行車在路上，遇到信號燈故障導(dǎo)致的交通癱瘓，你會怎么做？長沙縣第一中學(xué)三名高二學(xué)生的做法是，設(shè)計制作一個“永不停止的信號燈”。

　　日前，在2020年長沙縣中小學(xué)創(chuàng)客·創(chuàng)新·創(chuàng)造展示會上，一個可翻轉(zhuǎn)的智能信號燈受到了廣泛關(guān)注。這是長沙縣一中高二學(xué)生王子燁、楊文韜和王俊杰共同研發(fā)制作的“基于5G網(wǎng)絡(luò)交通信號燈故障智能更換預(yù)警裝置”，目前已獲得2020年全國青少年科技創(chuàng)新大賽長沙市一等獎。

　　一次大堵車讓高中學(xué)子萌生創(chuàng)新想法

　　設(shè)計這套信號燈裝置，源于王子燁在高一時的一次堵車經(jīng)歷。王子燁回憶：“有一次學(xué)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(fù)。我發(fā)現(xiàn)是交通信號燈故障引發(fā)了交通事故，導(dǎo)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(fù)起來要這么長時間？”“若每起交通信號燈故障都引發(fā)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(shè)的人工智能創(chuàng)客選修課的學(xué)習(xí)，他的課程指導(dǎo)老師是長沙縣創(chuàng)客首席名師段賢清老師。在每周三下午的人工智能創(chuàng)客課堂上，段賢清經(jīng)常跟大家講：“留心觀察生活，發(fā)現(xiàn)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(fā)明和創(chuàng)新。”

　　經(jīng)歷大堵車，王子燁向段賢清提出了制作信號燈的設(shè)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(xué)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(dǎo)老師，他建議三位同學(xué)在設(shè)計之前，先去調(diào)研采集數(shù)據(jù)，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(xué)分工合作，留意各自回家路上的交通信號燈狀態(tài)。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(shè)計了調(diào)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(fù)工作，他們走訪了相關(guān)部門。

　　在進(jìn)行充分的數(shù)據(jù)采集和分析后，王子燁、楊文韜和王俊杰開始著手設(shè)計與制作。過程中，他們運用了數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計與分析、計算與測量等知識，也研究了物理中的力學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科的應(yīng)用，還學(xué)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(zhuǎn)不過來是我們遇到的最大困難，為此我們調(diào)適、實驗了上百次。”楊文韜說。
 

　　經(jīng)過幾個月的努力，三位同學(xué)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(xué)校創(chuàng)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(jìn)行智能檢測，一旦檢測到紅黃綠哪個燈出現(xiàn)了故障，就會自動啟動備用燈，同時通過物聯(lián)網(wǎng)將故障信息實時傳送到管理中心。此外，三位同學(xué)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(xiàn)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(diào)適，均體現(xiàn)了三位同學(xué)的工匠精神。”接下來，他會幫助同學(xué)們申請發(fā)明專利。據(jù)了解，段賢清已帶領(lǐng)工作室學(xué)生申請發(fā)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(xué)說：“創(chuàng)新很棒，自己在創(chuàng)新中成長了很多。”本報記者李楠長沙報道