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三名高中生發明“永不停止的信號燈”[瀟湘晨報]

文章來源:[瀟湘晨報]
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發布時間:2020-10-27 04:27:58



 
長沙縣第一中學,三名高二學生正在展示自己設計制作的“永不停止的信號燈”。圖/受訪者提供

    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。”

 

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