那麼人類運輸管道系統中的「人」呢?

那麼人類運輸管道系統中的「人」呢?
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那麼人類運輸管道系統中的「人」呢?

    • 作者名稱
      傑伊馬丁
    • 作者推特句柄
      @DocJayMartin

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    超級高鐵正在成為現實;問題不在於它能跑多快,而是我們是否想騎在上面。 

     

    假設的感恩節對話,2020 年 XNUMX 月: 

     

    “那麼,你覺得媽媽會做晚餐嗎?” 

    “她說她還有事,可能不能準時到……” 

    “來吧,距離蒙特利爾只有半小時路程……” 

    “是的,但你了解她——我想她寧願長途跋涉來到這裡……” 

    「什麼?駕駛??在這個時代?告訴她直接上超高鐵!” 

     

    雖然管道運輸系統的概念已經萌芽相當長一段時間了,但它花了 馬斯克 (Elon Musk) 的科技極客名人地位 產生當前利息。他2013 年的白皮書概述了他對從洛杉磯到舊金山的改變遊戲規則的運輸系統的願景,該系統快速、安全、廉價且環保(並一路上精明地將笨拙的術語“人體真空管運輸”變成了優雅的——也許還可以註冊商標——“Hyperloop“)。 

     

    許多大學、研究機構和科技公司都參與了開源試驗,競相推出最好的工作原型。公司的成立是為了與政府或私營部門合作,在不同地區開發這些系統。     

     

    儘管在設計和整合到運作中的公共交通系統方面仍然存在障礙,但可以理解的是,人們對一種潛在的革命性交通方式抱有很大的期望。公眾已經被不顧地理和天氣、快速穿越城市和大陸的願景所吸引。 

     

    加拿大已將其技術帽子投入擂台中,由 TransPod是一家總部位於多倫多的公司,承諾最早將於 2020 年完成設計並投入運行。TransPod 設想建立一條多倫多-蒙特利爾走廊,將 5 小時通勤(或貨運)縮短為 30 分鐘。     

     

    Dianna Lai 是 TransPod 的通訊總監,她解釋了為什麼他們的公司認為有必要引入一種新的交通方式。 

     

    「我們希望透過永續的高速交通將人們、城市和企業聯繫起來,從而重新構想我們的生活和工作方式,」賴女士說。 “通過縮短距離,我們可以增加人員和貨物的交流,最大限度地提高貨運等企業的效率,並為城市發展創造機會。” 

       

    除了北美之外,全球各地都在討論項目:斯堪的納維亞半島、北歐、俄羅斯和海灣國家都表示對類似項目感興趣,他們認識到更快、更經濟的新交通系統確實有希望。可行且對環境的負擔較小。 

     

    因為科學確實很性感(懸浮磁鐵!穿過無摩擦的真空!速度高達 1000 公里/小時!),大部分炒作(雙關語)都集中在這些技術的開發中:什麼設計可以使概念得以實現盡可能快地通過建造最好的隧道,使用最清潔的電源? 

     

    但在我們採用超級高鐵作為公共交通系統之前,我們必須從根本上回答技術無法創新或設計無法克服的問題——假定的人類乘客。本質上:  

     

    我們能以這麼快的速度騎車嗎?也許更重要的是:我們願意嗎? 

     

    超高鐵一覽 

    •技術類似 磁懸浮 火車,用於沿著地鐵軌道懸掛和移動吊艙,在電腦控制的突發中加速或減速 

    •「綠色」能源,如太陽能電池,產生吊艙運動以及生命維持和照明 

    •建議航線:洛杉磯-舊金山、洛杉磯-拉斯維加斯、巴黎-阿姆斯特丹、多倫多-蒙特婁、斯德哥爾摩-赫爾辛基、阿布達比-杜拜、俄羅斯-中國 

    估計費用:從 $7B(伊隆馬斯克的估計)到 $100B(紐約時報 2013 年估計) 

     

     對過山車有利的因素對超級高鐵不利 

     

    任何坐過山車的人都可以證明,帶來興奮的不是速度,而是速度或方向的突然變化。因此,對於超級高鐵來說,乘客關心的不是他們登上後如何承受最高速度,而是他們如何管理加速、減速和方向改變所涉及的力量。我們需要應對這些快速變化,因為為了達到這樣的速度,乘客必須忍受比遊樂園驚險遊樂設施中所感受到的劇烈得多的變化。  

     

    加速或減速的通常方法是一次大力推動,就像踩下油門踏板或猛踩煞車一樣。為了達到所需的逃逸速度,太空人在發射過程中會經歷約 3g(地球重力的三倍);戰鬥機飛行員在快速爬升或俯衝時可能必須承受高達 9 克的瞬時影響,其影響可能遠遠超出僅僅伸手去拿嘔吐袋的程度。眾所周知,處於最佳身體狀況的飛行員或太空人在這種放大的壓力條件下會昏厥——那麼普通通勤者呢? 

     

    凱文舒梅克西方大學教授對從心臟到大腦的血流進行了廣泛的研究,特別是加速和減速的力量如何影響它們。他同意,雖然會有生理問題,但它們並非不可克服。 

     

    「大多數人可以承受 2 克的力量,」舒梅克博士說。 “為了解決線性加速度的潛在問題,我們不必讓每個乘客都穿著戰鬥機飛行員的抗重力服。例如,讓他們面朝軌道方向就座,可以最大限度地減少線性加速度的影響。” 

     

    TransPod 設計者設想的解決方案是在整個路線上分配這些間隔,例如,目標加速度「爆發」約為 0.1g,類似於我們在加速地鐵中的感受。透過輕輕踩下油門或煞車,希望能像飛機起飛和降落一樣,將這些變化最小化到可容忍的水平。 

      

    事實上,任何偏離直線的行為都會對乘客產生更大的影響。物理學家將這些力稱為角動量,這些力量再次使過山車的曲折令人興奮;即使是不尋求刺激的人在通過急彎時也會遇到這種情況。因此,任何方向偏差都會使地鐵乘客失去平衡;例如,重心高的車輛甚至可能翻倒。 

      

    目前的高速列車具有傾斜(或傾斜)機制,透過向曲線方向傾斜來減輕慣性力。就像騎自行車的人在汽車賽道外側轉彎或升高時傾斜一樣,這在一定程度上抵消了這些旋轉力。 TransPod 在其原型中納入了自動傾斜規範,以解決橫向加速度問題。但即使有了這些機制,賴女士也承認,偏離理論直線以及角動量的影響也會影響其設計的運行速度。  

     

    “我們不想超過 0.4g 的橫向加速度,並且由於地形會決定任何軌道曲率,因此我們必須相應地調整我們的速度。” 

     

    它可能很安全,但會舒服嗎? 

      

    克服這些問題本質上只是一個開始;因為對於真正被認為是公共交通的東西來說,它不僅應該安全,而且應該舒適——不僅對商務旅客來說,而且對祖母、幼兒或可能患有某種疾病的人來說也是如此。並不是每個人都會因為速度快而騎車,特別是如果代價是艱難或不舒服的通勤。  

     

    TransPod 的設計師已將人體工學融入他們的設計模型和原型中,因為他們確實認識到,輕鬆且方便的通勤心態對於想要嘗試新事物的人至關重要。 

     

    「這是 TransPod 的主要考慮因素之一,」賴女士說。 「我們的設計確保乘坐體驗比在飛機或火車上更加舒適。我們正在將一些關鍵元件整合到我們的懸浮系統中,以應對這個新系統在高速下將面臨的振動量。”  

     

    人體工學設計可能不僅僅是創造舒適的座椅。艾倫·薩爾莫尼教授推測,由於我們正在處理關於高速和力量的新範式,我們可能必須重新審視重複運動和振動頻率可能產生的影響,無論是來自乘用車的運動,還是來自驅動動力的機構和發動機。它。 

     

    「在這樣的速度下,我們對現在認為理所當然的事情的研究很有限,例如振動效應,無論是對人體的短期還是長期影響,」薩爾莫尼博士解釋道。 「例如,雖然現在對於乘坐子彈列車的乘客來說,這些影響確實可以忽略不計,但我們並不確定在更高的速度下這些影響,或者是否有更強烈的振動頻率影響人體。” 

     

    「特別是如果存在隱藏的健康狀況,例如血管衰弱,或者該人容易發生視網膜脫離……他們的風險會更高嗎?老實說我不能說。” 

     

    Shoemaker 博士對此表示同意,並建議假定的超級高鐵旅客也應該在乘飛機旅行之前獲得醫療許可。事實上,他將超級高鐵的持續發展視為進一步發展他的研究興趣的領域。 

     

    “我很樂意自願登上其中一個(吊艙),並帶上我所有的儀器,測量人體對速度或方向突然變化的反應。” 

     

    即使我們想騎它,它會被建造嗎? 

     

    雖然一些經濟預測表明,從長遠來看,超級高鐵的成本會更低,但基礎設施的投資將意味著大量資本的注入。估算差異很大,因為計算必須包括建造軌道之外的成本,例如,必須為該系統劃撥土地,並且需要諮詢城市規劃者以決定車站應安裝在哪裡。為了使像超級高鐵這樣的系統成為現實,政府和社區必須完全致力於其發展。 

     

    像 TransPod 這樣的公司認識到並理解潛在利益相關者中普遍存在的「觀望」態度,尤其是對於創新、顛覆性且當然昂貴的技術。因此,TransPod 一直在與政府討論根據其感知的需求實施該系統的最佳方法。    

     

    例如,一個最初的應用是貨運。這不僅會突顯以更快的速度運輸貨物的經濟效益,而且還可以開始讓公眾熟悉該系統,並有助於最終讓乘客登機的過渡。