Đèn giao thông tại sao có màu Đỏ - Vàng - Xanh

Hệ thống đèn tín hiệu giao thông với 3 màu Đỏ - Xanh - Vàng - Ảnh: internet

Đèn giao thông hình thành khi nào?

Những năm 1930, hệ thống đèn giao thông được áp dụng trong ngành công nghiệp đường sắt nhằm báo hiệu cho người điều khiển tàu dừng lại hoặc tiếp tục di chuyển. Mỗi màu sắc sẽ thể hiện một trạng thái khác nhau như: màu Đỏ là tín hiệu dừng lại, màu Trắng là tàu đi tiếp và màu Xanh lá là cảnh báo.

Màu Đỏ từ thuở xa xưa đã được nhận định là tín hiệu của sự nguy hiểm. Hơn 2000 năm trước, binh đoàn La Mã sử dụng màu cờ Đỏ để biểu tượng cho thần chiến tranh. Đồng thời màu Đỏ là màu của máu nên nó có khả năng kích thích thị giác của con người, do đó màu Đỏ vẫn được sử dụng là tín hiệu dừng cho đến thời điểm bây giờ.

Riêng màu Trắng thể hiện việc được phép đi tiếp lại gây vấn đề. Cụ thể, năm 1914 một vụ tai nạn đường sắt xảy ra do tàu đâm vào toa xe lửa phía trước. Nguyên nhân là do kính lọc màu Đỏ của đèn tín hiệu bị rơi ra ngoài lộ đèn trắng, nên người điều khiển tàu cho tàu đi tiếp và gây ra tai nạn.

Sau khi xảy ra sự việc trên, ngành đường sắt đã quyết định chuyển màu xanh lá thành tín hiệu được phép đi và màu vàng trở thành tín hiệu cảnh báo; bởi 3 màu Đỏ - Vành – Xanh là 3 sắc khác nhau hoàn toàn và dễ dàng nhận biết, phân biệt bằng mắt thường.

Hiệu quả của đèn báo hiệu đường sắt lên đường bộ

Tại London – Anh, những năm 1865, việc số lượng xe ngựa kéo ngày càng gia tăng gây nguy hiểm cho người đi bộ khi băng qua đường. Ông John Peake Knight - một kỹ sư - nhà quản lý đường sắt (người đóng góp quan trọng trong thiết kế đướng sắt tại Anh) đã đề xuất Sở cảnh sát London về ý tưởng dùng hệ thống trụ đèn tín hiệu trên đường ray xe lửa (semaphore) trang bị lên đường bộ.

Trụ đèn giao thông do kỹ sư John Peake Knight đề xuất năm 1868​.- Ảnh: Internet

Theo đó, trụ đèn giao thông sẽ có 1 hoặc các nhánh và được nâng lên hạ xuống theo chiều ngang và chắn đường lại. Ban ngày, các nhân viên cảnh sát điều khiển thanh đèn giao thông báo đèn Đỏ kết hợp thanh chắn, báo hiệu cho xe ngựa dừng lại. Ban đêm, đèn giao thông sẽ được bổ sung thêm màu Xanh lá, để báo hiệu cho người điều khiển xe biết khi nào phải dừng lại hoặc được đi.

Ngày 10-12-1868, hệ thống trụ đèn đầu tiên được đặt tại giao lộ Bridge Street – Great George (London), theo đề xuất của ông John. Thời gian đầu hệ thống vận hành rất hiệu quả, tuy nhiên do đèn sử dụng khí gas thắp sáng nên sau khoảng thời gian sử dụng bóng đèn phát nổ làm một cảnh sát đang điều khiển đèn bị thiêu cháy.

Đèn tín hiệu giao thông chính thức bị hủy bỏ tại London sau vụ việc trên. Nhưng đây là cột mốc đánh dấu cho việc đèn giao thông đường sắt được áp dụng trên đường bộ.

Hệ thống đèn tín hiệu điều khiển bằng máy tính

Tại Hoa Kỳ, những năm 1910-1920, cảnh sát đã sử dụng tháp cao để quan sát tình hình giao thông và dùng hệ thống đèn Xanh lá và Đỏ để cảnh báo cho các phương tiện đi tiếp hoặc dừng lại. Ngoài ra, viên cảnh sát sẽ vẫy cánh tay của họ nhằm đưa ra tín hiệu điều khiển giao thông.

Tháp giao thông những năm 1910​, không chỉ riêng Mỹ mà các nước khác cũng sử dụng - Ảnh: Internet

Năm 1920, ông William L. Potts – một cảnh sát tại TP.Detroit – Michigan đã phát minh ra mô hình tín hiệu giao thông 4 mặt với 3 màu Đỏ - Vàng – Xanh lá để điều khiển giao thông tại các giao lộ. TP.Detroit là nơi đầu tiên trên thế giới sử dụng đèn giao thông 3 màu Đỏ - Vàng – Xanh.

Nhiều nhà phát minh đã thiết kế các mẫu đèn giao thông khác nhau nhưng vẫn sử dụng 3 màu Đỏ - Vàng – Xanh. Thao tác vận hành đổi đèn là đóng mở bằng cầu dao hoặc ấn nút,... nhưng chi phí vận hành đèn khá tốn kém.

Đèn giao thông tự động được phát minh vào cuối năm 1920, phương pháp của mô hình đầu tiên này là đổi màu đèn trong khoảng thời gian cụ thể. Nhược điểm của việc này là nhiều phương tiện đang di chuyển phải dừng lại nhưng đoạn đường cắt ngang thì lại không có phương tiện băng qua giao lộ.

Hệ thống đèn giao thông 4 mặt, 3 màu ; mô hình do William L. Potts đề xuất​.- Ảnh: Internet

Nhà phát minh Charles Adler Jr, ngay lập tức đề xuất ý tưởng khắc phục bằng mô hình đèn giao thông phát hiện ra tiếng còi xe hơi; một microphone được tích hợp trên điểm giao giữa 2 trục đường.

Khi phương tiện dừng lại thì tài xế chỉ cần bấm còi thì đèn sẽ chuyển màu và sau 10 giây đèn mới chuyển màu lại lần nữa. Với khoảng thời gian này, Alder nhận định 1 chiếc xe sẽ an toàn khi băng qua đường. Tuy nhiên, hệ thống này cũng chỉ áp dụng thời gian ngắn bởi tiếng ồn của kèn xe tại các giao lộ và gây khó chịu cho người đi bộ hoặc các nhà dân xung quanh.

Tiếp tục, nhà phát minh Henry A.Haugh đã đề xuất ý tưởng khắc phục nhược điểm trên bằng cách sử dụng 2 thanh kim loại để khi xe chạy lên thì chạm vào nhau đèn sẽ được đổi màu để xe tiếp tục đi tiếp. Nhưng mô hình này cũng xảy ra nhiều điều phiền phức khi xe không chạy đúng điểm cần thiết khiến đèn không hoạt động.

Trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông những năm 1970​. - Ảnh: Internet

Đến những năm 1950, hệ thống máy tính được phát triển đã giúp cho việc đổi màu đèn tín hiệu giao thông được cải thiện rõ rệt. Hệ thống đèn hoạt động chính xác và ổn định trong thời gian dài. Tại TP.Denver năm 1952, đã lắp đặt 120 đèn giao thông điều khiển bằng máy tính.

Vào năm 1967, các TP.Toronto và Ontario chính thức sử dụng hệ thống máy tính chuyên dụng điều khiển đèn tín hiệu giao thông. Trong thời gian ngắn, 159 thành phố khắp Hoa Kỳ sử dụng hệ thống máu tính kiểm soát tín hiệu giao thông bằng đường dây điện thoại. Người điều khiển có thể điều chỉnh đèn bằng máy tính và sắc hiệu giao thông Đỏ - Vàng - Xanh được sử dụng cho đến ngày nay.