超级高铁:别这么快!
本周马特·布劳尔是回来描述一下他所做的分析轨迹的工作吗Hyperloop提议.这是一个键输入Hyperloop 金宝appSimulink模型我们正在建造。
马特的结论令人惊讶:
从地理限制和乘客舒适度的角度来看,760英里每小时的峰值速度不是问题。需要仔细考虑的是通过旧金山郊区的时速300英里的路段。
超级高铁要去哪里?
正如在以前的博客文章在美国,我们已经开始实施超级高铁概念的Simulink金宝app模型。要执行这些模型,一个核心信息是轨迹。我们需要知道超级高铁的目的地和速度。我分析了提案,得出了这些信息,我的发现很有趣。从地理限制和乘客舒适度的角度来看,760英里每小时的峰值速度不是问题。需要仔细考虑的是通过旧金山郊区的时速300英里的路段。
潜在的超级高铁路线,包括来自而且谷歌地球
提案中提出的基本想法是尽可能地遵循现有的高速公路。为了将乘客感受到的横向加速度限制在0.5g以内,需要“在高速公路急转弯时出现轻微偏差”。我记得大一物理课上讲过,曲线上的向心加速度与速度的平方成正比。这意味着将速度从76英里/小时增加到760英里/小时实际上是g力的100倍。
在可用的土地上以平均600英里每小时的速度穿越加利福尼亚州而不让乘客感到恶心,这真的可能吗?还是说,合理的轨道需要更宽的环线,阻碍私人市民的后院?我利用MATLAB的技术计算能力来回答这些问题。
路由的技术计算
因为这是一个Simulink博客,所以我不会详细介绍,但这里是我所遵循的步骤的概述:金宝app
- 首先,我用了谷歌地球获取加州I-5和I-580高速公路沿线的经纬度点。得到指示后,将数据保存为KML文件。
- 我用了read_kml提交从MATLAB中央文件交换导入MATLAB中的数据。
- 可以使用类似的函数wmsfind,wmsupdate而且wmsread从映射的工具箱为路线及周边地区添加地形数据。但是,我只将这些信息用于绘图。在第一项研究中,导出的路线只是二维的。
- 这给了我高速公路上的一组离散点,我根据Hyperloop文档将期望的速度与它们关联起来。
- 从这些目标点,我创建一个光滑的轨迹使用适合函数从曲线拟合工具箱.
- 使用这条平滑的轨迹,我写了一个简单的脚本来计算和绘制沿这条轨迹的横向加速度。
- 对于轨迹超过0.5g的部分,我调整了一些目标点,使横向加速度低于0.5g,同时尽可能接近原始路线。
最后,我得到了以下结果:
沿衍生的超级高铁路线的速度和加速度(使用映射的工具箱)
你可以看到旅行时间非常接近广告上的35分钟。加速度保持在合理的范围内,尽管它看起来是一个非常动态的旅程。
为了达到这些效果,超级高铁需要在多大程度上偏离现有的高速公路?
红线表示目标高速公路。黄色部分显示了衍生Hyperloop路线偏离平均公路路线50米以上的部分。黄色的“非公路”部分占了347英里行程中的113英里。
为了更深入地回顾,我使用KML编写了轨迹kmlwriteline从映射工具箱。现在可以在谷歌Earth中查看派生路线。
I-5沿线没有发现重大问题(图片使用谷歌地球)
同样,红线是平均公路路线。在这里,黄线显示了完整的衍生超级高铁路线。在回顾细节后,这条路线似乎相当合理,直到I-580湾区外。
当I-580向西转弯,开始穿过旧金山郊区时,就很难在路上行驶了。下面是一个特别粗略的曲线快照:
沿着I-580重新布线,以避免过多的重力(图像使用谷歌地球)
下图为上述曲线周围区域的路线数据。
尽管存在上述问题,但最终的结论是相当积极的。这条路线的前295英里似乎可以在27分钟内完成,而不会对乘客造成过多的负担,也不会侵犯私人财产。“登陆”旧金山湾区可能比最初宣传的时间要长一些,但在这一点上,这似乎是吹毛求疵。进一步的调查当然是有必要的。那么,让我们运行这些Simulink模型金宝app吧!
现在轮到你了
你怎么看?超级高铁的方向正确吗?
鉴于伊隆麝香超级高铁应该是开放的设计理念,你是否有兴趣使用马特的轨迹并开始填充我们的一些盒子超级高铁模型架构吗?
让我们知道你的想法这里的评论.
评论
如欲留言,请点击在这里登录您的MathWorks帐户或创建一个新帐户。