История светофоров

Светофоры — это сигнальные устройства, расположенные на перекрестках дорог , пешеходных переходах и других местах для регулирования транспортных потоков. История светофоров связана с историческим ростом автомобиля .

Светофоры были впервые установлены в декабре 1868 года на Парламентской площади в Лондоне, чтобы уменьшить необходимость в контроле дорожного движения полицейскими. С тех пор электричество и компьютеризированное управление усовершенствовали технологию светофоров и увеличили пропускную способность перекрестков.

Реклама «Электрического регулятора дорожного движения» в каталоге Pryke & Palmer 1930 года.

Установка светофора в Сан-Диего в декабре 1940 года.

Светофор в Стокгольме , 1953 год.

Происхождение сигналов светофора

До светофора дорожная полиция контролировала поток транспорта. Хорошо задокументированный пример — Лондонский мост в 1722 году. Трем мужчинам было поручено управлять движением транспорта, въезжающим и выезжающим из Лондона или Саутварка . Каждый офицер помогал направлять движение транспорта из Саутварка в Лондон и следил за тем, чтобы весь трафик оставался на западной стороне моста. Второй офицер будет управлять движением транспорта на восточной стороне моста, чтобы контролировать поток людей, покидающих Лондон и направляющихся в Саутварк.

9 декабря 1868 г. первые неэлектрические светофоры с газовым освещением были установлены возле здания Парламента в Лондоне для регулирования движения на Бридж-стрит, Грейт-Джордж-стрит и Парламент-стрит. Они были предложены инженером путей сообщения Дж. П. Найтом из Ноттингема, который адаптировал эту идею из своей конструкции систем железнодорожной сигнализации. и построен инженерами железнодорожной связи Saxby & Farmer. произошел скопление гужевого транспорта Основная причина срабатывания светофора заключалась в том, что на Вестминстерском мосту , что вынудило тысячи пешеходов идти рядом со зданием парламента. В конструкции сочетались три семафора с красными и зелеными газовыми лампами для использования в ночное время на колонне, которой управлял полицейский констебль . Газовый фонарь вручную поворачивался сотрудником ГИБДД с помощью рычага в основании так, чтобы соответствующий свет был направлен на движение транспорта. Сигнал имел высоту 22 фута (6,7 м). Свет назывался семафором, и у него были рычаги, которые вытягивались горизонтально и приказывали водителям «Стоп», а затем рычаги опускались под углом 45 градусов, чтобы дать водителям команду действовать «Осторожно». Ночью красный свет будет сигнализировать «Стоп», а зеленый свет будет означать «Осторожно». Хотя сообщалось, что он успешно контролирует движение транспорта, срок его эксплуатации был недолгим. Он взорвался 2 января 1869 года в результате утечки в одной из газопроводов под тротуаром. и ранил полицейского, который им управлял.

Предварительные электрические сигналы

Ранний светофор с двумя светофорами у таверны White Horse Tavern на Хадсон-стрит , Нью-Йорк . Снимок сделан в 1961 году.

Несмотря на выход из строя первого в мире светофора в Лондоне в 1869 году, страны по всему миру все еще строили светофоры. К 1880 году светофоры распространились по всему миру, и так было всегда, с тех пор. Однако ранние светофоры конца 19 века сильно отличались от тех, что существуют сейчас. В первые два десятилетия 20-го века семафорные светофоры, подобные лондонскому, использовались по всей территории Соединенных Штатов , причем каждый штат имел свою собственную конструкцию устройства. Один из примеров был из Толедо, штат Огайо, в 1908 году. Слова «Стоп» и «Иди» были белыми на зеленом фоне, а фонари имели красные и зеленые линзы, освещаемые керосиновыми лампами для ночных путешественников, а длина стрел составляла 8 футов (2,4 м). ) над землей. Его контролировал сотрудник дорожного движения , который перед изменением команд по этому сигналу давал свисток, чтобы предупредить путешественников об изменении. Дизайн также использовался в Филадельфии и Детройте. Пример в Огайо был первым случаем, когда Америка попыталась использовать более наглядную форму управления дорожным движением, включающую использование семафоров. Устройство, которое использовалось в Огайо, было разработано на основе использования железнодорожных сигналов.

В 1912 году устройство регулирования дорожного движения было установлено на вершине башни в Париже на пересечении улицы Монмартр и бульвара Монмартр . Сигналом этой башни управляла женщина-полицейский, и она использовала вращающуюся четырехстороннюю металлическую коробку на вершине стеклянной витрины, где слово «Стоп» было нарисовано красным, а слово «Иди» — белым.

Электрические сигналы

В 1912 году первый электрический светофор разработал Лестер Уайр , полицейский из Солт-Лейк-Сити , штат Юта . Он был установлен Американской компанией дорожных сигналов на углу 105-й Восточной улицы и Евклид-авеню в Кливленде , штат Огайо. Он имел два цвета: красный и зеленый, а также зуммер по дизайну Джеймса Хоге, предупреждающий об изменении цвета. Дизайн Джеймса Хоге позволил полиции и пожарным депо контролировать сигналы в случае возникновения чрезвычайной ситуации . Первая взаимосвязанная система светофоров была установлена ​​в Солт-Лейк-Сити в 1917 году, при этом шесть связанных перекрестков управлялись одновременно с помощью ручного переключателя.

Первый четырехсторонний трехцветный светофор был создан полицейским Уильямом Поттсом в Детройте , штат Мичиган , в 1920 году. Он был обеспокоен тем, что полицейские на четырех разных светофорах не могли одновременно включить свет. Ответом стал третий светофор янтарного цвета, того же цвета, что и на железной дороге. Поттс также установил таймер рядом со светом, чтобы помочь координировать освещение. Для установки фонарей использовалась башня, поскольку перекресток, на котором они были установлены, был одним из самых загруженных в мире: ежедневно проезжало более 20 000 автомобилей.

Лос-Анджелес установил свои первые автоматические светофоры в октябре 1920 года в пяти местах на Бродвее. Эти первые сигналы, произведенные компанией Acme Traffic Signal Co., сочетали в себе семафоры «Стоп» и «Вперед» с маленькими красными и зелеными огнями. Колокола играли роль сегодняшних янтарных огней, звоня при смене флагов - процесс, который занял пять секунд. К 1923 году в городе было установлено 31 устройство управления дорожным движением Acme.

Автоматические электрические сигналы

В 1922 году дорожные вышки начали контролировать автоматические таймеры. Первой компанией, которая установила таймеры на светофорах, была Crouse Hinds. Они построили железнодорожные сигналы и были первой компанией, которая установила таймеры на светофорах в Хьюстоне , их родном городе. Основным преимуществом использования таймера было то, что он экономил деньги города за счет замены сотрудников дорожного движения. Город Нью-Йорк смог переназначить всех, кроме 500 из 6000 офицеров, работавших в дорожной службе; это сэкономило городу 12 500 000 долларов. Вулверхэмптон был первым британским городом, который в 1927 году ввел автоматические светофоры на Принсес-сквер на пересечении улиц Личфилд-стрит и Принцесс-стрит на экспериментальной основе. Первые постоянные автоматические светофоры в Великобритании были открыты 16 марта 1928 года в Лидсе , на углу Парк-Роу и Бонд-стрит.

Внедрение автоматизированных светофоров потребовало изменения поведения пешеходов. Большинство городских групп приветствовало светофоры; сигналы многие считали благоприятными для контроля со стороны полицейских, поскольку на них не влияли потенциальные человеческие предубеждения, такие как расизм или недоверие к транзитным компаниям. Став свидетелем аварии между автомобилем и конной повозкой, изобретатель Гаррет Морган подал заявку на патент США на светофор. Патент № 1 475 024 был выдан 20 ноября 1923 года на трехпозиционный светофор Моргана.

Дальнейшим развитием светофоров стали шахматные системы. Это позволило реализовать ранние зеленые волны , чтобы транспортные средства, движущиеся с определенной скоростью по одной улице, встречали только зеленый свет. Первая ступенчатая система была установлена ​​в 1926 году на Шестнадцатой улице в Вашингтоне, округ Колумбия , что привело к удвоению скорости передвижения.

Система с двенадцатью лампами стала доступна только в 1928 году, и еще одной особенностью системы освещения было то, что над лампой надевались бленды, а каждая линза подвергалась пескоструйной очистке для улучшения видимости в дневное время. К 1930 году и башня, и семафоры были сняты с эксплуатации. Башни были слишком большими и затрудняли движение; семафоры были слишком малы, и водители не могли их видеть ночью.

Эшвилл, штат Огайо , утверждает, что здесь находится самый старый действующий светофор в мире, который использовался на перекрестке дорог общего пользования с 1932 по 1982 год, когда его перевезли в местный музей. Книга рекордов Гиннеса подтвердила это утверждение, назвав его старейшим действующим светофором.

, был установлен первый светофор на азиатском континенте В 1949 году в Хайфе , Израиль . Первый светофор в Южной Индии был установлен на Эгмор перекрестке в Ченнаи в 1953 году. В 1963 году город Бангалор установил свой первый светофор на Корпорейшн-Серкл.

Компьютеризированные сигналы

В управлении светофорами произошел большой поворот с появлением компьютеров в Америке в 1950-х годах. Благодаря компьютерам, изменение светофоров сделало транспортный поток еще лучше благодаря компьютеризированному обнаружению. На перекрестках были установлены нажимные пластины, чтобы компьютеры знали, что на красный свет ждет машина. Некоторые из этих методов обнаружения включали в себя определение количества машин, ожидающих на красный свет, и продолжительности ожидания первого автомобиля на красном светофоре. Один из лучших исторических примеров компьютеризированного управления освещением произошел в Денвере в 1952 году. Один компьютер контролировал 120 огней с помощью шести чувствительных к давлению датчиков, измеряющих входящий и исходящий трафик. Диспетчерская, в которой находился компьютер, отвечающий за систему, находилась в подвале здания города и округа. По мере развития компьютеров управление светофором также улучшилось и стало проще. В 1967 году город Торонто первым начал использовать более совершенные компьютеры, которые лучше обнаруживали транспортные средства. Компьютеры осуществляли контроль над 159 сигналами в городах по телефонным линиям.

Таймеры обратного отсчета на светофорах были введены в 1990-х годах. Таймеры полезны для пешеходов, чтобы спланировать, достаточно ли времени, чтобы пересечь перекресток до окончания этапа ходьбы, а также для водителей, чтобы узнать количество времени до включения света. В Соединенных Штатах таймеры для движения транспортных средств запрещены, но таймеры для пешеходов теперь требуются на новых или модернизированных сигналах на более широких дорогах. Некоторые пешеходные таймеры также могут использоваться автомобилистами, чтобы узнать, сколько времени осталось до зеленого цикла, поскольку часто, когда пешеходный таймер достигает нуля, сигнал одновременно становится желтым.

Световые технологии

Когда лампы накаливания начали заменять газовые лампы, для генерации сигналов необходимо было использовать цветную линзу красного, желтого или зеленого цвета, поскольку лампы накаливания могут светить только белым светом. В частности, во Франции агрегаты оснащались рефлектором и линзами разного цвета, таких как линзы Френеля, призматические и другие. Их недостатками были короткий срок службы и эффект бликов, когда солнце светит в цветных линзах. Часто было невозможно определить, какой сигнал работает. Таким образом, светофоры с тех пор часто оснащаются козырьками.

В 1960-х годах начали использовать новый источник освещения с использованием газоразрядной трубки. Патент Общества Silec, поданный в 1957 году, объясняет эту технологию. Преимущества заключались в том, что источнику света не требовалась цветная линза, и эта технология устраняла эффект бликов, снижала потребление энергии и продлевала срок службы по сравнению с источниками накаливания.

В 1980 году лампы накаливания были усовершенствованы: они получили более низкое напряжение 12 В, увеличили срок службы и снизили энергопотребление.

В конце 1980 года поворотным моментом стало появление светодиодных фонарей (LED), преимущества которых заключались в еще более длительном цикле замены и более низком энергопотреблении. Первый светодиодный главный светофор был введен в эксплуатацию в 1989 году в Калифорнии. Система была создана компанией Electro-techs в Короне (Калифорния), созданной Рэймондом Дисом в 1981 году.