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전공자가 설명하는 과학

교통 및 운송에서 적용되는 과학

by 런티튜드 2023. 3. 1.

우리가 이곳저곳으로 이동할 때, 과학은 우리가 교통수단을 최대한 활용할 수 있도록 도와주는 중요한 도구입니다. 전기 자동차에서 바이오 연료로 움직이는 비행기에 이르기까지, 과학은 더 지속 가능한 여행 모드를 만드는 데 도움을 주었습니다.

 

하이퍼루프

 

교통은 사람들이 세계를 돌아다닐 수 있게 해주는 인간 경험의 중요 부분입니다. 과학의 도움으로, 여행을 편리하고 안전하게 만들기 위해 다양한 교통수단이 개발되었습니다. 이것들은 버스, 기차, 그리고 자동차를 포함합니다.

하이퍼루프는 속도와 유연성과 같은 주요 이점과 편안함과 안전성을 결합하여 사람들의 여행 방식에 혁명을 일으킬 것을 약속하는 미래형 교통 수단입니다. 이 기술은 또한 날씨와 재해에 강하고 지속 가능하며 중단이 없을 것으로 예상됩니다.

그러나 다른 형태의 운송과 마찬가지로 내재된 위험을 수반합니다. 이러한 위험은 승객과 승무원의 안전과 시스템 전체의 신뢰성을 보장하기 위해 신중하게 계획되어야 합니다.

가장 중요한 과제 중 하나는 장거리 안전하고 효율적으로 작동할 수 있는 시스템을 설계하는 것입니다. 이것은 하이퍼루프의 궤도가 지구 표면에서 달성하기 어렵거나 심지어 불가능한 조건인 매우 직선적이어야 하기 때문입니다.

이 문제에 대한 해결책은 "자기 부상"이라고 불리는 개념입니다. 자기 부상은 비접촉 비행기에서 사용되는 것을 같은 원리를 사용합니다. 이것은 공기 저항이나 마찰 없이 포드가 진공 튜브를 통과할 수 있게 해 줍니다. 그 결과 포드에 거의 마찰이 없는 환경이 되어 에너지 소비를 줄이고 고속으로 승객을 수송할 수 있습니다.

하지만 이 시스템은 몇 가지 주요한 단점을 가지고 있습니다. 특히 지구 표면을 가로질러 이동할 수 없고 건설하는 것이 저렴하지 않다는 점입니다. 또한 이 기술은 트랙을 함께 고정하기 위해 강철에 의존하며 온도 변화에 노출될 경우 변형될 수 있습니다.

또한 튜브의 진공 상태를 유지하기 어려워 사고로 이어질 수 있습니다. 특히 마주 오는 차량에서 강한 충격파가 발생할 경우 더욱 그렇습니다.

이러한 우려 외에도, 이 기술에는 운영을 수행할 수 있는 새로운 인력이 필요합니다. 이것은 전통적인 철도나 버스 서비스와는 완전히 다른 기술이기 때문에 중요합니다.

그럼에도 불구하고, 성공적인 하이퍼루프 시스템은 현재의 운송 옵션에 비해 놀라운 개선이 될 것입니다. 시속 1200 km로 승객들을 수송할 수 있는 능력으로, 하이퍼루프는 도시들 사이의 이동 시간을 30% 줄일 수 있습니다. 그것은 또한 교통에서 보내는 시간을 최소화함으로써 개인적인 스트레스 수준을 줄일 수 있습니다.

 

컨테이너 운송

 

운송은 전 세계 대부분의 상품과 제품의 주요 운송 수단이었습니다. 그것은 공급망을 연결하고 세계 경제에 필수적은 지원을 제공하면서 전 세계 공장과 소비자 사이의 중요한 연결을 제공합니다. 컨테이너선은 국가 간 상품 운송 방식에 혁명을 일으켜 인건비를 줄이고 화물 도난을 최소화했습니다. 또한 로드 및 언로드가 더 쉬워져 포트에서의 반환 시간이 더 빨라집니다.

컨테이너 화물은 기존 화물선과 달리 목적지 항구에서만 열리는 밀폐된 상자에 담아 운반합니다. 이것은 항해 중에 파손과 사고를 줄일 수 있게 해줍니다.

컨테이너선에는 다양한 종류가 있는데, 각각 다른 종류의 상품을 운송하도록 설계되어 있습니다. 가장 인기 있는 종류로는 대형 상선, 피더선, 오션 라이너 등이 있습니다.

이 선박들은 증기 터빈이나 디젤 엔진에 의해 추진됩니다. 최고 속도는 보통 약 46km/h이며 연료 가격에 따라 수년에 걸쳐 다양했습니다.

화물은 TEU(20피트 상당 단위)와 FEU(전체 크기 상당 단위)로 알려진 표준화된 컨테이너 크기로 운반됩니다. 일부 용기는 썩지 않는 제품에 사용되는 반면, 다른 용기는 냉장될 수 있습니다.

컨테이너선에는 화물 보관함, 해치 커버, 컨테이너를 쌓기 위한 상부 데크 영역 등 다양한 기능이 있습니다. 또한 컨테이너 홀드 바깥쪽에는 종방향 및 비틀림 강도를 제공하는 날개 탱크가 있습니다.

이후의 컨테이너선 설계 중 일부는 해치 커버가 없으며 '해치리스' 선박이라고 불리는 컨테이선의 형태입니다. 이러한 용기에는 트위스트 잠금장치 또는 레싱 바와 같은 피팅 없이 용기를 제자리에 고정하는 금속 구조인 셀 가이드가 있습니다.

현대 컨테이너선의 다른 특징으로는 이중 바닥에서 카운터로 치유되는 중앙 화물 홀드와 컨테이너가 적재되는 갑판 위의 열린 바닥 공간이 있습니다. 이러한 계층과 공간은 선박이 규모의 경제에 도달할 수 있도록 함으로써 용량을 개선하고 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.

해상 컨테이너화는 2000년과 2017년 사이에 국제 무역이 세계 GDP보다 3배 빠르게 성장하면서 글로벌 공급망의 중요한 부분이 되었습니다. 현재 건조물 수송의 절반이 컨테이너선에 의해 운반되는 것으로 추정됩니다. 

 

도로 안전

 

교통은 안전이 매우 중요합니다. 도로 사고는 치명적인 부상과 기반 시설 손상의 주요 원인입니다. 과학은 더 안전한 도로를 만들고 차량이 사고를 예방하도록 설계되도록 함으로써 이러한 사고를 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

더 안전한 도로는 또한 교통을 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 예를 들어, 사고가 적다는 것은 도로 및 기타 교통 인프라의 손상이 적다는 것을 의미하며, 이는 정부가 수리 및 유지 비용을 절약할 수 있습니다. 

이러한 문제를 해결하기 위해, 과학자들은 잠재적인 충돌을 예측할 수 있는 교통 시뮬레이션 기술을 개발했습니다. 이 기술은 지방 정부와 민간 협력자들이 운전자, 자전거 타는 사람, 보행자를 포함한 모든 도로 사용자들에게 안전을 보장할 도로를 설계하는 데 사용될 수 있습니다.

과학자들은 또한 사고가 발생하기 쉬운 지역을 감지할 수 있는 애플리케이션을 개발하여 교통 계획자들이 부상과 사망을 예방하기 위한 사전 예방적 솔루션을 구현할 수 있습니다. 여기에는 가드레일 설치, 도로 표지판 및 신호 설치, 가시성 향상 등이 포함될 수 있습니다.

예를 들어, 연구원들은 핫스팟이나 사고 위험이 높은 지역을 식별할 수 있는 핫스팟 예측이라는 도구를 개발했습니다. 이 응용 프로그램은 사고 분석을 사용하여 자동차가 가장 많이 충돌할 가능성이 있는 지역을 결정합니다.

도로 안전은 모든 교통 이해 관계자들에게 우선순위가 되어야 합니다. 지도자들은 인프라 개선을 위해 적절한 자금을 할당하고 모든 사람들을 위한 안전한 경로를 만들기 위해 민간 기업과 협력해야 합니다. 

게다가, 운송 산업은 안전의 요구에 맞춰진 기술을 기꺼이 채택해야 합니다. 예를 들어, 전기 자동차는 도로를 안전하게 유지하도록 설계될 수 있습니다.

그러나 이는 비용이 많이 드는 사업일 수 있으므로 혁신적인 기술을 계획하고 사용하는 것이 중요합니다. 교통 전문가들은 시뮬레이션 기술을 사용하여 가능한 시나리오를 분석하고 이러한 개발이 투자 가치가 있는지 여부를 결정할 수 있습니다.

비록 교통 과학이 제공할 수 있는 몇 가지 이점이 있지만, 많은 나라들은 도로 안전에 관해서는 여전히 할 일이 많습니다. 이러한 물체를 완화하기 위해서는 철저한 도로 안전 전략을 ㅜ립하고 이니셔티브에 대한 정치적 지원을 구축하는 것이 중요합니다. 

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