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超回路列车:没那么快!

本周马特·布劳尔是为了描述他为分析轨道所做的工作Hyperloop提议.这是一个关键输入Hyperloop仿金宝app真软件模型我们正在建设。

马特的结论令人惊讶:
从地理限制和车手舒适度的角度来看,760英里每小时的峰值速度不是问题。需要仔细考虑的是穿越旧金山郊区的时速300英里路段。

马特·布劳尔(Matt Brauer),客座博主和超级高铁爱好者

超级高铁要去哪里?

之前的一篇博客文章在美国,我们已经开始实现超回路列车概念的Simulin金宝appk模型。要运用这些模型,一个核心信息就是轨迹。我们需要知道超级高铁的去向和速度。我分析了这个提议,得到了这些信息,我发现了一些有趣的东西。从地理限制和车手舒适度的角度来看,760英里每小时的峰值速度不是问题。需要仔细考虑的是穿越旧金山郊区的时速300英里路段。

的Hyperloop
潜在的超级高铁路线,包括图片谷歌地球

提案中提出的基本想法是尽可能地遵循现有的高速公路。为了将乘客所经历的横向加速度限制在0.5g以内,“高速公路急转弯时需要有小偏差”。我记得在大一物理课上,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。

在加州的可用土地上以平均600英里的时速行驶而不让乘客感到恶心,这真的有可能吗?或者,一条合理的轨道是否需要宽阔的圈圈,从而阻碍了普通公民的后院?我运用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,所以我不会详述所有细节,但这里是我所遵循的步骤的概述:金宝app

  • 首先,我使用谷歌地球获取沿加州I-5和I-580高速公路的经纬度点。得到指示后,用数据保存一个KML文件。
  • 我使用了read_kml从MATLAB中央文件交换提交,在MATLAB中导入数据。
  • 可以像这样使用函数wmsfindwmsupdatewmsread映射的工具箱为路线及周边地区添加地形资料。但是,我只使用这些信息来绘图。对于第一个研究,导出的路径只是二维的。
  • 这给了我一组沿着高速公路的离散点,我将基于Hyperloop文件的期望速度与之关联起来。
  • 从这些目标点,我创建了一个平滑的轨迹使用适合函数的曲线拟合工具箱
  • 使用这个平滑的轨迹,我写了一个简单的脚本来计算和绘制沿着这个轨迹的横向加速度。
  • 对于轨迹中超过0.5g的部分,我调整了一些目标点,使横向加速度低于0.5g,同时尽可能保持原路线。

最后,我得到如下结果:

速度和加速度的轨迹

最终的路线
速度和加速度沿导出的超级高铁路线(创建使用映射的工具箱

您可以看到,旅行时间非常接近广告中的35分钟。加速度保持在合理范围内,尽管它看起来是一个相当动态的旅程。

为了达到这些结果,超级高铁需要偏离现有高速公路多少?

红线表示目标高速公路。黄色部分显示的是超级高铁偏离平均高速公路超过50米的路段。在347英里的旅程中,黄色的“非公路”部分占了113英里。

为了深入回顾,我用kmlwriteline从映射工具箱。现在可以在谷歌Earth中查看导出的路线。

在谷歌地球上看到的最后路线
在I-5沿线没有看到重大问题谷歌地球

红线是普通的公路路线。这里,黄线显示了完整的超级高铁线路。从细节上看,这条路线似乎很合理,直到海湾地区外的I-580号公路。

当I-580号公路向西转弯,开始穿过旧金山郊区时,就很难继续行驶了。这是一个特别粗糙的曲线的快照:

大致是轨道的一部分
沿着I-580重新布线,以避免过度的重力谷歌地球

下面是上面曲线周围区域的路线数据。

MATLAB中央提交探索计算路线

尽管上述问题突出,最终结论是相当积极的。似乎这条路线的前295英里可以在大约27分钟内完成,不会给乘客带来过多的“g”,也不会侵犯私人财产。在旧金山湾区的“着陆”可能要比最初宣传的时间长一点,但这看起来就像在分毫不差。进一步的调查肯定是必要的。那么,让我们运行这些Simulink模型金宝app吧!

现在轮到你了

你觉得呢?超级高铁的方向对吗?

鉴于伊隆麝香超回路列车应该是开放的设计理念,你是否有兴趣利用马特的轨迹来填满我们的Hyperloop模型架构

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