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信号灯简史:如何影响交通、城市和经济?

楼主:50KM 时间:2018-05-27 19:54:13


↑一位操作工站在纽约第一代电子交通信号灯边(Photo by Schenectady Museum)


在近一个世纪以来,信号灯对于城市形态的塑造远远超出了其在交叉口的实际作用。他们不仅让熙熙攘攘的城市街道变得安全有序,并且使得城市的居民和工作者出行更加高效。


不过,安全和发展是有代价的:城市快速接受了机动车为重心的城市文化,并且行人在这个体系中被不断的边缘化,自行车们独善其身,公共空间被不断的排挤和外移。


正如杜肯大学历史系教授Henry Petroski所说的那样,“信号灯在意义上,不仅是一种控制交通的方式,更是引导了城市发展的方向”。他著有《The Road Taken: The History and Future of America’s Infrastructure》一书。


起源


在十九世纪六十年代的伦敦,城市交通一直是一个不断显著的公共交通安全难题,马车、行人、早期能晃散骨架的自行车们,全部挤在同样的道路上。


1866年,一年内1102个人在马路上丧命的事实促使英国铁路工程师J.P. Knight提出了改良措施,使用铁路上的臂板信号系统对城市交通进行管理控制。Knight在12岁时从学校辍学,还没到青春期就进入伦敦铁路系统进行工作,并在25岁时就成为了东南铁路公司的负责人。


1869年12月9日,在威斯敏斯特大桥和议会大厦附近的一个繁忙的十字路口,点亮了第一盏信号灯。这盏煤气灯高22英尺,铸铁打造的灯柱,并且有两个可以通过曲柄控制的灯臂,上装有红绿两色的灯泡,来控制交通的通行及速度,信号灯由警察控制。


正当大家都为这项发明而震惊的时候,灾难也随之来临,一个月之后,一个泄漏的燃气灯在一个警察面前爆炸,导致其严重烧伤。这个项目被当作了一个公众危害,并且即刻遭到拆除。不过这并没有阻挡了其他探索者的脚步。

突破


在二十世纪早期,机动车开始涌入城市的大街小巷,之前一直不被看好的交通控制装置开始代替了十字路口的警察来维持交通秩序。在1912年,盐湖市警察Lester Wire创造了第一个电子信号,以期可以将巡警从长时间的站岗指挥交通的工作中解脱出来,并且可以不囿于天气的限制。Wire设计了一个复合板箱,并在四周安装了红、绿色灯泡,他的“鸟窝”信号最初被当地居民嘲笑了很久,并且它依旧是手动操作,但是它依然在引领时代的潮流。


几年后的旧金山,发明家William Ghiglieri研究出了信号灯最关键的特性——周期性,即灯的颜色可以按照预先设定好的时间进行红、绿的变换。计时器的原理类似于摆钟,需要定期上发条。在底特律,警察William Potts提出了三色灯系统的创意,第一次加入了黄灯(表示“注意”)的概念。事实证明了这个系统的高效,在一年内,底特律安装了15个这样的信号灯。


在1923年,一个来自美国克利夫兰的发明家兼新闻编辑Garrett Morgan取得了另一项自动信号机的专利。在原有的走停两种状态的情况下,增加了各方向“全停”的状态。这使得信号灯可以以很低的成本大量生产。这个优点也引起了通用电器集团的注意,以$40,000的价格购买了Morgan的专利,并且使用这项专利在早期的信号灯制造种处于垄断地位。

↑1923年11月20日,Garrett A. Morgan的信号灯专利图纸,专利编号1475024。图源自美国专利局。


影响


信号灯的诞生恰逢其时。1925年,与交通相关的事故占据总死亡率的三分之二,总死亡人数达到两万五千余人,其中许多是行人和儿童。信号灯为城市提供了一种简单高效的方案,以控制车流并且降低冲突的风险。最后,在二十世纪三、四十年代,这些信号灯为交通事故发生的持续减少提供了强有力的支撑。


信号灯也加快了城市生活的节奏,特别是在经济贸易方面。二十世纪二十年代,纽约市第五大道还没有安装信号灯之前,一个在57街和34街之间距离为1.25公里的出行需要不少于45分钟。安装信号灯之后,缩短为9分钟。Petroski说,在安装信号灯之前,“货车堵在路上无法动弹成为商业发展的最大瓶颈”。


重大变迁的另一面,是汽车和街道开始掌握城市的话语权,并且将城市的物质和文化不断推到了行人的对立面,行人逐渐丧失了从前自由开阔的步行环境。在他的书《Fighting Traffic: The Dawn of the Motor Age in American Cities》中,历史学家Peter Norton写到,城市“正在不停的自我毁灭和重建,以便适应汽车的时代”。到了二十世纪七十年代,软件取得了信号控制的领导权,但是汽车依然是城市的主旋律,一如今日。


未来


科技的不断发展进步让信号灯变得愈发高效,并且可以适应各种交通参与这的需求,不只局限于汽车。智能交通信号灯可以使用人工智能软件反应实时交通状况。有些装有摄像机和其他感应器用来监测步行者和自行车,依据需求调整信号配时。车辆与基础实施数据共享技术可以使车辆与信号灯进行无线通信,以便达到提升交通流行驶效率以及行驶安全的目的。


未来智能驾驶汽车的出现,使得交通信号灯面临着可能下岗的威胁,但是路口的协调机制依然存在。MIT SENSEable City 实验室研究员们对无信号灯的城市进行了展望,智能互联汽车利用传感器在十字路口保持安全距,但是这个概念又将与一个世纪之前同样的问题摆在了管理者的面前:车辆和行人,究竟谁应当享有交叉口的优先使用权呢?


**本文转载“一览众山小-可持续城市与交通”

原文/ Sidewalk Labs   翻译/ 王天实

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