Научно-популярная статья по истории изобретательства "История создания светофора"

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СТАТЬЯ

Тема :      « История изобретательства»

Название статьи: «История создания светофора»

                                                    Выполнил:

                                                                            Фомичев Дмитрий Евгеньевич

                                                                                         Группа №34                                                                  

                                                                                 Научный руководитель:

Левкина Роза Станиславовна,  

Преподаватель, руководитель

дипломного проектирования                   

История создания светофора

С  каждым годом растет число машин на дорогах и вместе с тем растет количество дорожно-транспортных происшествий.

Дорожно-транспортные происшествия - ежегодно уносят тысячи жизней людей. Большой процент приходиться на игнорирование человеком правил дорожного движения. И наверно, не каждый знает, что на первый взгляд такое простое устройство, как светофор, способно  не только упорядочить движение потоков машин и пешеходов на опасных перекрестках, но и сохранит жизнь и здоровье участников дорожного движения.

Сегодня  светофор неотъемлемая часть безопасной  жизни современного  человека, который постоянно находиться в круговороте событий, но не все знают, что это устройство  имеет очень давнюю историю своего изобретения.

 Сказать с уверенностью, кто изобрел светофор в том виде, в котором мы привыкли сегодня его видеть, не представляется возможным. Во многих странах наберется несколько десятков "первооткрывателей", которые получали авторские свидетельства на, собственно, одно и то же по смыслу устройство, только с различными вариациями. 

Необходимость в светофоре первыми поняли в Англии, так как в этой стране произошел первый случай наезда паромобиля на пешехода.  При разборе дела суд не смог определить виновных в этом происшествии, так как отсутствовали правила дорожного движения. Судья ограничился в своем вердикте формулировкой «несчастный случай».  Но этот прецедент заставил чиновников обратить на эту проблему внимание. Правда, по началу, в своих интересах, поэтому первый светофор был установлен в 1868 году …около здания парламента в Лондоне, чтобы обезопасить от возможных травм английских «слуг народа».

Создателем  этого первого светофора был железнодорожный инженер Джон Пик Найт, который в 1868 году использовал для  свой опыт работы с железнодорожными семафорами, которые работали по схожему со светофором принципу.

Рис.1-Светофор Д.П. Найта

    Светофор был установлен на шесте высотой шесть  метров у здания английского парламента в Лондоне и предназначен был для облегчения перехода дороги пешеходам, но его сигналы подавались для движущихся по дороге транспортным средствам.  Естественно, что первый экземпляр светофора не был похож на современных его собратьев, так управлялся он вручную. А его конструкция была самой простейшей: две семафорные стрелки, могущие свободно перемещаться в вертикальной плоскости. При этом стрелка в горизонтальном положении обозначала требование остановки, а если она приподнималась вверх до 45 градусов, это означало предупреждение о том, что бы участники дорожного движения передвигались бы с максимальной осторожностью. Ночью светофор подсвечивался газовым фонарем, при этом красный цвет «давал» приказ транспорту остановиться, а зеленый- разрешал движение.

Но, к сожалению, в 1869 году газовый фонарь, установленный в светофоре, взорвался, и ранил управляющего им полицейского. После чего конструкция была демонтирована, и на протяжении пятидесяти лет в Лондоне не было установлено ни одного светофора.

Этот случай определил недостатки первого светофора- это небезопасность конструкции и участие человека в его управлении. Поэтому, обеспечить безопасность полицейских, управляющих светофорами, и  оснастить устройствами  большое количество улиц не было возможным.

И тогда изобретатели свои усилия направили на создание автоматических устройств для регулирования дорожного движения.

Считается, что первую подобную систему разработал в 1910 году Эрнст Сирин. В системе были задействованы таблички с надписями «Stop» и «Proceed», которые соответственно запрещали и разрешали движение. Однако эта система не использовала подсветки, что было ее значительным недостатком в темное время суток (на рисунке 2 представлена фотография светофора Эрнста Сирина).

Рис.2 Светофор Э.Сирина

В современном же виде светофор был создан в 1912 году изобретателем из штата Юта Лестером Вайром. Он уже работал на электричестве и имел два светильника круглой формы зелёного и красного цвета. Правда, свою конструкцию Вайр не запатентовал.

       И все же многие специалисты полагают, что настоящий светофор родился именно 5 августа 1914 года и был изобретен Гарретом Морганом, афроамериканцем, изобретателем и бизнесменом из Кливленда, штат Огайо. Собственно, Гаррету светофор понадобился только после того, как он купил себе первый автомобиль. Его изобретение действовало по тому же принципу, что и семафоры на железнодорожных разъездах. Единственное отличие заключалось в том, что Морган придумал такой ход: каждый сигнал: красный и зеленый  включался автоматически на определенное количество времени. Именно на этом принципе и действуют практически все современные светофоры. И с подсказками в виде цифрового отсчета, и без них… Правда, патент на изобретение Моргану удалось получить только спустя девять лет, в 1923 году. А еще четыре года спустя сразу двум изобретателям удалось «усовершенствовать» систему, предложенную Гарретом. Небезынтересным был, например, такой «пассаж» – если подъезжавший водитель видел на светофоре красный свет, он гудел с помощью специального рожка. Сигнал доходил до ушей полисмена в будке, который тут же переключал свет. Правда, срабатывала эта система только до определенного момента, пока число автомобилей не превысило все допустимые пределы. В какофонии звуков сориентироваться мог далеко не каждый регулировщик…

Тогда же,  5 августа 1914 года началось и массовое использование светофоров: в Кливленде, штат Огайо, американской светофорной компанией было установлено сразу четыре светофора. Располагались они на перекрестке 105 улицы и авеню Эвклида, а их создателем был Джеймс Хог.

Эти аппараты так же имели два электрических фонаря, при этом при переключении они издавали звуковой сигнал. Управлял работой аппарата полицейский, находящийся в специальной стеклянной будке, стоящей на перекрёстке.

Рис3. Перекресток, регулируемый светофорами Джеймса Хога

И, наконец, в 1920-м году в Детройте и Нью-Йорке, почти одновременно создатели У. Поттс и Джон Ф. Харрис, изобрели электрические светофоры уже с тремя цветными световыми сигналами: красным, желтым и зеленым.

Рис 4. Первый электрический трехцветный светофор

      За США последовала и Европа, на улицах Франции светофоры появились в 1922 году, а Англии в 1927году.

       История создания светофора в России шла своим чередом. На  период, когда весь мир экспериментировал с правилами движения и разнообразными приборами для регулировки в Российской империи во все века одной из главных проблем были сами дороги. С приходом советской власти особо лучше ситуация не стала. Поэтому советским людям предстояло сначала построить нормальные дороги. Тем более что после революции 1917 г. и гражданской войны в новообразованном молодом государстве и без того было немало проблем. Однако уже к 1930 г. правительство СССР решило попробовать установить у себя американское нововведение. Из-за того, что столица страны была чрезмерно перегружена переселенцами, проводить в ней подобные эксперименты было неудобно – ведь для установки светофора, нужно было остановить движение, чего власти на то время не могли себе позволить. Поэтому первый в России светофор был установлен 15 января 1930 г. в Санкт-Петербурге (тогда Ленинграде) на пересечении проспектов Невского и Литейного (тогда именовались 25 Октября и Володарского). На протяжении года работы это заморское чудо отлично себя проявило и к концу декабря появилось и в Москве на углу Петровки и Кузнецкого моста.

Хотя светофоры были установлены в порядке эксперимента, но по окончанию его к концу 1933 года только в Москве было смонтировано около 100 приборов. При этом эти светофоры отличались от привычных тем, что использовали принцип механических часов, где стрелка указывала не на время, а на цветной сектор, обозначающий режим движения (на рисунке 6 изображен первый светофор, установленный в г. Ленинграде и Москве)

Рис.5- Первый светофор Страны Советов (России), 1930г.

       Несмотря на заимствование американской конструкции данного аппарата, советские инженеры некоторое время экспериментировали с его цветовой гаммой. Изначально вместо зеленого цвета, применялся синий. Кроме того, цвета были расположены в обратно порядке: сверху синий, снизу – красный. В чем причина таких изменений? Точной информации нет. Возможно, власти СССР не хотели проблем с законом, ведь долгое время трехцветный электрический светофор был запатентован американцами, и за использование этой модели нужно было платить. А когда в 1959 г. большинство стран мира (включая Советский союз) присоединились к Международной конвенции о дорожном движении, то трехцветный светофор с красным, желтым и зеленым цветами – стал общепринятым и перестал быть собственностью Поттса и Харриса.

Рис 6. Трехцветный светофор на улицах Москвы, 1959г.

       После адаптации системы световых регулировочных приборов к нормам Международной конвенции о дорожном движении почти тридцать лет особых новшеств в этой сфере не возникало.

После распада СССР в РФ появилась возможность более тесно сотрудничать с изобретателями всего мира по усовершенствованию конструкции светофора.

Рис 7. Современный светофор 90-х гг.

     Современные светофоры являются достаточно сложными устройствами и состоят из светофора со светильниками, контролера дорожной сигнализации и датчиков движения транспортных средств. Устанавливаются они на специальных столбах и опорах на перекрестках и вдоль автомобильных дорог.

Управляет современным светофором компьютер, который выбирает и синхронизирует направления движения согласно меняющейся ситуации на дороге. При этом датчики движения фиксируют движущееся по трассе транспортные средства, задавая им ритм езды при помощи световых сигналов.

Также в  девяностых годах в Российской Федерации появилось такое нововведение, как светодиодный светофор.

Данный аппарат мог не только показывать цветной свет, но и разные фигуры (человечки, стрелки или цифры). Впервые такое новшество было введено в Сарове.

Рис 7. Цветные светодиодные знаки современных светофоров

   В крупных городах светофоры объединены в единые автоматизированные системы, которые могут создавать достаточно сложные эффекты как, например, «зеленая волна».

   Дальнейшие пути развития светофора как средства управления дорожным движением будут лежать в области развития искусственного интеллекта, который со временем, сможет взять на себя все функции регулирования транспортных потоков, полностью исключив из этого процесса человека.

Библиографический список:

1.Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. - М.: Транспорт, 2000 - 344 с.

2.Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения: учебник для вузов - М.: Транспорт, 2002 - 234 с. 

3.Интернет-ресурс:  https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=512790.