本刊記者 / 劉俞靈
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(xiàn)代由數(shù)據(jù)邏輯自控的多樣信號燈,無數(shù)優(yōu)秀的先輩為此付出了自己的智慧與心血,成就了當(dāng)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(xù)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(fā)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(jīng)普及了馬車,但卻沒有指引馬車和行人通行的信號燈設(shè)備,因此馬車撞倒行人、交通擁堵的情況經(jīng)常發(fā)生,令政府頭痛不已。
煤氣信號燈的出現(xiàn),是交通信號燈從無到有的創(chuàng)舉,打破了混亂的道路局面,開創(chuàng)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。
一位名叫師德·哈特的英國機械師的出現(xiàn),打破了這一交通混亂的僵局。在當(dāng)時,英國約克城有這樣一種習(xí)俗,當(dāng)?shù)氐呐詴ㄟ^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(jīng)結(jié)婚。受到不同身份婦女著裝區(qū)分的啟發(fā),師德·哈特在1868年設(shè)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(shè)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(dāng)時人們的出行口訣則與現(xiàn)代幼兒牙牙學(xué)語時念的“紅燈停、綠燈行”一致。除此之外,執(zhí)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(dāng)?shù)鼐用褡杂X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(xiàn),是交通信號燈從無到有的創(chuàng)舉,打破了混亂的道路局面,開創(chuàng)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氖牵簹庑盘枱裘媸罆r間只維持了23天。在某位警察正在執(zhí)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(yè)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(shè)置警察可以翻轉(zhuǎn)的標識,分別標有“前進”和“停止”,行人可根據(jù)牌子上的內(nèi)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。
現(xiàn)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。
1912年,第一個電氣交通信號燈面世,發(fā)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(jù)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(zhì)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(chuàng)造的信號燈基礎(chǔ)上進行了改造與提升,研發(fā)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?fù)?nèi)進行操作。警員還可以根據(jù)實際交通情況對紅綠燈轉(zhuǎn)換時間進行改變,而在紅綠燈轉(zhuǎn)變前,蜂鳴器會進行報警,提醒人們“交通信號燈將要發(fā)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(yù)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(fù)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(shè)立交通信號燈。
然而,由警員負責(zé)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(xùn)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(xù)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(shè)立了電動交通信號燈。它們互相連接,由一個警員統(tǒng)一控制。這是相互關(guān)聯(lián)的交通信號燈系統(tǒng)首次出現(xiàn),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(shù)據(jù)自控的轉(zhuǎn)變。
與此同時,中國的交通信號燈也在逐漸發(fā)展。我國最早的交通信號燈出現(xiàn)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?!笨梢娢覈鴮τ诮煌ㄐ盘枱纛伾褂玫南敕ㄅc其他國家一致。
現(xiàn)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(nèi)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(chuàng)造的,他在紅綠交通信號燈上進行改進,發(fā)明出了第一盞紅黃綠三色且?guī)в兴膫€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(dāng)時他正在美國求學(xué)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(guān)方面的肯定,促進了黃燈的出現(xiàn)。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(xiàn)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(yōu)秀的創(chuàng)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(fā)生。
隨著經(jīng)濟與科技的快速發(fā)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(xiàn)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(chuàng)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(lǐng)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(yīng)控制、自適應(yīng)控制等多種簡便且準確地模式。
在現(xiàn)代生活中,交通信號燈已經(jīng)十分完備而普及,它像一座燈塔指引著出行的大眾,守衛(wèi)著萬千出行者的安全。在未來,交通信號燈還將繼續(xù)演變革新,為交通安全持續(xù)貢獻力量。