Lịch sử và tương lai của đèn giao thông

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 cảnh 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.

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 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?

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.