Đèn tín hiệu giao thông ra đời như thế nào?

Trước khi nhân loại phát minh ra xe hơi, nạn ùn tắc giao thông do xe ngựa và người đi bộ đã xuất hiện tại những đường phố lớn ở châu Âu. Mãi đến năm 1923, Garrett Morgan (người Mỹ) đã sáng chế ra hệ thống đèn tín hiệu giao thông đường bộ, và nó được áp dụng đến ngày nay cho cả ngành đường sắt…

Garrett Morgan.

Công bằng mà nói, đèn tín hiệu giao thông đã được John Peake Knight (người Anh), phát minh từ năm 1868 và cây đèn đầu tiên dược đặt ở giao lộ Bridge - Great George, gần nhà Quốc hội và cầu Westminster (London). Lúc ấy, đèn chỉ là 2 thanh gỗ ghép thành hình chữ thập, sơn 2 màu xanh, đỏ ở mỗi bên, đóng vào một cây cột dựng ở ngã tư đường và có thể xoay được.

Khi điều hành giao thông, cảnh sát sẽ đứng ngay bên cạnh chữ thập và khi thấy hướng đi nào có nhiều xe ngựa, người đi bộ, cảnh sát sẽ xoay phần màu đỏ về phía ít xe, còn màu xanh về phía nhiều xe. Lúc các xe đã qua hết giao lộ, cảnh sát lại xoay phần màu xanh về phía lúc nãy là màu đỏ. Nhờ vậy, nạn ùn tắc giao thông ở các ngã tư của những thành phố lớn phần nào được giải quyết.

Lắp đặt đèn tín hiệu giao thông của Garrett Morgan.

Tiến thêm một bước nữa, John Peake Knight cải tiến tín hiệu chữ thập bằng một khối hình trụ, cũng đặt ở các ngã tư đường và cũng có cảnh sát điều khiển. Trong khối hình trụ ấy, mỗi mặt đều khoét 2 lỗ tròn đường kính 30cm, lắp kính màu xanh, đỏ. Ở trung tâm khối trụ, thẳng góc với các lỗ tròn là một ống dẫn hơi đốt cháy cả ngày lẫn đêm. Khi thấy hướng đi nào có nhiều xe, cảnh sát sẽ điều khiển cần gạt, đóng cái lỗ có kính màu đỏ lại, chỉ để ô kính màu xanh sáng lên. Đèn tín hiệu giao thông này được áp dụng cho cả đường bộ lẫn đường sắt. 

Tuy nhiên, sáng kiến của John Peake Knight gặp phải nhiều sự chỉ trích và một trong số những chỉ trích nặng ký nhất là: “Nếu phải cần đến một cảnh sát để điều khiển đèn giao thông thì chi bằng dẹp quách cái vật vô dụng ấy đi bởi lẽ cảnh sát hoàn toàn có thể ra hiệu bằng tay”. Chưa hết, chỉ 1 tháng sau khi lắp đặt, do rò rỉ khí đốt nên 1 trụ đèn phát nổ khiến 1 cảnh sát bị bỏng nặng ở mặt.

Tại Mỹ, mô phỏng phát minh của John Peake Knight, đèn tín hiệu giao thông cũng được đặt ở nhiều nơi nhưng do lượng xe hơi và xe điện chạy trên đường ray ngày càng tăng với tốc độ chóng mặt, các trụ đèn của John Peake Knight trở nên vô tác dụng bởi lẽ do chỉ nhìn bằng mắt thường, cảnh sát điều khiển đèn không thể đánh giá được tình trạng ùn tắc để có thể đưa ra quyết định hướng đi nào sẽ mở đèn xanh, và mở trong thời gian bao nhiêu lâu.

Đến năm 1923, Garrett Morgan (người Mỹ) da đen sống tại thành phố Cleveland, bang Ohio và cũng là người da đen đầu tiên ở Mỹ có xe hơi riêng, đã sáng chế ra bộ đèn tín hiệu giao thông hoàn toàn mới, vận hành bằng điện. Dựa trên nguyên tắc hoạt động của các bánh xe răng cưa trong đồng hồ, Garrett Morgan làm một thiết bị hình chữ T với 2 tín hiệu đi (go) và dừng lại (stop). Trước lúc lắp đặt, Morgan bỏ ra 1 tuần lễ để đếm lưu lượng xe qua lại tại một ngã tư đông đúc nhất thành phố Cleveland. Từ kết quả này, ông điều chỉnh vòng xoay của các bánh xe răng cưa trong đèn và thế là tín hiệu “đi”, “dừng lại” tự động bật sáng mà chẳng cần đến sự có mặt của cảnh sát.

1 năm sau, Morgan lại cải tiến sản phẩm của mình thêm một lần nữa. Sau nhiều ngày quan sát, Morgan nhận thấy rằng nếu đèn tín hiệu chỉ có “đi” và “dừng lại” thì lúc chuyển từ “đi” sang “dừng lại”, nhiều xe hơi phóng nhanh đến giao lộ sẽ không kịp giảm tốc độ trong lúc phía bên kia, các xe hơi khi thấy đèn chuyển sang “đi”, họ sẽ tăng tốc và điều này rất dễ gây ra tai nạn. Vì thế, Morgan đổi tín hiệu “đi” thành đèn xanh, “dừng lại” thành đèn đỏ, đồng thời bổ sung một đèn tín hiệu màu vàng: “Cẩn thận - Warning”. Vẫn bằng cách điều chỉnh bộ bánh xe răng cưa điều khiển các bóng đèn trong trụ đèn, khi đèn xanh vừa tắt thì đèn vàng lập tức sáng lên với một khoảng thời gian nào đó, đủ để cho tài xế giảm tốc độ trước khi đèn đỏ xuất hiện. Tuy nhiên, vì là người đa đen nên phát minh của Morgan không được công nhận, nhất là tại các bang miền Nam, nơi nạn kỳ thị chủng tộc vẫn còn xuất hiện công khai. Vì thế, Morgan đành phải bán bản quyền sáng chế cho hãng General Electric với giá 40.000USD.

Ngày nay, khi ngành điều khiển học đã có những bước tiến rất dài, tất cả các đèn tín hiệu giao thông Morgan đều đã được vi tính hóa. Ở một số quốc gia tiên tiến, trụ đèn còn được trang bị hệ thống cảm biến đếm lưu lượng xe để tự động chuyển màu chứ không còn mặc định là đèn xanh ở phía này sẽ sáng chừng đó giây, đèn đỏ ở phía kia sẽ sáng chừng đó giây - bất kể lưu lượng xe cộ ở mỗi bên nhiều hay ít như trước nữa.

Cũng cần phải nói thêm rằng Morgan còn là cha đẻ của nhiều phát minh quan trọng khác, chẳng hạn như mui xe an toàn nếu xe bị cháy, thiết bị thở cho thợ mỏ trong trường hợp có khói và khí độc và đây chính là tiền đề của sự ra đời mặt nạ phòng độc về sau. Ông được đề cử Huân chương Carnegie cho phát minh nói trên nhưng một lần nữa, Morgan vẫn không được nhận vì ông là người da đen!

Morgan mất ngày 27/7/1963. Chỉ đến lúc ấy, Chính phủ Mỹ mới vinh danh ông về phát minh đèn tín hiệu giao thông mà trước đó, hầu hết người dân Mỹ đều tin rằng nó là con đẻ của hãng General Electric.

VŨ CAO

(Theo Automobile Review)