智慧交通灯，信号不中断

故障智能检测更换装置。 盛磊 摄

星沙时报讯（记者 盛磊 通讯员 王国光 吴联初）路上的交通信号灯如果出现故障或被车辆撞坏，会困扰车辆的通行，在等待专业人员维修的过程中，极易造成交通安全隐患。长沙县一中高二学生王子烨、杨文韬、王俊杰为解决这一问题，花了六七个月时间进行实地调研后，创新发明了基于5G网络交通信号灯故障智能检测更换装置。10月26日，记者在“长沙县一中段贤清创客工作室”见到了这一创新发明。

“这是基于5G网络交通信号灯故障智能更换预警装置，当交通信号灯出现故障时，该装置能第一时间将故障信息反馈给管理平台并报警，自动换上备用灯，避免了因交通信号灯故障出现交通堵塞和事故。”这个装置的设计者之一王子烨同学告诉记者。

乍一看，这个装置的外观与记者平时见到的交通信号灯没什么太大区别，里面却大有乾坤。为了能让记者了解这个装置的工作原理，王子烨和杨文韬分别进行了两种情况的现场演示。

王子烨模拟绿灯出现故障不亮，此时信号灯开始持续闪黄灯，10秒过后，绿灯的备用灯自动旋转，替换掉故障灯，再过几秒，信号灯恢复正常。“这样可以很好地解决日常生活中因为交通信号灯故障，出现长亮不熄、长熄不亮等问题，用备用灯替换故障灯，稳定交通秩序，以减少交通事故的发生，保障人们的出行安全和便捷。”王子烨说。

而杨文韬则模拟当交通信号灯被车辆撞到发生倾斜后，里面的倾斜传感器会读取实时状态，信号灯可实现180°的旋转，顶部和底部区域的侧灯同步显示，仍可以帮助车辆驾驶人无死角地看到信号灯状态，保证信号灯工作的流畅。

王俊杰总结道，这个装置就是在交通信号灯的基础上，加上光敏电阻、倾斜传感器、电压检测模块、电流检测模块、物联网模块、舵机等元件，来检测交通信号灯是否存在故障，若存在故障，则可以通过滑连杆装置，块轨道、舵机等元件用备用信号灯来替换故障灯，以实现交通信号灯的临时调配，然后通过5G网络以及物联网模块将故障的交通信号灯所在区域位置反馈给交通管理部门来及时维修。

“这个装置的灵感来源于学生上下学途中遇到因信号灯故障发生的堵车现象。”指导老师段贤清告诉记者，三个学生为发明这个装置，前期做了大量的实地调查和问卷调查，并从网上了解交通信号灯的架构和工作原理，运用高中数学知识中的数据统计与分析、计算与测量，和高中物理知识中的电学、力学等进行设计。

然而，在设计过程中，三人遇到了两大难点，一是程序编写，二是器件组装。“编程是大学课程，超出了高中知识范畴，我对他们进行了基础编程教学指导，让他们迅速掌握模块化编程知识。”段贤清介绍，完成装置设计后，组装也遇到了不少问题，包括集成电路的安装、布线等，“三人利用课余时间反反复复拆装，花了三个月左右的时间才完成装置组装。”

目前，该装置已在长沙县一中的科技活动月展出，该校正在申请发明zhuanli，且希望与交通管理部门对接，让这项发明创造能解决实际生活中的“痛点”。