三名高中生發明“永不停止的信號燈”[瀟湘晨報]

    本報記者李楠長沙報道

    行車在路上，遇到信號燈故障導致的交通癱瘓，你會怎么做？長沙縣第一中學三名高二學生的做法是，設計制作一個“永不停止的信號燈”。

    日前，在2020年長沙縣中小學創客·創新·創造展示會上，一個可翻轉的智能信號燈受到了廣泛關注。這是長沙縣一中高二學生王子燁、楊文韜和王俊杰共同研發制作的“基于5G網絡交通信號燈故障智能更換預警裝置”，目前已獲得2020年全國青少年科技創新大賽長沙市一等獎。

    一次大堵車讓高中學子萌生創新想法

    設計這套信號燈裝置，源于王子燁在高一時的一次堵車經歷。王子燁回憶：“有一次學校放假，爸爸開車送我回老家。途中，我們遇到了堵車，在車上等了將近兩個小時后道路通行逐漸恢復。我發現是交通信號燈故障引發了交通事故，導致車輛積壓、交通癱瘓。”

    在堵車的兩個小時里，王子燁焦急之余，開始思考“為什么交通信號燈會出故障？”“為什么修復起來要這么長時間？”“若每起交通信號燈故障都引發大堵車那會耽誤大家多少時間？”等問題。

    那段時間，王子燁恰好參加了長沙縣一中開設的人工智能創客選修課的學習，他的課程指導老師是長沙縣創客首席名師段賢清老師。在每周三下午的人工智能創客課堂上，段賢清經常跟大家講：“留心觀察生活，發現人們遇到的困難，我們想辦法去解決這些困難的過程，就是發明和創新。”

    經歷大堵車，王子燁向段賢清提出了制作信號燈的設想，獲得了段賢清的肯定，他找到了楊文韜和王俊杰兩位同學組成了團隊。

    為解決備用燈被卡的問題實驗了上百次

    段賢清作為指導老師，他建議三位同學在設計之前，先去調研采集數據，明確要解決的問題。

    說做就做，王子燁、楊文韜和王俊杰三位同學分工合作，留意各自回家路上的交通信號燈狀態。他們選取了一些車流量較大的路口，每周末回家時會花10到20分鐘的時間觀察信號燈。為了深入了解車輛與行人的“痛點”，他們還設計了調查問卷搜集意見。此外，為了了解交通信號燈出故障之后的修復工作，他們走訪了相關部門。

    在進行充分的數據采集和分析后，王子燁、楊文韜和王俊杰開始著手設計與制作。過程中，他們運用了數學中的統計與分析、計算與測量等知識，也研究了物理中的力學、電子學等學科的應用，還學會了簡單編程，其中最難的是電路連接。“備用燈被卡在里面轉不過來是我們遇到的最大困難，為此我們調適、實驗了上百次。”楊文韜說。

    經過幾個月的努力，三位同學親手組裝的成型裝置在今年3月初步完成。10月26日，他們在學校創客工作室演示了他們的作品。記者看到，這套紅綠燈裝置可以對故障進行智能檢測，一旦檢測到紅黃綠哪個燈出現了故障，就會自動啟動備用燈，同時通過物聯網將故障信息實時傳送到管理中心。此外，三位同學在這個信號燈裝置的上下兩端都加裝了備用燈，如果在使用中燈箱出現傾斜，上下兩端的信號燈將自動開啟，以方便駕駛員和行人不論從哪個角度都能看到信號指示。

    段賢清欣慰地說：“從購買各種元件與材料，到安裝調適，均體現了三位同學的工匠精神。”接下來，他會幫助同學們申請發明專利。據了解，段賢清已帶領工作室學生申請發明專利9件，實用新型專利15件。

    王子燁、楊文韜和王俊杰三位同學說：“創新很棒，自己在創新中成長了很多。”