Pe stâlpul metalic așezat la marginea intersecției, cocoțată cât mai aproape de vârf, stă o cutie cu lumini. Unii aleg să o ignore. Dar cei mai mulți așteptă cuminți în spatele volanului ca lumina să devină verde și să traverseze intersecția în siguranță.
Semaforul a fost inventat în urmă cu mai bine de 100 de ani, dar rolul său nu s-a schimbat mult până astăzi. Cu toate astea, forma actuală a cutiei cu lumini din fiecare intersecție importantă s-a transformat în nenumărate rânduri. Despre cum s-a ajuns la actualul sistem și ce-i rezervă viitorul banalului semafor o să-ți spun în rândurile următoare.
Trial and error
Dacă aveai impresia că aglomerația de pe drumuri a apărut odată cu era modernă și cu dezvoltarea automobilului, te-ai înșelat. Aglomerația urbană de la jumătatea anilor 1800 le dădea bătăi serioase de cap celor care se ocupau de gestionarea orașelor mari: atelaje de toate felurile, trase și împinse, oameni călare, bicicliști și pietoni, toți se îmbulzeau pe rețeaua de drumuri a orașelor. Iar în locurile importante apăreau ambuteiajele: imaginează-ți o scenă cam ca în centrul Bucureștiului la ora de vârf, dar în loc de mașini pune căruțe, bicicliști și pietoni, deopotrivă, împărțind aceeași bucată de drum.
Prima încercare de introducere a unui sistem iluminat pentru fluidizarea traficului a apărut în 1860, în Marea Britanie. John Peake Knight, om cu experiență în sectorul transporturilor pe căi ferate, a venit cu ideea adoptării unui sistem folosit până atunci pentru trenuri: un stâlp la capătul căruia erau atașate două brațe extensibile echipate cu câte un panou cu indicații. Pe timp de zi, cuvintele Stop și Proceed (Mergi) erau ușor de văzut. Noaptea, însă, sistemul folosea lumini roșii și verzi. Cum energia electrică nu era ceva comun în acea perioadă, pentru iluminare se folosea gazul de lampă, iar operarea brațelor era făcută de un polițist.
Prototipul acestui tip de semafor a fost instalat în 9 decembrie 1868, la intersecția străzilor Bridge Street și Great George Street din Londra, din apropiere de Westminster Bridge. Primele impresii după montare? Un real succes. Lucru care l-a determinat pe Knight să anunțe că astfel de stâlpi cu brațe extensibile și lumini colorate vor fi instalate și în alte zone ale orașului.
Doar că, la scurt timp de la apariția semaforului, unul dintre polițiștii care îl operau a fost grav rănit în urma unei explozii cauzate de gazul folosit pentru iluminarea pe timp de noapte.
Proiectul a fost declarat un pericol public și a fost scos din uz.
Cine a fost primul?
De la experimentul lui Knight din Londra vor mai trece peste 30 de ani până ca traficul să fie ghidat din nou de un sistem asemănător unui semafor.
În 1910, americanul Ernest Sirrine, inventator de profesie, introduce într-o intersecție din Chicago un sistem automat pentru ghidarea traficului. Invenția lui Sirrine era formată dintr-un braț cu două fețe amplasat perpedincular pe un ax central. Brațul se rotea în jurul axului, iar pe o față a acestuia era trecut cuvântul Stop. Pe cealaltă, Sirrine notase cuvântul Proceed (Continuă). Totuși, sistemul introdus în Chicago nu era iluminat, ceea ce înseamnă că nu putea fi folosit pe timp de noapte.
Doi ani mai târziu, în Salt Lake City, Utah, polițistul Lester Farnsworth Wire introduce un nou tip de semafor. Pe un stâlp amplasat în mijlocul intersecției, Wire a montat o cutie cu patru fețe, asemănătoare cu o căsuță pentru păsări, iar la interior existau lumini colorate în roșu și verde. Alimentarea se făcea de la cablurile folosite și de tramvaie, iar pentru operarea manuală a sistemului era nevoie de un polițist.
În 1913, în SUA au fost raportate peste 4.000 de decese cauzate de accidente rutiere. Mașini, căruțe, bicicliști, troleibuze și pietoni, toți se înghesuiau pe același petic de asfalt. În ciuda faptului că polițiștii fluierau și dirijau traficul din intersecții, viața în orașele mari stătea sub semnul haosului. Iar în zonele care se dezvoltau puternic din punct de vedere industrial era nevoie de un sistem care să ghideze toți participanții la trafic.
Deși ai fi tentat să spui că semaforul lui Wire a fost cel care a schimbat cu adevărat fața traficului rutier din orașe, cărțile de istorie îl menționează pe James Hoge drept inventatorul acestui sistem. Poate și pentru simplul fapt că Hoge a depus în 1913 documentele pentru patentarea unui sistem cu două culori pentru ghidarea traficului, în timp ce Wire n-a făcut niciun demers de acest fel.
Bine, asta și pentru că polițistul din Salt Lake a mers pe front în Franța în timpul primului Război Mondial.
James Hoge, deci. Un semafor bazat pe designul acestuia a fost instalat în 5 august 1914 în Cleveland, iar brevetul pentru invenție a venit în 1918. Semaforul lui Hoge folosea lumini alternative pentru a aprinde/stinge plăcuțe pe care scria Stop/Move (Stop/Treci). Sistemul era instalat la fiecare colț al intersecției din Cleveland, însă totul era controlat manual.
O variantă apropiată a semaforului pe care îl întâlnești astăzi în fiecare intersecție mare a fost implementată de William Ghiglieri. În 1917, inventatorul din San Francisco a depus documentele pentru patentarea primului semafor cu două culori capabil să funcționeze fie manual, fie în mod automat.
Problema traficului din marile orașe a generat o mulțime de idei din partea oamenilor vremii. Spre exemplu, la trei ani după introducerea semaforului automat, William Potts, ofițer al poliției din Detroit, a brevetat mai multe dispozitive de semnalizare optică, printre care și cel cu trei culori. Pentru prima dată, traficul din Detroit se întâlnea cu un semafor verde-galben-roșu.
Probabil că ai observat și tu acest lucru atunci când aștepți în trafic: în momentul în care lumina semaforului de pe sensul tău de mers devine roșie, preț de câteva momente, și restul semafoarelor sunt tot roșii. Sau cel puțin așa ar trebui să se întâmple. Motivul e simplu de anticipat: pentru a oferi timp celor care sunt blocați în intersecție să-și continue drumul. Acest fenomen nu a apărut recent, motiv pentru care Garrett Morgan a inventat în 1923 un semafor care oprea traficul de pe toate arterele pentru câteva momente. În plus, pe timp de noapte, când traficul scădea, semafoarele puteau fi setate doar pe culoarea galbenă intermitentă, iar șoferii erau astfel avertizați că se apropie de o intersecție mare.
Tot Morgan a fost cel care a venit cu un sistem sub forma unui stâlp în formă de T, iar ușurința cu care putea fi produs a ajuns în atenția companiei General Electric, care a plătit 40.000 de dolari pentru drepturile de utilizare. Semaforul prindea viteză și devenea din ce în ce mai popular în SUA.
În Europa, însă, semaforul a ajuns ceva mai târziu. Marcus Welz, CEO-ul Siemens ITS (Intelligent Traffic Systems), spune că primul sistem de acest fel de pe Bătrânul Continent a apărut în 1924 în Potsdamer Platz din Berlin. Semaforul cu cinci fețe era montat pe un turn și era, în mare parte, acționat manual de un polițist aflat într-o cabină la înălțime (ca să observe traficul, normal).
Tratamentul special pentru pietoni – sau altfel spus, semaforul dedicat acestora – a apărut undeva în anii ’30, iar inventatorii de atunci au avut mai multe versiuni: de la cele care afișau cuvinte (Poți trece/Nu trece), până la cele cu semne (o palmă ridicată în semn de stop).
De-a lungul anilor, inginerii au venit cu tot felul de sisteme pentru a îmbunătăți semaforul, însă funcția acestuia nu s-a schimbat. Din 1914, anul în care a început să fie utilizat în masă în Detroit, până astăzi, semaforul face același lucru: îndrumă și oprește participanții la trafic să traverseze o intersecție.
De ce verde și roșu?
Probabil că te-ai întrebat și tu în timp ce înaintai lent la semafor de ce a fost aleasă culoarea roșie pentru a semnaliza oprirea. Răspunsul vine de la antropologi: percepem culoarea roșie ca semnal al pericolului. Oamenii de știință intră în detalii tehnice și oferă un răspuns și mai bun: ochiul uman poate distinge culorile pe un anumit interval de lungime de undă, iar roșul este nuanța cea mai vizibilă (pe baza lungimii sale de undă).
Altfel spus, un șofer va putea vedea de la o distanță mai mare culoarea roșie a semaforului, comparativ cu orice altă culoare din spectrul vizibil.
În ciuda acestor informații, multe dintre semafoarele utilizate la începutul anilor 1900 foloseau culoarea galbenă pentru a opri traficul. Cu timpul, pe baza unor convenții și a unor regulamente noi, autoritățile au decis ca roșul să fie folosit pentru a opri traficul în intersecții, iar culoarea galbenă în semn de avertizare.
Cât despre verde, el poate fi și albastru. În Japonia, de exemplu. Cu secole în urmă, japonezii aveau cuvinte dedicate pentru a descrie doar patru culori: alb, negru, roșu și albastru. Pentru a cere ceva verde, japonezii foloseau ao, cuvânt care înseamnă albastru. Totul a funcționat perfect până în momentul apariției cuvântului midori (inițial era echivalentul termenului a germina, care ulterior s-a transformat în verde).
Inițial, semafoarele din Japonia afișau culoarea verde care permitea trecerea prin intersecții. Totuși, odată cu popularizarea sistemului în provincii, lumea l-a descris – așa cum era normal pe acea vreme – prin termenul ao. Adică albastru. Deși autoritățile ar fi putut să schimbe cu ușurință denumirea din documente, acestea au preferat să dea o lege prin care semafoarele să folosească cea mai închisă nuanță de verde-albăstrui permisă.
Viitorul conectat
În toamna anului 2019 eram la un workshop în Hanovra ținut de o parte dintre specialiștii grupului Continental. Ideea evenimentului de acum doi ani avea la bază tehnologiile moderne și cum pot ele să transforme lumea într-un loc mai eficient.
Printre lucrurile care mi-au atras atenția au fost intersecțiile inteligente. O serie de proiecte pilot au fost inițiate în America de Nord și în Asia. Cu ajutorul unor senzori, a unor camere video capabile să monitorizeze traficul și a unor sisteme care să transmită informații către mașini sau către un centru de control, traficul a fost fluidizat și îmbunătățit. Sistemele de control pot comanda semafoarele din intersecție în funcție de traficul care se apropie (pe baza unui schimb de informații cu mașinile care permit acest lucru), iar asta mi s-a părut cu adevărat interesant. Despre cum se lucrează la proiectul intersecțiilor inteligente am aflat și de la oamenii Continental care lucrează în centrul de Cercetare și Dezvoltare din Iași.
Poate că ideea unor semafoare coordonate în timp real de camere video și senzori nu ți se pare atât de wow, dar când mergi zilnic prin București, oraș în care semafoarele nu sunt sincronizate nici măcar noaptea, parcă te apucă un fior gândindu-te că ai putea să tai orașul pe axa sud-nord fără să oprești la fiecare intersecție.
Intersecțiile inteligente pot monitoriza traficul în timp real (direcția, volumul, densitatea), și chiar pot acorda prioritate drumurilor aglomerate pe care se află mașini ale serviciilor de transport public. Prin fluidizarea traficului în timp real se pot obține nu doar timpi mai mici, ci și emisii reduse, iar acest lucru aduce un plus pentru trecerea la o tehnologie avansată de control.
Și totuși, care e scopul final? Probabil că ai intuit deja: intersecțiile inteligente pavează drumul pentru viitoarele mașini autonome.