От семафора до виртуально стены
Полицейской нет фуражки
А в глазах стеклянных – свет.
Он любой машине скажет:
Можно ехать или нет…
Нет, это не стихи про пьяного регулировщика. Это детская загадка про светофор, у которого весьма почтенная полуторавековая биография, наполненная интересными поворотами, смешными моментами и серьезными достижениями.
По взмаху крыльев-указателей
Первые светофоры появились на дорогах общего пользования еще до того, как на них выехали автомобили. А именно в 1868 году. Британский инженер Джон Пик Найт (John Peake Knight), занимавшийся разработкой железнодорожной сигнальной системы, решил приспособить ее для предотвращения уличных заторов, создаваемых конными экипажами.
Для этого он просто снял семафор с мачты и установил его на площади перед зданием парламента Соединенного Королевства. Система управлялась вручную. Днем при ясной погоде полицейский регулировал трафик, подавая сигналы поворотом крыльев-указателей. А с наступлением темноты, в условиях плохой видимости, положение указателей дублировалось вращающимся газовым фонарем с зелеными и красными линзами.
Сигналы подавались исключительно транспортным средствам. Но уже в первый месяц эксплуатации «фонаря Найта» число пешеходов, пострадавших в результате ДТП, значительно сократилось. Правда, в скором времени пострадал сам регулировщик – из-за утечки газа взорвался сигнальный фонарь, и бедолага получил серьезные ожоги. Справедливости ради заметим, что в этом происшествии не было ничего необычного – уличные газовые фонари взрывались с незавидным постоянством. Однако отказывался от уличного освещения никто не собирался. А вот от светофора отмахнулись, признав новаторское решение Найта «в большей степени опасным, чем полезным». Запрет на светофоры был принят по всей Европе и продержался несколько десятилетий.
Это «ж-ж-ж» неспроста!
Стремительная урбанизация, появление автомобиля и, как следствие, увеличение интенсивности движения на дорогах – все это требовало преобразований в системе определения очередности проезда транспорта и передвижения пешеходов. Забавно, но за исключением Найта, изобретение приборов, регулирующих эти процессы, увлекло на первых порах не профессиональных инженеров, а простых полицейских.
Так, в 1912 году Лестеру Уайру (Lester Wire) – детективу полиции американского Солт-Лейк Сити – пришла в голову идея создать электрический светофор с красными и зелеными линзами. Создать он его создал, но не запатентовал. Его соотечественник Джеймс Хог (James Hogue) оказался расторопнее.
Запатентованный им прибор 5 августа 1914 года в количестве сразу четырех экземпляров был установлен в Кливленде, штат Огайо. В том светофоре использовались только красный и зеленый цвета. Желтого, как в современных, еще не было. Зато был зуммер! О приближающейся смене сигнала участников дорожного движения оповещал жужжащий звук. Местные газетчики от него были не в восторге, утверждая, что тревожное «ж-ж-ж» дурно действует на чувствительную нервную систему детей и почтенных дам, «провоцируя у них неадекватную реакцию».
Замечание прессы учли, и в 1920 году в центре одного из перекрестков Детройта появился светофор, который молчал, но сигнализировал уже тремя цветами – зеленым, красным и желтым. Главной же новацией был не цвет, а направленность на все четыре стороны дорожного потока.
Именно такая версия регулировщика наиболее полно отвечала интересам обеспечения дорожной безопасности. Другое дело, что жители Детройта – и водители, и пешеходы – отнеслись к светофору как аттракциону или забавному элементу городской среды и по большей части игнорировали его сигналы.
Клаксон в унисон
Кстати, о сигналах. Долгое время они переключались вручную. И только в конце 20-х годов прошлого века появились автоматические светофоры. На первых сигнал просто переключался через фиксированные промежутки времени. Однако это часто приводило к неоправданно долгому ожиданию, даже когда дорога была свободна.
В 1928 году американский изобретатель и заядлый автолюбитель Чарльз Адлер – младший (Charles Adler Jr.) придумал светофор, который мог улавливать звук автомобильного клаксона и переключать сигнал. На столбе посередине перекрестка был установлен микрофон, и, когда автомобиль останавливался, все, что нужно было сделать водителю, это погудеть. Ну а чтобы как-то урезонить нетерпеливых водителей, на светофорах установили интервал в 10 секунд, когда цвет нельзя было бы переключить гудком.
Но главным светофорным революционером следует признать американца Гарретта Огастеса Моргана – старшего (Garrett Augustus Morgan, Sr.). Именно он в 1922 году в своей патентной заявке впервые сформулировал светофорную концепцию: «Устройство предназначено для того, чтобы сделать очерёдность проезда перекрёстка независимой от персоны, сидящей в автомобиле».
Мы опять пошли своим путем
В Советском Союзе первый регулирующий очередность движения автомобилей электрический светофор был установлен в Ленинграде на пересечении проспектов 25 Октября и Володарского (ныне Невского и Литейного проспектов) в январе 1930 года.
В декабре похожее устройство появилось и в Москве на углу Петровки и Кузнецкого моста. Правда, переключение сигналов производил регулировщик в ручном режиме. В Москве зеленый сигнал был верхним, а в Ленинграде – нижним.
Такое различие подходов сохранялось вплоть до 1959 года, когда СССР присоединился к Международной конвенции о дорожном движении и Протоколу о дорожных знаках и сигналах. Светофоры для пешеходов появились Стране Советов только в 60-х. Но мы и тут пошли своим путем: если во всем мире линзы круглые, то у нас они были квадратными.
Еще не ИИ, уже не светофор
Появление компьютерной техники не обошло стороной и светофоры. Первое устройство на базе искусственного интеллекта, научившееся распознавать транспортные средства, появились в Торонто в 1967 году. Появилась возможность учитывать интенсивность дорожного движения при регулировке и контроле за ним. Сейчас компьютеры также помогают отслеживать изменения в погодных условиях и способны менять схему работы светофоров в соответствии с ними. Помимо этого, смена сигналов учитывает чрезвычайные ситуации, что значительно повышает безопасность на дорогах.
В 90-е появились светофоры с обратным отсчетом, показывающие, сколько времени остается до смены сигнала. Эта новация оказалась особенно удобной для пешеходов. Теперь они могли видеть, сколько еще времени будет гореть «зеленый» и успеют ли закончить переход проезжей части.
Современные светофоры – это сложная интеллектуальная система контроллеров, датчиков движения и видеокамер. В режиме реального времени они отслеживают загруженность перекрестков и по оптическим линиям связи передают информацию на центральный сервер. Есть разработки, к которым вообще трудно применить архаичное название «светофор», в том числе и отечественные.
Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали уникальную систему дорожного мониторинга на основе искусственного интеллекта. Она способна собирать, интерпретировать и передавать данные об интенсивности дорожного движения, классифицировать 10 категорий транспорта, определять скорость, загруженность дорог и дальнейшее направление движения транспорта.
К разработкам привлекают не только профильных специалистов, но и социологов, дорожных психологов. Так было и с «виртуальной стеной», где электронный регулировщик не просто подает световые сигналы, а создает целую лазерную проекцию с изображением движущихся пешеходов. Проекция видна только водителям. Цвет лазерных лучей меняется в соответствии с правилами дорожного движения: красный, когда люди переходят дорогу, предупреждающий желтый и зеленый, когда автомобиль может продолжить движение. По мнению специалистов, это должно стать дополнительным сдерживающим фактором для особо нетерпеливых водителей: все-таки ехать по людям, пусть даже голографическим, психологически труднее.
Есть еще немало любопытных, ярких и перспективных предложений, которые пока находятся на разной стадии разработки. Их общая главная задача – обеспечить безопасность всех участников дорожного движения.
