چراغ راهنما: فرمانده خیابان‌ها
تاریخچه و تکامل چراغ راهنما
ایده ایجاد چراغ راهنما از نیاز به کنترل عبور و مرور وسایل نقلیه مختلف و عابران پیاده به وجود آمد. اولین چراغ راهنمایی جهان در سال 1868 و در لندن نصب شد. این چراغ که با گاز روشن می‌شد، فقط دو رنگ قرمز و سبز داشت و توسط یک مأمور پلیس کنترل می‌شد. متأسفانه این چراغ منفجر شد و به یک مأمور پلیس آسیب رساند! اما این پایان ماجرا نبود. با گسترش خودروها، نیاز به یک سیستم ایمن‌تر و خودکار احساس شد. در نهایت، اولین چراغ راهنمای الکتریکی و خودکار در شهر کلیولند ایالت اوهایوی آمریکا در سال 1914 نصب گردید.
معنی رنگ‌ها و زبان چراغ راهنما
چراغ راهنما یک زبان جهانی است. هر رنگ یک دستور خاص صادر می‌کند:
| رنگ | معنی و دستور | عمل راننده و عابر |
|---|---|---|
| قرمز | توقف کامل | وسایل نقلیه باید پشت خط ایست کامل کنند. عابران پیاده می‌توانند با خیال راحت از خیابان عبور کنند. |
| زرد (کهربایی) | احتیاط و آماده‌باش | اگر امکان توقف ایمن وجود دارد، باید توقف کنید. اگر نزدیک خط هستید و توقف ناگهانی خطرناک است، با احتیاط کامل عبور کنید. |
| سبز | حرکت مجاز | می‌توانید حرکت کنید، اما ابتدا باید از عدم وجود عابر پیاده یا وسیله نقلیه‌ای که ممکن است هنوز در تقاطع مانده باشد، اطمینان حاصل کنید. |
چراغ راهنما چگونه کار می‌کند؟ (علم پشت پرده)
چراغ‌های راهنما به نظر هوشمند می‌رسند، اما در واقع از قوانین و سیستم‌های نسبتاً ساده‌ای پیروی می‌کنند. دو روش اصلی برای کنترل آنها وجود دارد:
۱. کنترل با تایمر (زمان‌بندی ثابت): در این روش، چراغ‌ها بر اساس یک برنامه از پیش تعیین‌شده کار می‌کنند. برای مثال، چراغ سبز یک مسیر همیشه دقیقاً 30 ثانیه روشن می‌ماند. این سیستم برای تقاطع‌های شلوغ با ترافیک قابل پیش‌بینی مناسب است. می‌توان مدت زمان هر فاز (سبز، زرد، قرمز) را با یک فرمول ساده نشان داد:
$ \text{زمان چرخه کل} = T_{\text{سبز}} + T_{\text{زرد}} + T_{\text{قرمز}} $
۲. کنترل هوشمند (با حسگر): این چراغ‌ها پیشرفته‌تر هستند. آنها از حسگرهایی استفاده می‌کنند که زیر آسفالت کار گذاشته شده‌اند یا دوربین‌هایی دارند که تعداد خودروهای منتظر در هر خط را می‌شمارند. اگر در یک مسیر هیچ ماشینی نباشد، چراغ آن مسیر قرمز می‌ماند و زمان سبز به مسیرهای شلوغ‌تر اختصاص می‌یابد. این سیستم انعطاف‌پذیرتر است و ترافیک را روان‌تر می‌کند.
یک آزمایش فکری: اگر چراغ راهنما نبود چه می‌شد؟
بیایید یک مثال عملی و ساده را در نظر بگیریم. یک تقاطع شلوغ چهارراه را تصور کنید که در آن چراغ راهنما وجود ندارد. هر راننده‌ای می‌خواهد زودتر به مقصد برسد. نتیجه چیست؟ یک هرج و مرج کامل! خودروها از چهار جهت مختلف به سمت هم حرکت می‌کنند و هیچ‌کس حق تقدم را رعایت نمی‌کند. این وضعیت منجر به ایجاد ترافیک سنگین‌تر، تصادفات پیاپی و افزایش شدید استرس رانندگان و عابران می‌شود. چراغ راهنما مانند یک داور منصف عمل می‌کند و به نوبت به هر مسیر اجازه حرکت می‌دهد. این نوبت‌بندی بر اساس اصولی مانند عدالت (تقسیم زمان بین مسیرهای مختلف) و کارایی (کاهش زمان توقف کلی همه خودروها) انجام می‌شود.
پرسش‌های رایج و اشتباهات مهم
پاورقی
1تایمر (Timer): یک دستگاه زمان‌بندی که برای کنترل مدت زمان روشن بودن هر رنگ در چراغ راهنما استفاده می‌شود.
2حسگر (Sensor): وسیله‌ای که وجود یا حرکت وسایل نقلیه را تشخیص می‌دهد و اطلاعات را به کنترل‌کننده چراغ راهنما ارسال می‌کند.