Lịch sử và tương lai của đèn giao thông
Đèn giao thông đã tồn tại hơn 100 năm và trong tương lai, nó có thể cần phải tăng thêm một màu nữa thay vì 3 màu xanh, đỏ, vàng truyền thống.
Đèn giao thông tại Los Angeles, California (Mỹ) năm 1942. Ảnh: Getty Images
Đèn giao thông trên khắp thế giới thường sử dụng màu đỏ, vàng và xanh lục để báo hiệu cho người lái xe biết họ nên dừng, đi hay chuẩn bị dừng tại các giao lộ và vạch qua đường dành cho người đi bộ.
Theo dữ liệu công bố năm 2022 của công ty INRIX, chuyên tạo các sản phẩm và dịch vụ liên quan đến ngành vận tải và phương tiện tự lái, tổng chi phí do tắc nghẽn đường bộ ở Anh, Đức và Mỹ gây ra cho nền kinh tế là 2,2 tỷ USD. Đèn giao thông góp phần đáng kể vào việc giảm chi phí này.
Đèn giao thông ra đời khi nào
Đèn giao thông đầu tiên trên thế giới được lắp đặt tại Quảng trường Quốc hội, đối diện Tòa nhà Quốc hội ở London, Anh, vào ngày 10/12/1868. Tình trạng ùn tắc xe ngựa ngày càng tăng tại ngã tư đó gây nguy hiểm cho người đi bộ.
Chiếc đèn giao thông này bao gồm một cột với phần trên cùng giống hình chữ thập. Thiết bị này có phần cánh di chuyển lên xuống để hướng dẫn phương tiện di chuyển hoặc dừng lại và đèn hoạt động bằng khí đốt, có màu đỏ hoặc xanh lục.
Chiếc đèn được thiết kế để mô phỏng cử chỉ của c ảnh sát giao thông. Xe cộ phải dừng lại khi cả hai cánh vuông góc và được di chuyển khi chúng ở góc 45 độ. Đèn khí đốt màu đỏ và màu xanh lục được sử dụng vào ban đêm.
Video đang HOT
Cần có cảnh sát vận hành chiếc đèn. Khí đốt đi vào thiết bị từ một đường ống dưới lòng đất. Thật không may, thiết kế đầu tiên của đèn giao thông đã có khởi đầu khó khăn. Sự cố rò rỉ khí từ đường ống bên dưới đã gây ra một vụ nổ, khiến cảnh sát điều hành nó bị thương.
Được coi là mối nguy hiểm, chiếc đèn giao thông đầu tiên này nhanh chóng bị loại bỏ và bị cấm hoàn toàn trong 60 năm tiếp theo. Cuối cùng, đèn giao thông quay trở lại đường phố Anh vào năm 1929.
Đèn giao thông tại London năm 1868. Ảnh: Getty Images
Đèn giao thông đầu tiên chạy bằng điện được phát minh vào năm 1923 bởi nhà phát minh người Mỹ gốc Phi, Garrett Morgan. Ông đã bán thiết kế của mình cho General Electric với giá 40.000 USD (tương đương 730.000 USD ngày nay).
Hệ thống màu đầu tiên được sử dụng trong tín hiệu giao thông vốn dựa trên hệ thống đèn định vị trên tàu biển. Thông qua việc sử dụng đèn đỏ và xanh, thủy thủ đoàn có thể ngay lập tức biết các tàu ở gần đang di chuyển theo hướng nào. Hệ thống chiếu sáng này đóng vai trò ngăn ngừa va chạm sớm, đặc biệt là vào ban đêm trong điều kiện tầm nhìn hạn chế.
Năm 1921, nhà phát minh người Mỹ William Potts mang đèn giao thông ba màu đến Detroit. Ông bổ sung thêm màu vàng “cảnh báo” vào các tín hiệu màu đỏ và xanh lục, báo hiệu cho người điều khiển phương tiện rằng đèn sắp thay màu và họ cần đổi tốc độ.
Đèn giao thông bốn hướng, ba màu đầu tiên được lắp đặt tại giao lộ Đại lộ Woodward và Phố Fort ở Detroit vào năm 1921 và đến giữa những năm 1930 đã phổ biến trên toàn nước Mỹ.
Tăng thêm màu thứ tư, tích hợp AI?
Đèn giao thông hiện đại có 3 màu. Ảnh: Shutterstock
Các màu sắc khác nhau, đôi khi nhấp nháy, có tác dụng tốt nhất đối với bộ não con người, trong khi ô tô tự lái hoạt động tốt hơn với một đèn duy nhất.
Giáo sư Ali Hajbabaie tại Đại học North Carolina (NCSU) đang dẫn đầu một nhóm thiết kế hệ thống giao thông liên quan đến ô tô tự lái.
Do đó, rất có thể màu trắng sẽ là màu thứ tư được bổ sung cho đèn giao thông khi xe tự lái phổ biến hơn. Đèn trắng sẽ được ô tô tự lái hiểu là hướng dẫn “tiếp tục đi trừ khi có hướng dẫn khác”.
Mặc dù có nhiều loại công nghệ tín hiệu giao thông khác nhau nhưng hầu hết các hệ thống đèn giao thông đều thuộc hai loại: tín hiệu hoạt động theo lịch trình cố định; và tín hiệu có thể điều chỉnh thời gian dựa trên lưu lượng giao thông.
Giáo sư Henry Liu tại Đại học Michigan (Mỹ), đã đưa ra một cách tiếp cận khác để giải quyết vấn đề tắc nghẽn giao thông bằng trí tuệ nhân tạo (AI). Liu và nhóm của ông đang thử nghiệm cách sử dụng dữ liệu tốc độ và vị trí theo thời gian thực từ những chiếc ô tô được trang bị Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để điều chỉnh đèn giao thông. Họ đang tiến hành thử nghiệm ở ngoại ô Detroit của Birmingham, bang Michigan.
Giáo sư Liu giải thích rằng không cần thông tin từ camera hoặc cảm biến để điều chỉnh luồng giao thông, nghĩa là đèn giao thông có thể chỉ nhận thông tin từ ô tô để điều chỉnh mà không cần bất kỳ can thiệp nào.
Các giải pháp điều tiết giao thông thích ứng với thời kỳ bùng nổ xe tự hành
Các chuyên gia cho rằng sẽ cần một thay đổi lớn trong các hệ thống đèn giao thông vốn đã ra đời từ cách đây 100 năm để thích ứng với thời đại mới khi các loại xe tự hành có kết nối mạng ngày càng trở nên phổ biến.
Theo đó, các nhóm nghiên cứu hướng đến những chiến lược như bổ sung tín hiệu đèn màu thứ 4 cho nhóm 3 màu vàng-xanh-đỏ hiện nay áp dụng cho xe tự hành hoặc sử dụng dữ liệu GPS từ các nhà cung cấp xe để làm cơ sở điều tiết giao thông hiệu quả hơn.
Xe điện của Tesla tại một trạm sạc điện ở Arlington, bang Virginia (Mỹ). Ảnh: AFP/TTXVN
Nhóm nghiên cứu tại Đại học North Carolina cho rằng thay vì loại bỏ hệ thống đèn giao thông hiện có thì nên bổ sung thêm 1 màu đèn, có thể là màu trắng, để hướng dẫn giao thông khi số lượng xe tự lái lưu thông trên đường đủ nhiều để cần được điều tiết. Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Ali Hajbabaie giải thích rằng khi đến ngã tư, đèn đỏ thì các xe dừng lại, đèn xanh thì các xe đi, nếu đèn trắng thì các xe đi theo phương tiện phía trước. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng những chiếc xe mô hình thu nhỏ để chứng minh ý tưởng này. Nhóm cũng cho biết việc bổ sung màu đèn trắng là một đề xuất, nhưng cũng có thể không cần bổ sung màu đèn mới và chỉ cần tạo tín hiệu nháy xanh đỏ liên tục để báo hiệu xe tự động. Điều quan trọng là đảm bảo hệ thống mới được triển khai trên toàn cầu, giống như hệ thống hiện nay.
Cũng nghiên cứu về giao thông thế hệ mới và tin rằng việc triển khai hệ thống đèn tín hiệu giao thông mới có thể sẽ diễn ra sớm hơn tính toán, nhóm các chuyên gia tại Đại học Michigan đứng đầu là Giáo sư Henry Liu lĩnh vực kỹ thuật dân dụng của trường này, đi theo hướng kiểm soát giao thông dựa trên dữ liệu GPS có được từ chính các nhà cung cấp xe.
Nhóm chuyên gia đã tối ưu hóa các dữ liệu về tốc độ và vị trí từ các phương tiện của General Motors (GM) để điều chỉnh thời gian chạy đèn giao thông, qua đó tìm ra những thời lượng phù hợp nhất giúp điều tiết giao thông hiệu quả hơn. Được sự bảo trợ của Bộ Giao thông Mỹ, nhóm này đã thực hiện chương trình thử nghiệm những điều chỉnh mới tìm ra tại vùng ngoại ô Detroit của Birmingham. Theo Giáo sư Henry Liu, kể cả khi chỉ 6% phương tiện ở Birmingham được kết nối với hệ thống của GM thì cũng có đủ dữ liệu khoa học để điều chỉnh thời lượng tín hiệu đèn và cải thiện lưu thông trên đường phố.
Tại Birmingham, 34 đèn giao thông thử nghiệm thời lượng mới mà không có camera giám sát hay cảm biến. Danielle Deneau, Giám đốc an toàn giao thông tại Ủy ban đường bộ của Oakland, Michigan, cho biết kể cả những điều chỉnh nhỏ về thời lượng đèn xanh ở Birmingham cũng giúp giảm tắc nghẽn. Khi được mở rộng trên cả nước, nhóm nghiên cứu dự định tự động hóa các đèn giao thông ở một số địa điểm khác của Mỹ, kỳ vọng sẽ đạt được những kết quả tốt hơn.
So với những phương pháp điều chỉnh khác tiên tiến hơn nhưng chi phí cao hơn và đòi hỏi điều chỉnh cơ sở hạ tầng thì chiến lược của nhóm Henry Liu có ưu điểm là không phải điều chỉnh cơ sở hạ tầng vì các dữ liệu được các công ty sản xuất xe cung cấp.
Đèn giao thông dành cho lạc đà giữa sa mạc Trung Quốc Cưỡi lạc đà đã trở thành thú vui phổ biến tại thắng cảnh núi Mingsha và suối Lưỡi liềm ở sa mạc Kumtag, Trung Quốc. Lượng du khách tới đây đông đúc đến mức chính quyền địa phương phải sử dụng đèn giao thông dành cho lạc đà để tránh ùn tắc. Đèn giao thông dành cho lạc đà trên sa mạc. Ảnh:...