軟公司橫空出世,創造出新的交通信號燈控制邏輯體系,由電腦進行控制,自此交通信號燈徹底告別了人工控制時代,進而在自控領域大踏步邁進。
此后,交通信號燈家族不斷壯大,包括機動車信號燈、非機動車信號燈、人行橫道信號燈、方向指示指示燈(箭頭信號燈)、車道信號燈、閃光警告信號燈、道路與鐵路平面交叉道口信號燈等等,用以滿足人們的不同需求。而在控制上,也有定時控制、感應控制、自適應控制等多種簡便且準確地模式。
在現代生活中,交通信號燈已經十分完備而普及,它像一座燈塔指引著出行的大眾,守衛著萬千出行者的安全。在未來,交通信號燈還將繼續演變革新,為交通安全持續貢獻力量。(劉俞靈/本刊記者)
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