三名高中生发明“永不停止的信号灯”

三名高中生发明“永不停止的信号灯”
2020年10月27日 10:00 潇湘晨报

  原标题:三名高中生发明“永不停止的信号灯”

长沙县第一中学,三名高二学生正在展示自己设计制作的“永不停止的信号灯”。图/受访者提供长沙县第一中学,三名高二学生正在展示自己设计制作的“永不停止的信号灯”。图/受访者提供

  行车在路上,遇到信号灯故障导致的交通瘫痪,你会怎么做?长沙县第一中学三名高二学生的做法是,设计制作一个“永不停止的信号灯”。

  日前,在2020年长沙县中小学创客·创新·创造展示会上,一个可翻转的智能信号灯受到了广泛关注。这是长沙县一中高二学生王子烨、杨文韬和王俊杰共同研发制作的“基于5G网络交通信号灯故障智能更换预警装置”,目前已获得2020年全国青少年科技创新大赛长沙市一等奖。

  一次大堵车让高中学子萌生创新想法

  设计这套信号灯装置,源于王子烨在高一时的一次堵车经历。王子烨回忆:“有一次学校放假,爸爸开车送我回老家。途中,我们遇到了堵车,在车上等了将近两个小时后道路通行逐渐恢复。我发现是交通信号灯故障引发了交通事故,导致车辆积压、交通瘫痪。”

  在堵车的两个小时里,王子烨焦急之余,开始思考“为什么交通信号灯会出故障?”“为什么修复起来要这么长时间?”“若每起交通信号灯故障都引发大堵车那会耽误大家多少时间?”等问题。

  那段时间,王子烨恰好参加了长沙县一中开设的人工智能创客选修课的学习,他的课程指导老师是长沙县创客首席名师段贤清老师。在每周三下午的人工智能创客课堂上,段贤清经常跟大家讲:“留心观察生活,发现人们遇到的困难,我们想办法去解决这些困难的过程,就是发明和创新。”

  经历大堵车,王子烨向段贤清提出了制作信号灯的设想,获得了段贤清的肯定,他找到了杨文韬和王俊杰两位同学组成了团队。

  为解决备用灯被卡的问题实验了上百次

  段贤清作为指导老师,他建议三位同学在设计之前,先去调研采集数据,明确要解决的问题。

  说做就做,王子烨、杨文韬和王俊杰三位同学分工合作,留意各自回家路上的交通信号灯状态。他们选取了一些车流量较大的路口,每周末回家时会花10到20分钟的时间观察信号灯。为了深入了解车辆与行人的“痛点”,他们还设计了调查问卷搜集意见。此外,为了了解交通信号灯出故障之后的修复工作,他们走访了相关部门。

  在进行充分的数据采集和分析后,王子烨、杨文韬和王俊杰开始着手设计与制作。过程中,他们运用了数学中的统计与分析、计算与测量等知识,也研究了物理中的力学、电子学等学科的应用,还学会了简单编程,其中最难的是电路连接。“备用灯被卡在里面转不过来是我们遇到的最大困难,为此我们调适、实验了上百次。”杨文韬说。

  经过几个月的努力,三位同学亲手组装的成型装置在今年3月初步完成。10月26日,他们在学校创客工作室演示了他们的作品。记者看到,这套红绿灯装置可以对故障进行智能检测,一旦检测到红黄绿哪个灯出现了故障,就会自动启动备用灯,同时通过物联网将故障信息实时传送到管理中心。此外,三位同学在这个信号灯装置的上下两端都加装了备用灯,如果在使用中灯箱出现倾斜,上下两端的信号灯将自动开启,以方便驾驶员和行人不论从哪个角度都能看到信号指示。

  段贤清欣慰地说:“从购买各种元件与材料,到安装调适,均体现了三位同学的工匠精神。”接下来,他会帮助同学们申请发明专利。据了解,段贤清已带领工作室学生申请发明专利9件,实用新型专利15件。

  王子烨、杨文韬和王俊杰三位同学说:“创新很棒,自己在创新中成长了很多。”本报记者李楠长沙报道

  责任编辑:黄晓冬

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