DesignSpark Electrical Logolinkedin
菜单 搜寻
提问问题

#5 运输的未来;自红旗人后,我们已经取得长足的进步

收听 DesignSpark 播客

#5 伙计,我的悬浮滑板在哪里?

   

尽管维多利亚时期的英国人对科学和进步有着浓厚的兴趣,但英国颁布的 1865 年机动车法案是一项臭名昭著的法案,它规定“由蒸汽或其它任何畜力驱动的机动车”必须由 3 人驾驶,其中 1 人必须手举红旗走在车前 60 码。这一规定暗示了人们对汽车时代的某些方面抱持恐惧和怀疑的心态。

我们那些焦虑的祖先曾阻挠这一伟大发明的发展,现在看来非常奇怪。在当今这个安全意识强烈的世界里,当我们驾车穿过城镇,接近行人时车速仍有 20-30 英里/小时,而这种情况实属正常。

丧失自由,还是获得自由?

变革必定会遇到一定的阻力。在这个表面上技术友好的世界里,我们还尚未经历关于无人驾驶汽车的辩论热潮。最初的巡航控制和超声波停车传感器,已迅速发展成各种驾驶员辅助系统,因此美国汽车工程师学会提出了 J3016 自主驾驶等级,等级划分为 0 级(无驾驶自动化)至 5 级(完全自动驾驶)。

Google 全自主驾驶汽车项目(图 1)现通过 Waymo 品牌进行管理。该项目已完成成百上千万英里的自动驾驶里程,不仅只与其它车辆发生了少数几次事故,而且生成了大量行驶报告,有助于消除公众顾虑。据估计,90% 以上的道路交通事故都是人为失误造成的,因此,排除人类司机的想法是合乎逻辑的。在如此复杂的情况下,例如在有许多其他自动驾驶车辆的道路上驾驶车辆,而它们全部根据自身的传感器数据进行推断,且学习速度基本相当,我们还不知道机器故障的可能性,或公众对机器造成的任何事故的接受程度。

图 1.Firefly 是 Waymo 的完全自动驾驶测试车辆,已行驶成百上千万英里。(来源:Waymo) 

除了安全对话之外,其他人还担心可能会失去持有驾驶执照所赋予的自由。自动驾驶汽车提供的出行服务很容易受到物理围栏和时间的限制。此外,传统的汽车所有权模式预计将发生根本性的变化。另一方面,e-hailing 和全自动驾驶车辆的结合,可将出行即服务 (MaaS) 送到用户的家门口。通常来说,如果老人或残疾人无法自行驾驶,则出行范围受到限制,而这一服务将给他们的生活带来巨大的变化。随着人口不断老龄化,公众接受度可能会上升。

启用互联网的共享

自动驾驶汽车并非通往共享交通的唯一技术辅助途径。互联网为新的移动共享平台提供了强大的基础,人们可以通过移动应用程序访问自行车、汽车和小型摩托车等车辆,并按分钟付费。

比利时的 Poppy 就是这类平台的一个例子,该平台于 2018 年在安特卫普推出电动车和小型电动摩托车的共享服务。一方面,SharingOS(一个由硬件和软件构成的平台,可在任何地方轻松部署)的出现,表示新的共享服务在全世界更快、更广泛地推出。另一方面,人们已经对这些自由运行的共享系统的可行性提出质疑,另外可能将会出台停车和数据使用的相关法规。

像比利时规划中的电动车和小型电动摩托车非常符合降低城市排放的大方向,而且可能需要确保获得广大人民和利益相关者的广泛支持。但是除了混合动力和电动巴士以外,还有其他先进的交通技术可帮助净化城市空气。使用由污水和厨余垃圾产生的生物甲烷驱动的新型燃气巴士符合英国低碳排放巴士证书标准,这样一来运营商就能根据行驶公里数获得费用减免。沼气巴士已在诺丁汉、雷丁和其他英国集合城市投入使用。它们燃料的来源使其获得了“粪便巴士”的昵称。我们必须等待,看看它是否能够持续运营,或者它的环保证书能否推动公众支持。

速度需求

就城市间交通而言,磁悬浮和超级高铁等技术正在兴起,以满足我们对速度的需求。很明显,出于安全和环境原因,任何高速公路的限速变化都只会是降低,而与此同时,铁路运输正在寻求提高速度的方法。更快的火车服务可把人们送到他们的目的地(职员到办公室,游客到城市),这有利于任何国家的经济发展。

磁悬浮可以克服高速轮式运输所面临的一些挑战,例如解决摩擦问题和设计合适的悬挂系统。磁悬浮技术没有运动部件,它早在 1905 年就已获得专利,也是许多铁路工程师长久以来的梦想。建造极速测试台是一回事,然而事实证明,实现该运输服务的安全和商业可行性更加超过了英国、德国和俄罗斯先驱者的能力范畴。

今天,速度最快且取得商业成功的磁悬浮列车位于中国,该列车于 2002 年开始营业,从上海浦东机场到市区只需 8 分钟,行驶距离 30 公里,速度最高可达 430 公里/小时。日本正在规划建造 500 公里/小时的磁悬浮列车线路(图 2),将名古屋至东京的行程时间缩短为 40 分钟。这将比飞机的速度更快,而使用传统车轮的、日本著名的新干线高速列车行驶同样距离需要 90 分钟,是新的磁悬浮列车的两倍以上。长久以来新技术发展的桎梏 – 时间和金钱具有最终话语权:该项目计划于 2027 年完成,历时 18 年,费用超过 550 亿美元。

图 2. 日本计划建造的磁悬浮列车,还将需要 8 年才能建成,费用为 550 亿美元。(来源:日本铁路通票

由 Tesla 和 SpaceX 提出的超级高铁概念同样是运用以前的科学成果,并利用现代技术和材料实现。它基于真空列车和气动管道运输的成熟理论,而该理论多年来一直用于在企业各点之间安全、快速、方便地运输现金和文件。

超级高铁以公共交通应用为目标,结合了空气轴承和外部动力加速器电机在内的多项技术,以克服管道内运动物体的 Kantrowitz 极限和悬挂设计问题,并确保合适的行驶范围,而这一点是真空列车在过去未能成功的原因。

维珍超级高铁 1 号(图 3)可能将成为首列运营的商业超级高铁。该项目已与迪拜当局签署协议,并发布了超级高铁线路在斯堪的纳维亚半岛的可行性研究。该线路可将赫尔辛基到斯德哥尔摩的行程时间从 3.5 小时缩短至不到 30 分钟。根据 Tesla 发布的 Hyperloop Alpha 论文,车舱和线性电机的售价为数亿美元,成本相对较低,而管道的成本将达到数十亿美元,具体取决于长度。Tesla 声称,这将远远低于建造类似铁路线路所需的数百亿美元。

图 3.超级高铁的车舱采用创新技术,可在管道内部高速行驶。(来源:Hyperloop

适应还是落伍?

在有更体面、更成熟的旅行方法可选的情况下,人们是否准备好走入超级高铁的车舱内,然后穿越一根巨大的管道(图 4),我们拭目以待。

图 4. 超级高铁的管道内部景象与普通地铁站内相似。(来源:Hyperloop

另一方面,1863 年,世界首列地铁在伦敦开始运营时,部分人也曾有过同样的感受,而也有人迫不及待地前去体验。

如需了解关于未来运输的最新发展,请前往 Apple Podcasts Spotify 下载 DesignSpark 播客。

   

 

The DesignSpark Podcast brings together Dr Lucy Rogers, Bec Hill and Harriet Braine to explore some of the hottest topics in tech through a mix of fun facts, exuberant stand-up, outlandish sketches and foot-tapping songs. You can listen and subscribe on Apple Podcasts, Spotify, Podbean, YouTube and many of your other favourite podcast platforms.

1 Nov 2019, 6:41