Ngày nay, mỗi khi ra đường, thứ mà chúng ta dù muốn hay không vẫn buộc phải nhìn nhiều nhất chính là đèn giao thông. Từ các khu đô thị lớn tới khu vực nông thôn, thậm chí cả thành phố từng tự hào không có đèn giao thông như Đà Lạt cuối năm ngoái cũng đã phải trang bị hệ thống điều hành xe cộ này.

Nhưng có bao giờ bạn tự hỏi, tại sao đèn giao thông ở nơi này lại hơi khác ở nơi khác một chút, hoặc quốc gia này lại khác rất nhiều so với các quốc gia khác không? Và việc thiết kế đèn giao thông với ba màu xanh vàng đỏ liệu có phải là cách thiết kế tốt nhất? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải cùng nhau quay trở lại thời kỳ đầu khi đèn giao thông ra đời.

 Vào thời điểm đó, xe ngựa trở nên phổ biến ở Anh và đã xảy ra nhiều vụ húc người do không ai kiểm soát việc đi lại trong thành phố. Tính riêng trong năm 1866, chỉ một năm mà 1.102 người thiệt mạng và 1.334 người bị thương trên các con đường ở thành phố London.

Chính quyền Anh lúc này tìm mọi cách để quản lý các phương tiện giao thông. Tất nhiên, đơn giản và hiệu quả nhất chính là các nhân viên cảnh sát. Tuy nhiên, có quá nhiều ô tô và đường xá trong khi không thể có đủ người để sắp xếp khắp mọi nơi để điều phối các phương tiện đi lại.

Vì vậy, vào tháng 12 năm đó, tín hiệu giao thông bằng khí đốt thủ công đầu tiên trên thế giới đã ra đời ở Anh. Nó được sáng chế dựa trên cột đèn tín hiệu đường sắt và đèn giao thông lúc bấy giờ là một cột cao với lồng kính bên trên. Khi đèn khí màu đỏ bên trong được đốt lên có nghĩa là các phương tiện phải dừng lại. Còn đèn màu xanh lá cây có nghĩa là được đi nhưng cần “chú ý”.

Cột đèn giao thông đầu tiên trên thế giới

Và nguồn cảm hứng thiết kế xanh đỏ của kỹ sư tín hiệu đường sắt người Anh J.P.Knight chính là từ màu quần áo của phụ nữ thời bây giờ. Ở Anh, phụ nữ mặc quần áo màu đỏ khi đã kết hôn và quần áo màu xanh lá cây là chưa kết hôn.

Nhờ đèn giao thông, tình trạng tắc đường và tai nạn đã giảm xuống một cách đáng kể. Nhưng đèn sử dụng khí đốt không hề an toàn, và một vụ tai nạn đã xảy ra khi cột đèn phát nổ giết chết một cảnh sát điều hành đứng gần đó.

Chưa kể, thiết kế của nó yêu cầu thao tác vận hành thủ công cũng khiến người sử dụng khá lúng túng. Bởi cảnh sát giao thông phải thay đổi màu đèn liên tục tùy theo điều kiện đường xá, vừa phải thổi còi và ra hiệu, rất mệt mỏi.

Mãi đến cuối những năm 1890, khi cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai hoàn thành, đèn giao thông chạy bằng điện mới xuất hiện .

 Năm 1914, đèn giao thông kích hoạt bằng điện đầu tiên xuất hiện. Lúc này ô tô đã bắt đầu phổ biến trên những con đường. Trong ảnh là đèn giao thông dạng tháp trên một con đường ở thành phố New York, Mỹ, có thể dễ dàng nhận biết từ xa. Tín hiệu đèn đỏ là phải dừng, và đèn xanh sáng lên là được đi.

Một tiến bộ trong thiết kế đèn giao thông khá thú vị của công ty đèn giao thông Mỹ Lester Wire là thêm còi vào đèn giao thông. Khi tiếng còi cất lên sẽ nhắc nhở mọi người rằng nó chuẩn bị thay đổi màu sắc.

Tín hiệu đếm ngược bằng còi này sau đó được nhiều người ủng hộ. Vào những năm 1990, các tín hiệu đếm ngược bằng số trước khi chuyển màu đèn đã trở nên phổ biến.

Công nghệ phát triển ngày càng nhanh, vào năm 1963, đèn tín hiệu có thể điều khiển tự động đầu tiên trên thế giới đã xuất hiện tại Toronto, Canada. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, đèn giao thông trên thế giới vẫn chỉ có hai màu chính là đỏ và xanh. Màu sắc tương phản của đỏ và xanh lá cây không chỉ bắt mắt mà còn rất dễ nhận biết đối với tất cả mọi người, cho phép họ có thể hiểu ý nghĩa của nó trong vòng vài giây.

Tuy nhiên, khi tình hình giao thông ngày càng thay đổi theo hướng phức tạp hơn, và tốc độ xe chạy ngày càng nhanh, rõ ràng chỉ hai màu là không đủ để kiểm soát xe cộ. Vì vậy, các nhà phát minh đã suy nghĩ về thiết kế mới của đèn giao thông, và lần này cho thêm vào tín hiệu đèn vàng.

 Nhưng có nhiều ý kiến khác nhau về việc ai là người đã phát minh ra đèn vàng. Một trong những nguồn tin được cho là hợp lý nhất là vào năm 1920, một cảnh sát ở Detroit, bang Michigan, Mỹ tên là William Potts, đã phát minh ra đèn giao thông đa chức năng với ánh sáng vàng. Sau đó nó đã được đưa vào sử dụng phổ biến ở Detroit vào tháng 10/1920.

Tuy nhiên, hệ thống đèn khi đó vẫn phải có người vận hành đi kèm. Tính riêng tại thành phố New York, trong năm 1923 phải trả hơn 250.000 USD cho hơn 100 cảnh sát để họ thực hiện việc điều chỉnh đèn giao thông 16 giờ mỗi ngày. Và phải gần 20 năm sau, hệ thống đèn giao thông tự động mới chính thức được đưa vào sử dụng. Phiên bản hoàn thiện này của đèn giao thông sau đó cũng dần dần được phổ biến ở các quốc gia khác trên toàn cầu.

Đèn tín hiệu giao thông tại ngã tư Hàng Khay - Bà Triệu

Tại Việt Nam, vào năm 1957, Nghị định bổ sung Luật Đi đường bộ đã nhắc tới đèn tín hiệu giao thông dù lúc đó Hà Nội chưa có cụm đèn nào. Điều 22 của Nghị định quy định về tín hiệu đèn giao thông đô thị bao gồm ba màu là đỏ, xanh và vàng. Khi đèn đỏ, các phương tiện phải dừng trước hàng đanh thứ nhất, đèn vàng thì các phương tiện đã qua hàng đanh thứ hai được đi tiếp, đèn xanh thì tất cả được đi. Đanh hay đinh ở đây là những hình tròn bằng sắt đường kính chừng 15cm, được đóng nhô lên khỏi mặt đường khoảng 0,5 cm. Đanh nọ cách đanh kia một khoảng 20 cm.

Ba năm sau, năm 1960, Hà Nội mới có ba cụm đèn tín hiệu ở Ngã năm Cửa Nam, ngã tư Điện Biên Phủ - Trần Phú và ngã tư Tràng Tiền - Hàng Bài. Đây chính là ba cụm đèn tín hiệu giao thông đầu tiên ở miền Bắc nước ta.

 Trong khi đó, ở các khu vực khác nhau trên toàn thế giới, thiết kế đèn tín hiệu giao thông bắt đầu có sự thay đổi để thích ứng với điều kiện từng địa phương.

Ở nhiều tỉnh ven biển của Canada, đèn giao thông sẽ có một số đặc điểm riêng như phải có hai đèn đỏ nằm ngang ở hai đầu, và các đèn màu khác nhau sẽ có hình dạng khác nhau để dễ nhìn hơn và tăng độ an toàn.

Còn đèn tín hiệu giao thông ở một số bang tại miền nam Hoa Kỳ đều nằm ngang, vì ở khu vực này thường có nhiều trận cuồng phong và bão tố. Do đó thiết kế đèn thành hàng ngang có thể làm giảm sức cản của gió. 

 Còn vào năm 1961, Karl Peglau, một nhà tâm lý học thuộc Bộ Giao thông Vận tải Đông Đức, nhận thấy rằng đèn giao thông vẫn không thân thiện với một số trẻ em có khả năng phản ứng yếu, cũng như người già và những người mù màu. Do đó, ông đã đề xuất tạo hình đèn giao thông với hình ảnh một người đàn ông đang đi để chỉ đèn xanh, và hình người đàn ông dang tay để chỉ đèn đỏ.

Thiết kế này có tên gọi là Ampelmännchen sau đó đã trở nên phổ biến khắp Đông Đức vào những năm 1980. Chúng thậm chí trở thành một phần quan trọng của văn hóa đại chúng Đông Đức, được sử dụng để dạy trẻ em về tầm quan trọng của luật lệ và an toàn giao thông.

Có thể thấy, dựa trên các quy tắc cơ bản và nền tảng của thiết kế đèn tín hiệu giao thông, một số chi tiết sẽ được điều chỉnh hoặc thay đổi, tối ưu hóa ở từng nơi, để phù hợp với từng nhóm người dùng khác nhau.

Và nếu coi những chiếc đèn khí đốt là thế hệ thứ nhất, thì đèn giao thông sử dụng dầu hỏa đến đèn giao thông điện là thế hệ thứ hai đã tồn tại trong suốt hơn một trăm năm. Mãi đến cuối những năm 1990, khi công nghệ chiếu sáng sử dụng bóng bán dẫn trưởng thành, thế hệ thứ ba của đèn giao thông mới xuất hiện. 

Đó là đèn giao thông sử dụng bóng LED, không chỉ tiết kiệm năng lượng, mà còn hiệu quả và không dễ hư hỏng. Các hệ thống đèn giao thông cũng thường đi kèm với hệ thống đếm ngược và cả mũi tên phân làn, như cho phép rẽ phải khi đèn đỏ. Tại một số quốc gia còn bổ sung thêm nút bấm dưới các chân cột đèn, để người dân muốn sang đường có thể nhấn nút để đèn chuyển sang màu đỏ.

Tuy nhiên, không phải nhiều dạng thiết kế và biến thể lại là điều tốt. Do ngày càng có nhiều loại đèn tín hiệu khác nhau, nơi dùng loại vuông nơi lại loại tròn, nơi dùng nhóm 3 đèn nơi lại có nhóm từ 4 đèn trở lên nên các quốc gia dần đưa ra các tiêu chuẩn của riêng mình để kiểm soát và thống nhất mọi thứ, tránh việc người dân hoặc khách du lịch không biết và tuân thủ đúng cách.

Bởi nếu bạn nghĩ rằng chỉ có một cột đèn với ba màu xanh vàng đỏ thì không có gì phức tạp mà phải đưa ra quy chuẩn chung, thì có lẽ bạn đã nhầm.

Hệ thống đèn giao thông mới ở một số khu vực tại Trung Quốc bổ sung thêm hai cột mũi tên chỉ dẫn.

Mới đây, một số khu vực ở Trung Quốc đã đưa vào áp dụng hệ thống đèn giao thông mới. Ngoài ba đèn cơ bản, các nhà quản lý đã bổ sung thêm hai hệ thống mũi tên chỉ dẫn hai bên, biến nó thành hệ thống 9 tín hiệu để hiển thị 8 chế độ kết hợp khác nhau.

Sự phức tạp của nó đã khiến nhiều người phải thốt lên rằng vừa nhìn phía sau đã quên phía trước, quay lại nhìn trước thì quên tất cả nội dung. Có người thậm chí ghép tất cả tín hiệu lại thành một bức tranh để dán lên xe, tránh nhầm lẫn khi đi đường.

Tất nhiên, về cơ bản hệ thống này vẫn tuân thủ quy tắc giao thông truyền thống. Đó là đèn đỏ thì dừng lại, đèn xanh được đi, đèn rẽ trái đỏ hoặc không sáng thì dừng lại, đèn rẽ phải xanh hoặc không sáng thì được đi.

Nhưng dường như nó vẫn khá khó hiểu nên kỹ sư thiết kế ra hệ thống đèn này đã phải lên sóng truyền hình trung ương để giải thích cho người dân hiểu cặn kẽ hơn. Trên thực tế, cũng rất khó trách người điều khiển phương tiện ở Trung Quốc, bởi thông thường đèn giao thông thường sử dụng hai tổ hợp đèn, nhưng phiên bản mới sử dụng tới ba tổ hợp. Tuy nhiên, các nhà chức trách cho biết mục đích của hệ thống là cải thiện luồng giao thông trong các tình huống đặc biệt tại các nút giao thông phức tạp và sẽ vẫn triển khai nó ở một số khu vực.

Rõ ràng, sự xuất hiện của “phiên bản đèn giao thông mới” không có gì đáng ngạc nhiên, mà nó chỉ là sự điều chỉnh thiết kế mang tính tương tác nhằm thích ứng với sự phát triển đô thị.

Nếu xét trên quan điểm của những lần thay đổi thiết kế đèn giao thông trong lịch sử, đây chỉ là một động thái nhỏ. Và những cải cách thiết kế lớn nhỏ trong lịch sử đèn giao thông ra đời đều vì những khó khăn của tình hình thực tế và nhu cầu của công chúng.

 Tất nhiên, đèn giao thông ngày nay cũng không hoàn hảo. Chúng không thể hoàn toàn loại bỏ tai nạn giao thông và điều tiết các phương tiện luôn di chuyển “mượt mà”. Với sự phát triển của công nghệ, trong tương lai chúng ta có thể quản lý giao thông đô thị một cách thông minh hơn, như cho phép đèn giao thông tự động dự đoán luồng giao thông để giảm ùn tắc và có các giải pháp thân thiện khác nhau cho các nhóm người khác nhau.

Và ngày mà đèn giao thông thực sự đạt được mục tiêu cuối cùng có thể sẽ là ngày mà nó hoàn toàn biến mất.