行人交通燈藏運算思維

行人交通燈藏運算思維

行人交通燈是市民在日常生活中,橫過馬路時會使用的重要工具之一,它是透過在規定之時間內進行光色訊號互換,向行人指示道路通行權。

新式的行人交通燈燈號是使用發光二極管(LED)組合,利用 LED 不但能夠提升耐用性,燈號的亮度也較穩定,而且亦較省電。單憑行人交通燈的運作,可以推斷行人交通燈內除了安裝紅、綠兩組發光二極管外,還裝有行人過路按鈕、時間控制器、行人交通燈電路及揚聲器。

用科學建立行人交通燈

時間控制器設定了不同的倒數時間,分別控制行人交通燈電路令紅、綠兩組燈號分流通電進行訊號互換,當綠色燈號亮起時,同時驅使揚聲器發出聲音,以指定頻率及速度提示行人應否過路。

行人交通燈電路圖。

行人交通燈電路圖。

運算思維角度和工程

行人交通燈是需要二十四小時運作的指示工具,故此它是一個循環系統,當中就利用了循環的運算思維,重覆地按指定的時間不斷進行燈號訊號的互換。例如由紅色燈號訊號亮起開始,同時進行約 50 秒的倒數,若果沒有接收到行人過路按鈕的訊號,完成 50 秒倒數紅色燈號訊號會熄掉,而綠色燈號訊號亮起和進行約 30 秒的倒數。完成 30 秒倒數後,綠色燈號訊號會閃爍和進行約 15 秒的倒數。15 秒後又重覆開始紅色燈號訊號亮起的程序。

交通燈的流程圖。

交通燈的流程圖。

輕觸訊號燈。

輕觸訊號燈。

若果在紅色燈號訊號亮起的過程接收到行人過路按鈕傳來的訊號,行人交通燈電路會判斷剩餘紅色燈號訊號亮起時間是否大於加快轉燈時間(約 15 秒),如少於 15 秒,紅色燈號訊號會如常熄掉轉燈。若轉燈時間多於 15 秒,就紅色燈號訊號會於 15 秒後熄掉轉燈。

交通燈工程元元素

透過行人交通燈的運算思維,可以利用電子教學模組製作行人交通燈模型。

透過行人交通燈的運算思維,可以利用電子教學模組製作行人交通燈模型。

模型電路圖。

模型電路圖。

可用 Block Programming 設計編程,控制交通燈模型。

可用 Block Programming 設計編程,控制交通燈模型。

當按下按鈕後,電路板會 進行倒數,15秒後,就會亮起綠燈。

當按下按鈕後,電路板會
進行倒數,15秒後,就會亮起綠燈。

科技與行人交通燈

每個過馬路地點都會由多組交通燈和行人交通燈組成,分別指示駕駛人和行人,應在何時停車、停步和前進,特別是十字路口的交通燈較為複雜,所以背後由交通燈管理系統負責控制。香港有些交通燈系統更會配合交通燈監視系統一併使用,作為監控交通燈的操作。如果在交通燈系統加入人工智慧系統,以雷達傳感器和攝像頭監控交通狀況,然後加入先進的演算法計劃交通燈時間的安排,就能有助改善交通及減低汽車廢氣的排放量。

交通燈控制系統。

交通燈控制系統。

控制面版上設有按鈕和指示燈。

控制面版上設有按鈕和指示燈。

交通燈系統早就出現在我們日常生活之中,行人交通燈的紅色燈號代表行人須停步,綠色燈號代表行人可以前進。當綠色燈號閃爍時,正過馬路的行人應盡快過完,還未開始過馬路的行人應等候下一循環。任何人無合理辯解而遺反規則,即屬犯罪,可處罰款港幣 $2,000。為了行人和駕駛者的安全,必須要按照交通燈的指示遵守交通規則使用路道,做個負責任的 STEM 市民。