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機車為何不該在過彎時煞車?用「合力圓」算給你看

車輛中心ARTC_96
・2018/02/23 ・1715字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

  • 文/黃嘉聖│ 財團法人車輛研究測試中心技術服務處

機車急煞的危險性

source:airforcelive

跨上機車,除了轉動油門虎嘯風馳,遨遊在車水馬龍的道路上時,騎士難免會受到人、車、物等道路上的外在因素,而進行減速煞車的動作。尤其在遇到危急狀況時,總是直覺地用力拉下煞車拉桿,希望可以將機車盡快停下來,不過輪胎的抓地力有限,如果直接施加過大的煞車力道會造成輪胎鎖死,加上一般機車設計為兩輪,如果其中一輪鎖死甚至兩輪都鎖死,機車將難以控制,很容易失去平衡摔倒而發生意外。

機車在直線道路上行駛遇到危急狀況時,輪胎可以承受的煞車力道相對比在彎道上行駛要大得許多,這是因為輪胎與地面之間的抓地力,除了要提供給車輛行駛時加減速的縱向力,也需要提供給車輛在過彎(轉向)時的橫向力,如果把車輛行駛時的縱向力跟橫向力相加,兩個力的合力最大值就可以畫成一個圓,在這個圓內看作是輪胎可利用的抓力地空間,在相同的道路條件下,只要施加的煞車力不超過圓的範圍,輪胎就不會鎖死,一旦超出圓外,輪胎就會發生鎖死打滑狀況。

過彎前減速,過彎時避免煞車

輪胎的合力圓。 圖/車輛中心提供

上圖為輪胎的合力圓(Kamm Circle),為了方便理解我們可以假設在一個條件下,輪胎的最大的抓地力是 10,也就是圖一中黃色圈的合力圓,機車如果要安全行駛在道路上,則其縱向力(因為加速/煞車)與橫向力(因為轉彎)相加起來的合力必須在 10 以下,一旦超過 10 就會造成輪胎鎖死或打滑,如果接近 10 代表著接近輪胎抓地力的極限,由於沒有多餘的抓力地,此時機車的操控會變得不穩定,就像是在懸崖邊行走一樣,只要一點點的多餘動作就可能超過 10,也就是造成機車的打滑或摔倒。

舉例來說,若機車直線行駛遇到危急狀況而緊急煞車,這時緊急煞車所使用的縱向力如果是 8,那機車還可以在騎士的操控下安全的停下來;但是如果這台機車正在轉彎,而過彎所需要的橫向力已經是7的話,在這過彎過程,如果施加煞車的縱向力是 8,因此時縱向力與橫向力合力已經超過 10 了,所以輪胎就會鎖死打滑,加上機車過彎帶有車身傾斜角度,而使得騎士與機車會直接摔倒而發生意外。

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因此,了解抓地力的合力圓就可知道,在彎道中盡量不要緊急煞車,否則很容易造成機車不穩定或輪胎鎖死打滑,為了避免在彎道中緊急煞車,就應該在過彎前確實完成減速,讓輪胎的抓地力充分用來過彎。

從輪胎的合力圓認知彎道中緊急煞車的風險,更可以進一步延伸機車在道路行駛時,緊急煞車跟閃避這兩個動作同時進行的高度風險,機車在閃避前方障礙物的動作與過彎類似,有時更是急轉彎的狀況,都會用去大部分的側向力,而緊急煞車會用去大部分的縱向力,所以不論是緊急煞車時閃避,或者是閃避時緊急煞車,有相當大的機會造成騎士操控的不穩定及輪胎鎖死或打滑,大幅增加摔倒的風險。

養成危險預測的習慣,隨時控制速度避免風險

或許有人會試問增進駕駛技術的方式應該可以操控補救吧?事實上一般用路人增進駕駛技術的機會及管道不多,且危險狀況發生時環境變因複雜,無法用單純的駕駛訓練環境對應,貫徹防禦駕駛的觀念了解交通環境人、車、路的特性,養成危險預測的習慣,提高危險預測的能力,也就是說行駛中隨時有速度控制的習慣與能力,並且認知危險的所在進而避開危險。

前方遇有轉彎車路口。 圖/車輛中心提供

以上圖為例,機車為直行車,看到前方有一部車準備左轉或企圖左轉,雖然在此種情境下,通常機車擁有優先路權,但以防禦駕駛的角度(學習保護自己的用路觀念),會建議機車遇到路口時提前鬆開油門並預做煞車準備,自然降低經過路口的速度也能提早因應周遭用路人的行為,避免該車搶快左轉而必須緊急煞車或緊急迴避,造成本文所講的問題,不讓自己陷入高風險的交通困境,自然而然安全行駛。

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本文出自財團法人車輛研究測試中心;原文標題《如何避免機車在彎道煞車時的不穩定危險》,如需轉載,歡迎與車輛中心聯繫。

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車輛中心ARTC_96
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財團法人車輛研究測試中心 (ARTC),江湖俗稱車測中心,但更希望大家能稱呼我們為「車輛中心」,因為我們不只做測試,我們也做創新研發;我們是由一群對車輛有著專業知識與熱情的工程師所組成,期望透過泛科學這個平台與大家分享各種車輛知識,讓大家更懂車。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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為什麼機車白天還要開大燈呢?
車輛中心ARTC_96
・2018/02/26 ・1668字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

  • 文/黃嘉聖│ 財團法人車輛研究測試中心技術服務處

白天開大燈的機車可不是誤開,而是有安全效果的。 圖/SplitShire @Pixabay

2017 年機車強制配備的「晝行燈」

不知您是否有發現,在路上行駛的汽機車多了些許亮點,遠遠的就能發現白色的燈?其實這是 2017 年交通部對於新型式機車所規定強制配備的晝行燈(Daytime Running Light, DRL,又稱為日行燈),新型式的小型汽車則會在今年強制配備。所謂晝行燈是指汽機車在電源開啟或引擎啟動後,車輛前方就會自動點亮的燈具。

或許會有個疑問,為什麼汽機車要強制安裝晝行燈呢?其實世界各國在個人交通工具的數量增長的狀況下,發生交通事故的數量也隨之升高,於是歐美等先進國家開始研究如何降低交通事故的發生率,尤其在降低日間行駛所發生的交通事故,晝行燈就是其中一項非常重要的因素,愛爾蘭道路交通局[1]的研究數據指出車輛使用晝行燈可以減少 15% 的死亡交通事故、10%的重傷事故、5% 的輕傷事故。

既然晝行燈可以降低交通事故發生率,但如果您的車輛是舊車型(可能沒有配備晝行燈),其實是可以在車輛發動後就將大燈開啟,其效用也等同於配備晝行燈。國外在尚未強制配備晝行燈時,也是大力推廣白天保持開啟大燈。在白天開大燈行車時,由於大燈與道路背景的差異對比提高了車輛的可被視性,也就是說更容易讓其他用路人發現該車輛的存在,而且由於光的照射特徵會讓其他用路人產生該車輛較近的感覺,進而保持較大的安全距離,可減少交通事故發生的機率。

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沒有晝行燈,就開大燈吧!

從機車防禦駕駛的層面來說,機車白天保持開大燈更是重要,因為機車體積小且只有兩輪,當其他用路人未與機車保持安全距離,或可能做出沒有考慮到機車的駕駛行為時,可能導致機車因此受到驚嚇做出急煞閃躲等反應動作 [2],將大大增加摔車風險。所以為了提升自身機車的能見度,保持開大燈是建議機車上路必備的動作,讓其他用路人更容易發現並注意到你(機車)。

機車保持開大燈被注意。 圖/車輛中心提供

如上圖的機車保持開大燈可以縮短其他用路人看到機車的時間落差,提早注意到機車的存在,有效縮短其他用路人的反應時間避免事故發生,機車在道路上與其他汽機車同方向行駛時,在對方後視鏡出現的光點可以第一時間反應後方有台機車,進而在路口轉彎或者是汽車在路邊開啟車門時考慮到後方機車的存在;當機車進入較小的道路或巷弄內時,保持開啟大燈更可以提醒對向迎面而來的汽機車,或是行人、自行車等注意到您的出現,尤其是平時較少車輛進出的狹小路段,只要一個光點就能提醒對方提早因應您的動態,避免因為沒注意、一個不小心的動作發生意外。

機車保持開大燈可以縮短其他用路人看到機車的時間落差,提早注意到機車的存在。 圖/free-photo @Pixabay

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天色或能見度不佳請開啟大燈,這是一般人知道的安全觀念,但事實上遇到天色或能見度不佳時,很多人都會忘了開燈。保持開大燈能在陰暗的雨天或者晨昏能見度不佳時,或是夏日突然的午後雷陣雨造成的視線不良,提供一層忘了開大燈的保護作用。為了提升自身安全,建議用路時充分發揮防禦駕駛的用路精神,也就是「認知危險、預測危險、避開危險」的用路態度,認知視線不佳的危險、預測其他用路人可能看不見的危險、避開他人可能疏忽或不小心所引發的事故危險。

注解:

  1. Ireland Road Safety Authority, DAYTIME RUNNING LIGHTS Public Consultation
  2. 機車防禦駕駛──如何避免機車在彎道煞車時的不穩定危險

本文出自財團法人車輛研究測試中心;原文標題《機車族自保 保持開大燈讓你被注意》,如需轉載,歡迎與車輛中心聯繫。

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