Alternative Lichtsignalanlage

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Warum ich das Projekt gestartet habe

Seitdem ich mein erstes eigenes Auto habe, liegen Verkehrs- und Transportmittel verstärkt in meinem Fokus. Daher wollte ich mich einem Designprojekt in diesem Bereich widmen. Mir ist aufgefallen, dass man Ampeln, obwohl sie eins der wichtigsten Verkehrselemente sind, oft gar nicht richtig wahrnimmt. Als ich zuhause ein paar Skizzen anfertigen wollte, merkte ich, dass es mir schwerer als gedacht fiel, aus dem Kopf die Ampelphasen richtig aufzuzeichnen. Leuchtet Gelb immer alleine? Springt sie von Grün direkt auf Rot oder erst auf Gelb?

Dabei fiel mir zudem noch ein, dass ich beim Heranfahren an grüne Ampeln oft Gas gebe, aber die Ampel dann plötzlich auf Gelb springt. Die Länge der einzelnen Ampelphasen ist also oft schwer einzuschätzen. Wie kann man das verbessern?

Muss ich eine ganz neue Ampel erfinden? Oder reichen kleine Veränderungen für ein verbessertes System?

Alternative light signal system

Why I started the project

Since i got my first car, my focus lies on methods of traffic and transportation.
This is why, i dedicate this design project on this subject. I figured out that though trafic lights are really important, you’re never really aware of them. As i was at home doing some sketches, I did notice that it was harder than I thought to correctly record the traffic light phases from my mind. Does yellow always light’s on it’s own?
Does it jump from green directly to red or to yellow first? It also occurred to me that I often accelerate when driving up to green traffic lights, but then the traffic light suddenly changes to yellow. The length of the individual traffic light phases is therefore often difficult to estimate. How can you improve that?
Do I have to completely reinvent a new traffic light? Or are small changes enough
for an improved system?

Dieses Bild entstand während des Arbeitsprozesses. This picture was taken during the process.

Woher kommt überhaupt unsere heutige Ampel?

Ampeln gibt es schon länger als Automobile.

Die erste gasbetriebene Variante von 1868 in London zeigte mit metallenen Armen den Kutschen und Reitern, wann sie anhalten sollten oder sich weiterbewegen durften. Nachts leuchtete zusätzlich eine Laterne in den Farben Rot oder Grün.

Nach nur drei Wochen explodierte sie und verletzte den Polizisten, der sie manuell bediente, schwer. Erst mit der Elektrifizierung trat die Ampel dann ihren weltweiten Siegeszug an: Am 5. August 1914 ging in Cleveland, Ohio die weltweit erste elektrische Ampel, genauer „Lichtsignalanlage“, mit rotem und grünem Licht in Betrieb. 1922 folgen Paris und Hamburg und 1924 schließlich Berlin. Hier wurde am Potsdamer Platz, dem damals verkehrsreichsten Platz Europas, ein fünfeckiger acht Meter hoher Turm errichtet, oben mit einer Kabine versehen, in der ein Polizist saß und per Hand die Lichtsignale steuerte. Heute steht hier ein Nachbau dieser ersten Ampel.

Where does our traffic light actually comes from?

Traffic lights have been around longer than automobiles.
The first gas-powered variant from 1868 in London showed the carriages and riders
with metal arms when they should stop or be allowed to move on. At night, a lantern
showed a red or green colour.
After only three weeks, it detonated and seriously injured the policeman who had to
operated it manually. Only with the electrification, did the traffic light begin its worldwide triumphal march: On August 5, 1914, the world's first electric traffic light, more precisely "light signal system", went into operation with a red and green light, in Cleveland, Ohio.
Paris and Hamburg followed in 1922 and Berlin in 1924. Here, a pentagonal eight
meter high tower was erected at Potsdamer Platz, the busiest square in Europe at
that time, with a cabin at the top in which a policeman sat and manually controlled
the light signals. Today there is a replica of this first traffic light.

Diese Bilder zeigen zwei typische Ampeln.These pictures show two typical traffic lights.

1,5 Millionen Ampeln

Mit der Zunahme des Verkehrs verbreiten sich auch die Ampeln rasch; heute sind in Deutschland ca. 1,5 Mio Lichtsignalanlagen im Einsatz (laut Siemens, einem der größten Ampel-Produzenten). Im Zuge ihrer immer weiteren Verbreitung etabliert sich schließlich Gelb als dritte Ampelphase. Schon von Beginn an waren die Ampelfarben festgelegt auf Rot für Stehen bleiben und Grün für Gehen oder Fahren. In den 1960er Jahre unternahm China einen Versuch, die Anordnung der Ampelfarben an ihre Parteipolitischen Farbwünsche anzupassen und dem staatstragenden Rot eine positivere Stellung oben in der Anzeige zukommen zu lassen. Dieser Versuch scheiterte jedoch kläglich und endete im Verkehrschaos.

1.5 million traffic lights

With the increase in traffic, the traffic lights also spread rapidly; Today there are
around 1.5 million traffic signal systems in use in Germany (according to Siemens,
one of the largest traffic light producers). In the course of their ever widening, yellow finally established itself as the third traffic light phase. From the beginning, the traffic light colors were set to red for standing still and green for walking or driving. In the 1960s, China made an attempt to adapt the arrangement of the traffic light colors to their political party wishes and to give the state-bearing red a more positive position at the top of the display. This attempt failed miserably and ended in traffic chaos.

Das Ende der Ampel?

Um die Ampeldichte und damit Wartezeiten zu reduzieren, werden schließlich in Deutschland vielerorts Kreisel gebaut; in den innerstädtischen Gebieten mit ihrem Platzmangel bleiben Ampeln jedoch unersetzlich. Dass die Ampeln mit der Einführung selbstfahrender Autos, die untereinander so vernetzt sind, dass sie theoretisch keine externen Signalgeber mehr benötigen, völlig überflüssig werden, steht jedoch nicht zu befürchten. Auch Radfahrer und Fußgänger werden sie weiterhin brauchen: Unsere „Wechsellichtzeichenanlage“.

The end of traffic lights ?

In order to reduce the traffic light density and thus waiting times, roundabouts are
built in many places in Germany; in the inner-city areas with their lack of space,
however, traffic lights remain irreplaceable.
However, there is no fear that the traffic lights will become completely superfluous
with the introduction of self-driving cars that are so networked with one another that
they theoretically no longer require „external signal transmitters“, eg. traffic lights.
Cyclists and pedestrians will also continue to need them:
our "alternating light signal system“.

Mein Recherche – Fazit

Bei meinen Recherchen ist mir klar geworden, dass es nichts bringt, die Farben oder die Reihenfolge der herkömmlichen Ampel zu verändern, da dieses gewohnte Schema in den Köpfen der Menschen so fest verankert ist, dass größere Abweichungen oder Änderungen zu einem Verkehrschaos führen würden.

Deshalb habe ich mich der Form und der optischen Zeitdarstellung zugewandt. Um die Länge der einzelnen Phasen optisch klarer darzustellen, wählte ich eine schlichte, rechteckige Form aus ein bis drei Streifen anstatt des bisherigen Kreises. Aus dem roten Kreis wurden drei Streifen, die herunter zählen, bis es Gelb wird. Dann springt die Ampel auf drei grüne Streifen um, und diese zählen ebenfalls herunter und springen dann auf Gelb. Von Gelb springt die Ampel dann wieder auf Rot.

My final research conclusion

During my research, it became clear to me that changing the colors or the order of
the conventional traffic lights is useless, since this familiar scheme is so firmly
anchored in people's minds that major deviations or changes would lead to traffic
chaos. That's why I turned to the form and the visual representation of the time. In order to
visualize the length of the individual phases more clearly, I chose a simple,
rectangular shape consisting of one to three strips instead of the previous circle.
The red circle became three stripes that count down until it turns yellow. Then the
traffic light changes to three green stripes, which also count down and then jump to
yellow. The traffic light than changes from yellow to red.

Die Ampelphase (links) und die erste Skizze des 3D Modells (rechts). The traffic light phase (left) and the first scribble for the 3D Modell.

Eine Skizze zum Vergleich meiner und der herkömmlichen Ampel. A sketch to compare my and the conventional traffic light.

Wie ich vorgegangen bin

Begonnen habe ich mit groben Skizzen, die ich später in kleine 2D Animationen umgewandelt habe um ihre Wirkung besser einschätzen zu können. Darauf folgten viele weiter Skizzen, welche ich in wöchentlichen Treffen mit meinem Professor besprochen habe. Als ich mit den Skizzen zufrieden war wollte ich nun von 2D zu 3D übergehen um mein Projekt noch realistischer werden zu lassen. Dafür lud ich mir Unity und Blender herunter und entschied mich nach einigen Versuchen für Blender.

Da ich davor noch nie mit einem 3D Programm gearbeitet hatte brachte ich mir die Basics mit YouTube Videos bei und übte bis ich ein gutes Modell hatte. Nachdem ich also die neue Ampel entwickelt hatte und ein zufriedenstellendes Modell von Ihr gebaut hatte animierte ich schlussendlich noch die Ampelphasen.

My workflow

I started with rough sketches, which I later converted into small 2D animations to
better assess their impact.
This was followed by many other sketches, which I discussed in weekly meetings
with my professor Mike Richter. When I was satisfied with the sketches, I now wanted to move from 2D to 3D to make my project even more realistic. I downloaded Unity and Blender and decided to try Blender after a few tries. Since I had never worked with a 3D software before, I taught myself the basics with YouTube videos and practiced until I had a good model. So after I had developed the new traffic light and built a satisfactory model of it, I finally animated the traffic light phases.

3D Animation der Ampelphase (erstellt mit Blender). 3D traffic light phase animation (created with Blender).

Um mein Modell lebendiger werden zu lassen experimentierte ich mit verschiedenen Texturen und Lichtern. I experimented with different textures and lights to make my model look more alive.

Das Endergebniss

Das Endergebnis meines Projekts ist eine verbesserte Form der Ampel, die ein klareres Signal sendet und bei der man die Ampelphasen besser abschätzen kann. Dadurch das man bei meiner Ampel schon von weitem besser einschätzen kann ob man bremsen oder gas geben sollte, wird der Verkehr sicherer und auch ein bisschen umweltfreundlicher.

Würde man das Modell noch lebendiger machen wollen, könnte man in der Zukunft noch ein paar Autos einbauen, die den Straßen folgen und an der Ampeln halten und weiterfahren. Dies könnte als Animation erstellt werden.

Final result

The end result of my project is an improved form of the traffic light, which sends a
clearer signal and where one can better estimate the traffic light phases.
The fact that you can assess from a distance, whether you should brake or
accelerate, the traffic is safer and also a bit more environmental friendly. If you wanted to make the model even more lively, you could install a few cars in the future that follow the streets and stop at the traffic lights and continue. This
could be created as an animation.

Dieses Bild zeigt deutlich, wie klar die Ampelphasen zu erkennen sind. Die Ampel steht hier im Fokus des Stadtbildes.

This picture shows how clearly the traffic light phases can be seen. The traffic light is in the focus of the cityscape.

Es war mir wichtig, dass sich die Ampel auch in ein Stadtbild einfügen kann. It was important to me that the traffic light could also fit into a cityscape.