신호등의 간략한 역사와 새로운 색상이 필요한 이유

널리 알려진 신호등은 1921년 디트로이트 경찰관 윌리엄 포트(William Pott)가 미국 최초의 3구간 신호등을 만든 이후 거의 100년 동안 큰 변화를 겪지 않았습니다. 자동차는 교통 신호와 올바르게 상호 작용하는지 확인하기 위해 새로운 일련의 안전 지침이 필요하다는 것을 의미합니다.

전 세계의 신호등은 일반적으로 빨간색, 황색 및 녹색 신호등을 사용하여 교차로 및 횡단보도에서 정지, 이동 또는 정지 또는 이동 준비를 해야 하는지 운전자에게 신호를 보냅니다. NCSU(노스캐롤라이나 주립대학교) 공학 교수인 Ali Hajbabaie는 무인 자동차가 교통 신호에 반응하는 방식을 고려하는 교통 시스템을 설계하는 팀을 이끌고 있습니다.

Hajbabaie는 AP통신과의 인터뷰에서 흰색 조명을 추가할 것을 제안했다고 말했습니다.

교통 신호는 단순한 안전 그 이상입니다. 이는 더 나은 교통 흐름을 가능하게 하여 혼잡을 줄이고, 사람들이 도로에서 낭비하는 시간과 연료를 줄여 경제에도 도움이 될 수 있습니다.

운송 산업 및 자율주행차와 관련된 제품과 서비스를 만드는 회사인 INRIX의 2022년 글로벌 교통 스코어카드(Global Traffic Scorecard)에 따르면, 영국, 독일, 미국의 도로 혼잡 경제에 대한 총 비용은 22억 달러였습니다. 신호등은 이러한 비용을 낮추는 데 크게 기여합니다.

하지만 미래를 알리기 위해 과거로부터 또 무엇을 배울 수 있을까요?

신호등은 언제 발명됐나요?

세계 최초의 신호등은 1868년 12월 10일 영국 런던 국회의사당 맞은편 국회의사당 광장에 설치됐다.

특정 교차로에서 말이 끄는 마차의 혼잡이 심해지면서 해당 지역의 보행자에게 점점 더 위험해졌습니다.

신호등 설치에는 십자가와 유사한 상단 부분이 있는 기둥이 특징입니다. 여기에는 위아래로 움직여 차량에게 이동 또는 정지를 지시하는 신호기 신호 암과 빨간색 또는 녹색 가스등이 있었습니다.

교통경찰의 동작을 모방하도록 설계된 이 시스템은 양팔이 수직일 때 정지하고 45도 각도일 때 차량이 이동하도록 요구되었습니다. 밤에는 빨간색과 녹색 가스 램프가 사용되었습니다.

철도 신호 시스템을 기반으로 작동하려면 경찰관이 필요했습니다. 조명에 전력을 공급하기 위해 땅에 있는 파이프에서 메커니즘으로 가스가 공급되었습니다.

불행하게도 신호등의 첫 번째 디자인은 시작부터 험난했습니다. 신호등 장치 아래에 있는 공급관에서 가스가 누출되면서 신호등 장치가 폭발하여 이를 작동하던 경찰관이 부상을 입었습니다.

안전을 위협한다고 판단된 신호등은 신속하게 제거되었으며 향후 60년 동안 신호등이 전면 금지되었습니다. 그들은 1921년 디트로이트에서 3등 신호 시스템이 발명된 후 1929년에 결국 영국 거리로 돌아왔습니다.

전기로 구동되는 최초의 신호등은 1923년 아프리카계 미국인 발명가인 Garrett Morgan에 의해 발명되었습니다. 그는 결국 자신의 디자인을 General Electric에 $40,000(현재 가치로 $730,000, 인플레이션 조정)에 판매했습니다.

신호등이 빨간색, 주황색, 녹색인 이유는 무엇입니까?

교통 신호 시스템에 사용된 최초의 색상 시스템은 해상 선박에 사용되는 항해등 시스템을 기반으로 했습니다.

빨간색과 녹색 조명을 사용하여 접근하는 선박의 승무원은 선박이 어느 방향으로 이동하고 있는지 즉시 알 수 있습니다. 이 조명 시스템은 특히 가시성이 낮은 야간에 초기 충돌 방지 시스템 역할을 했습니다.

현대 신호등에 사용되는 호박색 신호등은 발명가인 William Potts가 디트로이트에 3색 신호등을 가져온 1921년까지 도입되지 않았습니다.

이 혁신은 기존 빨간색 및 녹색 신호에 노란색 “주의” 표시등을 추가하여 운전자에게 표시등이 곧 바뀔 것임을 알리고 속도를 줄이도록 경고합니다. 최초의 4방향, 3색 신호등은 1921년 디트로이트의 Woodward Avenue와 Fort Street 교차로에 설치되었으며, 1930년대 중반에 이 표준이 전국적으로 널리 보급되었습니다.

지금 네 번째 색상이 필요한 이유는 무엇입니까?

인간과 자율주행차는 조명 시스템을 해석할 때 서로 다른 시각적 단서를 사용합니다. 다양한 색상(때때로 변화가 임박했음을 나타내기 위해 깜박임)은 인간의 두뇌에 가장 잘 작동하는 반면, 단일 조명은 자율주행차에 더 잘 작동합니다.

따라서 자율주행차의 이점을 위해 네 번째 조명(아마도 흰색)이 추가될 것입니다. 백색광은 자율주행차에 의해 “별도의 지시가 없는 한 계속 진행하라”는 지시로 해석됩니다.

NCSU 교수인 하지바바이에(Hajbabaie)는 “백색등이 활성화되면 앞차를 따라가기만 하면 된다”고 설명했다.

신호등 시스템에는 어떤 유형이 있나요?

다양한 유형의 교통 신호 기술이 있지만 대부분의 교통 시스템은 고정된 일정에 따라 작동하는 교통 신호와 두 가지 범주로 분류됩니다. 교통량에 따라 타이밍을 조정할 수 있는 교통 신호등이 있습니다.

교통 신호의 몇 가지 모델은 다음과 같습니다.

• 고정 시간 교통 신호: 교통량을 기준으로 하지 않습니다. 교통 계획자는 미리 정해진 시간에 교통을 앞으로 이동시키는 일반적인 연구를 기반으로 각 조명 세트의 타이밍을 설정합니다.
• 감지 교통 신호: “작동 교통 신호”라고도 알려진 이 신호는 도로에 내장된 장치와 함께 작동하여 교차로에서 대기 중인 차량의 존재와 양을 감지한 다음 교통 신호와 동기화하여 교통이 이동하거나 정지해야 할 시기를 알려줍니다.
• SCOOT(Split-Cycle Offset Optimization Technique): 이 교통 관리 시스템은 실시간 교통 데이터를 사용하여 교차로의 교통량을 최적화하는 것을 목표로 합니다. SCOOT은 교통 신호에서 수집된 데이터를 기반으로 조명 순서를 자동으로 조정합니다. 이는 혼잡을 줄이고 교통 흐름을 개선하는 데 도움이 됩니다.
• 보행자 활성화 교통 신호등: 이 신호는 건널목에서 보행자를 식별하고 신호등을 변경하여 교통을 정지시키는 수동 푸시 버튼 또는 센서를 통해 활성화됩니다.

AI가 교통 시스템에 사용될 수 있을까?

미시간대학교 토목공학과 교수인 헨리 리우(Henry Liu)는 인공지능(AI)을 활용해 교통 혼잡 문제를 해결하는 색다른 접근 방식을 제시했다.

작년 2월 미국 교통부로부터 연결 및 자동화 교통 센터를 설립하기 위해 1,500만 달러의 보조금을 받은 Liu와 그의 팀은 장착된 자동차의 실시간 위치 및 속도 데이터를 사용하여 신호등에 신호를 보내는 방법을 테스트하고 있습니다. 디트로이트 교외 버밍엄에 있는 GPS(Global Positioning System).

디트로이트의 이 특별한 동네가 선택된 이유는 버밍엄의 34개 신호등이 모두 고정된 일정에 의존하기 때문입니다. 교통 흐름을 조정하기 위해 카메라나 센서로부터 정보를 수신하지 않습니다. 즉, 어떠한 간섭 없이 자동차에서만 정보를 수신하도록 적응할 수 있다고 Liu는 설명했습니다.