اگرچه چراغهای سه‌رنگ، به‌ظاهر کار خاصی جز نظم‌دهی ترددهای شهری ندارند، همین نظم‌دهی مانع از بروز مشکلات حاد ترافیکی و اجتماعی در شهرها می‌شود. هر چه شهر و دایره خودروهای آن وسیع‌تر باشد، این مشکلات حادتر می‌شوند و نقش چراغهای راهنمایی به یک ضرورت حیاتی تبدیل می‌شود.
- 158سال پیش
پیشینه کنترل ترافیک با پیشینه خودرو، یعنی دهه1860 برابر است؛ هنگامی که در لندن یک چراغ راهنمایی برای ایمنی اعضای مجلس انگلستان در تقاطعی نزدیک آنجا نصب شد. البته این چراغ، در دوره‌ای که ترافیک، بیشتر شامل چهارپایان، واگن‌‌ها، کالسکه‌‌ها و عابران پیاده می‌شد، طراحی و در لندن نصب شد اما برای خودروها بیشتر کاربرد داشت. این چراغ 2فانوس گازی قرمز به‌معنای «توقف» و سبز به معنای «احتیاط» داشت و توسط یک مهندس راه‌آهن به نام J P Knight (نایت پی‌جی)ساخته شده بود. البته یک سال بعد در ژانویه۱۸۶۹ این چراغ راهنمایی گازی منفجر شد و مأمور پلیسی را که مشغول روشن‌کردن آن بود، به‌شدت مجروح کرد.
اما نخستین چراغ راهنمایی نسل جدید که به چراغهای راهنمایی امروزی شبیه‌تر بود، بعد از اختراع اتومبیل و در شهر دیترویت به همت یک مأمور پلیس راهنمایی‌ورانندگی ساخته شد. او این چراغ را با الهام از چراغهای کنترل خط ریل راه‌آهن که از گذشته به لامپ‌های برقی خودکار مجهز شده بودند، طراحی کرد؛
این چراغ با 3فانوس، قرمز، نارنجی و سبزاز چراغهای کنترل خطوط ریلی، ساخته و در یک تقاطع در دیترویت نصب شد. با آزمایش موفقیت‌آمیز این چراغ، ظرف کمتر از یک سال، ۱۵تقاطع در این شهر به چراغ راهنمایی مجهز شدند. از آن تاریخ به بعد پیشرفت‌های بسیاری در حوزه طراحی، ساخت و مدیریت چراغهای راهنمایی صورت گرفته است و امروزه چراغهای راهنمایی، ابزار اصلی کنترل و مدیریت تقاطع‌های مهم هستند.
تاریخچه چراغ راهنمایی در کشور ما نیز به دهه30 شمسی بازمی‌گردد. نخستین چراغهای راهنمایی‌ورانندگی در تقاطع‌های سپه ولی‌‌عصر، پل امیربهادر، باغ ملی، دروازه شمیران، گمرک و امیریه نصب شد ولی قبل از نصب این چراغ‌ها، چراغهای راهنمایی بهصورت کوله‌پشتی‌ای بودند که دو چراغ قرمز و سبز و کلیدی برای خاموش و روشن‌کردن داشت.
کوله‌پشتی، پشت مأمور و کلید آن روی سینه، سمت چپ قرار می‌گرفت. بالاخره در سال‌های ۳۹ و ۴۰ تقاطع‌های شهر تهران به‌مرور به نسل جدید چراغهای راهنمایی مجهز شدند. نسل اول چراغهای راهنمایی‌ورانندگی که در شهر تهران راه‌اندازی شد مجهز به فانوس‌‌های لامپی کوچک بود که بهخصوص در ساعات میانی روز و در نور شدید آفتاب دید کافی نداشت؛
ضمن اینکه به دلیل نبود طراحی مناسب در سیستم برق‌رسانی و استفاده از روش کابل‌کشی هوایی برای تأمین انرژی، درصد بروز اختلال در سیستم برق آن بسیار بالا بود و خاموشی مکرر چراغهای راهنمایی در تقاطع‌ها اجتناب‌ناپذیر می‌نمود. کنترل این نسل از چراغهای راهنمایی بهصورت غیرخودکار و توسط مأموران پلیس راهنمایی‌ورانندگی صورت می‌گرفت و تنها معیار تصمیم‌گیری آنها برای تغییر وضعیت چراغ، مشاهداتشان از وضع ترافیک در تقاطع مورد نظر بود.
میزان سبز یا قرمزبودن چراغ نیز بسته به‌نظر همین مأموران پلیس تعیین می‌شد. تحول دیگری که در طول این دوران صورت گرفت، راه‌اندازی چراغهای راهنمایی‌ورانندگی زمان‌ثابت بود که در آنها مدت روشن‌بودن فاز سبز و قرمز برای هریک از مسیرهای منتهی به تقاطع، از قبل، تعیین و این زمانبندی، فارغ از تغییرات حجم ترافیک در ساعات مختلف شبانه‌روز بهصورت یکسان اعمال می‌شد.
در سال۱۳۷۱ با توجه به لزوم گسترش، بهینه‌سازی و ایجاد دگرگونی در تجهیز تقاطع‌ها به چراغهای راهنمایی مبتنی بر نگرش فنی و مهندسی مطابق با استانداردهای روز دنیا با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین و سازماندهی نظام‌مند در زمینه نصب و راه‌اندازی و بهره‌برداری از چراغهای راهنمایی، مسئولیت طراحی، نصب و راه‌اندازی چراغهای راهنمایی‌ورانندگی سطح شهر، به شهرداری تهران سپرده شد.
- مهم‌ترین وسیله اعمال حق‌تقدم
تأثیرگذارترین تجهیزات حمل‌ونقلی بر رفتار رانندگی و اعمال حق‌تقدم در شهرها، چراغهای راهنمایی هستند. چراغهای راهنمایی و تجهیزات آنها اعم از شمارشگرها، به‌منظور تسهیل تصمیم‌گیری رانندگان در دادن حق‌تقدم برای عبور از تقاطع‌ها به کار گرفته می‌شوند. سیستم‌های شمارشگر معکوس به اشکال مختلف در کشورهای مختلف به کار گرفته شده است.
شمارشگرهای معکوس که در ایران بر اساس طول سیکل قبلی، میزان زمان باقیمانده فازهای سبز و قرمز را نمایش می‌دهند، به منظور تسهیل تصمیم‌گیری رانندگان برای عبور یا توقف در فواصل بحرانی حد فاصل تغییر فاز به کار گرفته می‌شوند. اما در مورد تقاطعات هوشمند به‌دلیل تغییر طول سیکل‌های متوالی، سیستم‌های شمارشگر با مشکلاتی مواجه می‌شوند.
آنگونه که در مقاله «بررسی آثار شمارشگرهای معکوس چراغهای راهنمایی بر عملکرد رانندگان» (ارائه‌‌شده در دهمین کنفرانس بین‌المللی ترافیک) آمده، شمارشگر معکوس زمان سبز و قرمز عمدتا با هدف تسهیل تصمیم‌گیری رانندگان برای عبور یا توقف در فواصل بحرانی حدفاصل تغییر فاز و همچنین ایجاد آرامش بیشتر در زمان انتظار پشت چراغ در فاز قرمز، نصب و راه‌اندازی می‌شود تا با اطلاع‌رسانی به رانندگان، شرایط عملکرد آنان در تقاطع، بهبود بخشیده شود.
شمارشگر سبز خطرساز است
یکی از اجزای به‌روز چراغهای راهنمایی‌ورانندگی، شمارشگرها هستند که چندسالی‌است در تهران و شهرهای کشور نصب شده‌اند. اما آیا این فناوری برای فضای شهری و نظم‌دهی به ترددها مفید است؟ در مطالعه‌ای که در سال2007 در تایوان صورت گرفته، یک نهاد دولتی اقدام به بررسی آثار نصب ثانیه‌شمار‌های سبز و قرمز بر ایمنی تقاطع‌ها کرد. در این مطالعه بررسی‌ها بر اساس آمار تصادفات جرحی و فوتی در 187تقاطع طی 3سال (از 2003 تا 2006) انجام گرفت.
این مطالعه نشان داد که آمار تصادفات جرحی و فوتی در تقاطع‌هایی که در آنها شمارشگر معکوس سبز نصب شده 100درصد افزایش داشته درحالی‌که در تقاطع‌هایی که در آنها شمارشگر قرمز نصب شده، این آمار 50درصد کاهش داشته است. تنها مزیت شمارشگر سبز این است که درصد افرادی که بعد از صفرشدن زمان سبز از خط ایست عبور می‌کنند (دیر توقف می‌کنند) در حالت نصب شمارنده سبز بسیار کمتر است؛
زیرا اطلاع‌رسانی از طریق شمارنده انجام می‌شود و افرادی که شتاب بیشتری دارند در زمان مد نظر از چراغ سبز، عبور و افرادی که محتاط‌ترند با حوصله و در زمان کافی پشت خط ایست، توقف می‌کنند. در تقاطع‌هایی که هر دو شمارشگر سبز و قرمز نصب شده‌اند آمار تصادفات 19درصد افزایش داشته است؛ بدین‌ترتیب در هنگام نمایش زمان سبز باقیمانده در شمارشگر معکوس سبز، رانندگان با هیجان بیشتری اقدام به افزایش شتاب و سرعت خود می‌کنند که نتیجه آن افزایش تصادفات بوده است.
در مقابل، در حالتی که شمارنده قرمز به رانندگان درخصوص زمان قرمز باقیمانده اطلاع‌رسانی میکند، تخلفات می‌تواند کاهش یابد و این امر منجر به کاهش تصادفات شود. بر این اساس به مسئولان محلی توصیه شد که از نصب شمارشگرهای سبز، پرهیز ولی شمارشگرهای معکوس قرمز را بهخصوص در تقاطعات چندفازه و متراکم برای افزایش آرامش رانندگان در زمان انتظار پشت چراغ نصب کنند.
- چرا سبز، نارنجی، قرمز؟
آنگونه که در کتاب «Railroad Signaling» آمده است، در قرن19، رنگ‌هایی که در ترددها به کار میرفته، 3رنگ سفید، سبز و قرمز بوده و برخلاف امروز، در آن زمان، رنگ سبز به معنی احتیاط و رنگ سفید، به نشانه حرکت به کار میرفته اما رنگ قرمز از همان اول نشان ایست بوده است. در نگاه اول به نظر می‌رسد که استفاده از رنگ سفید به جای سبز به‌عنوان نشان حرکت بهتر باشد ولی رنگ سفید مشکلات خطرناک بسیاری به وجود آورد؛ چراکه ممکن بود نور سفید هر چیز دیگری مانند بازتاب مهتاب یا فانوس، با نور چراغ سفید، اشتباه گرفته شود و مدیریت تردد را به هم بزند؛ بنابراین تصمیم به جمع‌آوری چراغ سفید از علائم راهنمایی گرفته شد و پس از آن رنگ سبز را به‌عنوان علامت حرکت انتخاب کردند و رنگ قرمز، همچنان علامت ایست باقی ماند.
- آینده چراغهای راهنمایی
با همه‌گیرشدن خودروهای بدون سرنشین (خودران)، پیشرفت بزرگی در زمینه علائم و چراغهای راهنمایی شکل می‌گیرد. محققان آزمایشگاه City Lab دانشگاه MIT به‌تازگی یک سناریوی توصیفی منتشر کرده‌‌اند که در آن خبری از چراغهای راهنمایی نیست؛ چرا که در آینده، تمام خودروها با یکدیگر در ارتباط هستند؛
ازاین‌رو برای گذر از یک تقاطع، نیازی به توقف خودرو نیست و می‌توان با تنظیم سرعت بهصورت خودکار و حفظ فاصله ایمنی از بین دیگر وسایل نقلیه عبور کرد. این سیستم، انعطاف‌پذیر است و می‌تواند در مورد عابران و دوچرخه‌‌سواران هم اعمال شود. نوآوری جدیدی که در توسعه چراغهای راهنمایی صورت گرفته، استفاده از هوش مصنوعی‌است و پروژهای در آلمان روی این موضوع کار میکند.
شرکت سازنده ادعا دارد که استفاده از این فناوری در چراغهای راهنمایی باعث می‌شود که زمان عبور و مرور ۲۵درصد کاهش پیدا کند؛ ضمن اینکه مصرف گازهای گلخانه‌ای به‌علت کاهش انتظار پشت چراغ قرمز ۴۰درصد کمتر خواهد شد. این سیستم می‌تواند منطقه بیشتری را تحت پوشش خود قرار دهد و در هر تقاطع، تصمیم‌گیری لازم را داشته باشد.
از سوی دیگر، شرکت زیمنس در حال اجرای پروژهای در شهر تمپای فلوریدا است تا فناوری اتصال به وسایل نقلیه را پیاده‌سازی کند. این سیستم اجازه می‌دهد که چراغهای راهنمایی بتوانند به‌طور مستقیم با اتومبیل‌‌ها وارد ارتباط شوند و به‌دنبال آن، ایمنی و بهره‌وری را بهبود دهند؛ بدین‌شکل، پیام‌های ارتباطی از طریق ۴۰چراغ راهنمایی به‌خودروهای مجهز به این فناوری ارسال و روی آینه دید عقب خودرو یا صفحه نمایش روی داشبورد نمایش داده می‌شوند. این پروژه، کارایی بالایی در ترافیک موجود در تقاطع‌ها خواهد داشت.
- روانشناسی عبور از چراغ قرمز
چراغ، یک نماد راهنمایی‌ورانندگی‌است. این چراغ در تقاطع جاده‌‌ها، پیاده‌‌روها، ورودی و خروجی معابر و برخی اماکن دیگر نصب می‌شود و جریان آمدوشد را کنترل میکند. این وسیله حق عبور را به کمک 3رنگ نوری استاندارد قرمز، نارنجی و سبز مشخص می‌سازد. تصور برخی رانندگان این است که اگر پشت چراغ نارنجی توقف کنند، ممکن است رانندگان دیگر تخطی کنند؛ بنابراین با این تصور غلط که چون دیگران امکان دارد این قانون را نادیده بگیرند برای خود مجوز عبور صادر می‌کنند و پدال گاز را فشار می‌دهند.