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Clip Air,一種嶄新的運輸概念

RainReader
・2013/06/16 ・816字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

由於台灣直飛的國家不夠多,所以轉機的手續成為許多朋友出國商務或旅行中必然的時間消耗。尤其在人生地不熟的偌大機場內找尋轉機位置、重新檢查與排隊等等,都很容易感到無聊與煩躁。瑞士的洛桑聯邦理工學院( École Polytechnique Fédérale de Lausanne ,EPFL)最近提出了一個解決計畫,稱之為「Clip-Air」

這是一個怎樣的運輸方式呢?簡單來說,就是省略重新託運行李、轉機與排隊的過程,把「飛機」和「高速鐵路」的概念合而為一。乘客在月台上搭乘特製的「座艙車」,這個座艙宛如高鐵列車一般,在特定的月台上面進行上下車,乘客只要到指定的月台搭乘就好。等到乘客搭載完畢後,列車就會開往指定的起飛地點,由飛機固定架起,飛往目的地。

例如一架飛機可以搭載數個「座艙」,則其中一個座艙是直達洛杉磯,另外一個座艙則是先在東京轉機,則飛機抵達東京後,飛機將座艙放入軌道後,座艙車便自動行駛進入抵達東京月台,乘客馬上就可以利用月台之間來更換「座艙」目的。

換言之,就是把今天民航客機上面的「乘坐空間」和「運輸動力」區隔為兩個部分,客艙內的空服人員、餐飲、空調依舊如昔,只不過是變成了有輪子的「火車」一般;而把飛行的動力完全交由飛機本身,這樣不僅可以節省轉機的時間與效率,更可以把「航程燃油」和「客艙服務」的成本區隔,有效控制支出,也給予乘客更多的選擇。

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當然,這個把高鐵和飛機概念結合起來來「Clip-Air」的計畫要能實現還有一段時間,各國的機場必須先統一座艙車與運輸機的軌道與相關規格才行。不過看起來,很有趣,不是嗎?

資料來源:Clip-Air project envisages modular aircraft you can board at a railway station

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RainReader
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從小與電玩、動漫結下了不解之緣。曾任教過國中、高中、五專與多所大學,試圖以當代娛樂與流行文化的角度來融入歷史教學,傳達多元化的知識系譜。在學術領域方面,主要研究近代知識分子的思想意識與文化理論;除研究外,也為網路與報章媒體撰寫專欄文章、遊戲攻略。曾任創能網路資訊公司副執行長與GaMavi電玩資訊站長、策展台灣首次非商業電玩藝術展台北數位藝術節,現任教於東海大學與旭傳媒科技。非常歡迎您的交流!

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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從號誌開始還路於民:增設行人專用時相真的能保護行人嗎?
PanSci_96
・2023/09/02 ・3577字 ・閱讀時間約 7 分鐘

「好不容易綠燈了,怎麼又有路人擋在斑馬線上?現在汽機車要停讓行人,不是只會讓路口更塞嗎?」

「怎麼一綠燈,腳才剛踏出去,就差點被撞到,台灣真的是行人地獄啊!」

話說道路設計的最高原則,就跟XX製藥一樣,是先研究不傷身體,再講求效果。包括行人、駕駛者等用路人的安全要確保,再來才是讓所有用路人都能在安全的條件下,快速地到達目的地。

那麼駕駛轉彎時須等候行人的規定,你怎麼看呢?身為行人的我覺得,這只是遲來的行人正義,本該如此啊!以前每次過馬路都要急急忙忙,還擔心被司機怒瞪,感覺真的很差。不過握上方向盤的我卻又覺得,哇靠,現在每次汽車轉彎遇到行人就要停下來,結果根本如入行車地獄,一整排車子在路上塞爆,綠燈都結束了,車子還卡在路中間!

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與其讓每個人都陷入行人與駕駛的無間道,也許我們該思考的是最根本的燈號設計問題,調整號誌設置加上增設行人專用時相(Pedestrian Scramble),被認為是擺脫行人地獄惡名的關鍵一招,但這招真的有用嗎?該怎麼用才真的好棒棒呢?

紅綠燈秒數該如何設計?

最近交通改革的呼聲很高,820「還路於民大遊行」也即將登場。台灣交通雖然不會因為一次的遊行,在一夕之間改變,但能讓更多人在乎交通的癥結,願意理性討論,我認為都是很好的發展。

因為多起令人傷心的事故,「道路設計」如今備受重視,然而設計道路不是看心情或靠直覺,不論是車道寬度、人行道寬度或是標線位置,都是集合交通學、數學和心理學分析的綜合結果。其中,紅綠燈的設計相對來說比較簡單,因為那就是解數學題嘛。

喔?這數學題該怎麼解呢?我們先以最簡單的雙時相號誌來舉例。這裡所謂的時相,就是指號誌的狀態。例如一個最一般的十字路口,會由一個南北向綠燈、東西向紅燈的時相,加東西向綠燈、南北向紅燈的另一個時相,組成雙時相系統。如果又加上禁止直行、僅允許轉彎的情況,那就是又多了一個時相。而由三個以上組成的系統,就是我們常聽到的「多時相交通號誌」。

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雙時相號誌例圖。圖/轉動高雄青春夢-高雄市政府交通局

現在我們眼前有一個雙時相號誌路口,我們的目標,是設計一個在固定時間內,能讓更多車通過,駕駛可以花更少時間抵達目的地的路口。唯一的條件,是它的紅燈與綠燈時間必須一樣長,那麼你會希望紅燈長一點還是短一點呢?蛤,短一點比較好?真的是這樣嗎?

當我們在設計號誌週期 (signal timing) 時,通常會將號誌畫成類似於 PM 常用的甘特圖,更加一目了然。現在我們有第一種設計:紅燈、綠燈各一分鐘,一個號誌週期是兩分鐘。以及第二種設計:紅燈、綠燈各 30 秒,一個週期是一分鐘。實際畫成甘特圖,雖然一次的紅燈等待時間變短了。但長時間來看,你遇到綠燈跟等紅燈的時間,是一樣多的,也就是在相同時間內,前進的距離是一樣的。

設計號誌週期不同,實際有效時間也會不同。圖/PanSci YouTube

當然啦,相信你也看出來了,現實情況不是這樣,就算是藤原豆腐店的送貨員,從零加速到一百,喔不對,一般道路速限是 50 公里。從零加速到 50,也是需要起步時間的,如果遇到紅燈也需要煞車時間。再加上黃燈的轉換時間,這些時間加起來會產生不少的時間損耗。如果遇到一次紅燈,就會損失 5 秒。那麼在週期為兩分鐘的道路上行駛兩分鐘,實際上的有效時間,只有 60-5 秒,也就是 55 秒的時間。在週期為一分鐘的路口呢?雖然行駛兩分鐘的綠燈時間總計也是一分鐘,卻因為會多遇到一次紅綠燈。所以有效時間會損失 2 次 5 秒,也就是有效時間只剩下 50 秒,比週期是兩分鐘的道路還少了五秒。

結論就是,雖然綠燈長一點,紅燈也需要等久一點,但比起不斷地走走停停,能將速度維持在速限的時間更久,就能節省更多時間。

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號誌連鎖,幹道更順暢

當然,以上假設是紅燈與綠燈一樣長的情形,大部分的道路規劃都存在幹道、支道的區分。幹道是交通的命脈,也是車流量最大的地方,因此綠燈時間就會設計的比紅燈還要長,在號誌設計上也會有其他的考量。

例如,大家在路上看到一整排綠燈,一路大順暢,心情一定也十分舒暢,這被稱為號誌同步 (Signal Synchronization)。剛才討論的是單一紅綠燈的時間長短,現在我們同時考慮整條路上的紅綠燈,依照經驗也知道,沒有號誌同步的幹道,遇到的紅燈次數自然也會比較多,那麼因為頻繁減速、加速而出現的時間損失又多起來了。

但是,號誌同步真的是最優的作法嗎?其實不見得。當我們將號誌再次畫成圖,把號誌的時間和空間擺在一起,形成時空圖(Time-Space Diagram),並且加入行駛速限的考量。

號誌時空圖(Time-Space Diagram)。圖/Traffic Signal Timing Manual

我們會發現,放入合適的時差,能讓號誌如波浪般傳遞下去,每次你剛好到下一個路口,就會剛好遇到綠燈,達到真正的一路大順暢。這種安排方式被稱為號誌連鎖 (Signal Coordination)。而要讓雙向的道路都能受益於號誌連鎖的好處,就需要透過嚴密的車流量與數學計算。

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在這些基礎之上,還需要加入時間、車流、轉彎道等資訊,才能做出最有效的號誌設計,實在不簡單。在這個基礎之上,若要解決行人屢屢遭遇事故的困境,該怎麼設計紅綠燈呢?

行人專用時相是什麼?

前陣子,關於駕駛轉彎時須等候行人的議題又再度浮上水面,有人提出既然每次汽車轉彎遇到行人就要停下來,不如增設「行人專用時相」(Pedestrian Scramble)來解決問題。在這個時相內,只有行人可以移動,反過來說,在汽車移動的時候,行人是不能移動的。

這有什麼好處呢?首先,因為行人穿越馬路時所有汽車都得靜止,因此行人可以穿越對角線,穿越馬路的次數從兩次變為一次。對於駕駛來說也有好處,因為駕駛行駛時已經沒有行人會穿越斑馬線,因此右轉車輛可以不受影響,降低等待時間。而最重要的是,行人移動時沒有任何交通工具正在移動,直接降低了車禍的風險。倫敦交通局在 2010 年的報告中,便說明行人專用時相可以降低 38% 的行人傷亡。

行人專用時相可以降低 行人傷亡。圖/Giphy

既然這麼立竿見影,那把所有路口都加設「行人專用時相」就解決問題了嗎?其實也不是。增加一個時相,就意味整個週期拉長了。因此不論是行人還是車輛,要等的紅燈時間也會拉長。在少部分城市,就觀察到駕駛更容易因為等得不耐煩而搶跑、闖紅燈,例如加拿大的多倫多,就因此在 2015 年取消了行人專用時相。

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一般認為,適合設置行人專用時相的地方,僅在行人人流量高的路口,例如鬧區、車站前、幹道交叉口等等。在行人數量不多的路口,增加時相可能反而會使塞車問題更加嚴重。

還有什麼方法能讓行人更安全的過馬路?

事實上,台灣交通安全協會理事長陳宏益也表示,行人專用時相只是短期應急作法,更好的做法是搭配不同路口採用不同的措施。例如設置「行人早開時相」(Leading Pedestrian Interval),讓行人比車輛早 3~7 秒綠燈,增加行人被駕駛看到的機會、減少人車爭道。

或是呢,設置行人庇護島或將行穿線退縮,除了庇護島能多一分保障外,重要的是行穿線退縮能增加汽車的等候空間,並且因為車輛在轉入時已經轉直,比較不容易因為 A 柱死角而看不見行人。

行穿線退縮也能保護行人安全。圖/PanSci YouTube

這樣聽起來,只要根據每個路口車流、人流,調整燈號設計,台灣的「行人地獄」應該有解囉?你覺得呢?有可能改變嗎?

  1. 當然有解,那麼多國家都提出了交通零死亡願景,事在人為啊!
  2. 教育才是最佳解,從幼兒園開始重新學習行人路權觀念,保守估計下一代……大概就會成功了。
  3. 我不入地獄,誰入地獄,這個肉身臭皮囊,還是靠自己長眼顧好吧!

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航空公司的機票定價策略是什麼?轉機航線更長為什麼反而更便宜?
PanSci_96
・2023/05/06 ・2857字 ・閱讀時間約 5 分鐘

疫情解封半年了,你出過國了嗎?

當你開始自己安排行程,為了能留更多預算吃美食、買紀念品,我們往往會貨比三家,盡可能找到更加實惠的機票。但找著找著總是會發現,欸!奇怪,怎麼需要轉機的航程,總是比直達班機便宜上許多!?

明明航程更長,為什麼票價卻變便宜了呢?

機票價格是怎麼定的?

綜觀整個大眾運輸市場,陸上交通工具如高鐵、火車、客運的票價,不論是連假還是平日,其實都不會相差太多。然而飛機卻完全不一樣,即使是在旅遊淡季,價格仍然會以分鐘為單位上下波動,要搶到一張經濟實惠的機票,全憑本事了!

航空公司的訂價策略是票價快速浮動的主因之一,即使是同一班機,每個座位的定價會有所不同,距離起飛的剩餘時間、班機上的空位情況也都會影響價格。除了市場的供需外,國際油價、人力成本也都是影響成本的因素。

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航空公司在計算完各項成本之後,首要任務就是決定要開哪些航線,以及在這些航線上配置多少班次的飛機,才能最大化運輸旅客並且避免浪費太多空位。

機票價格是怎麼定出來的呢?圖/Envato Elements

為什麼轉機比較便宜?

其實載人跟載貨的情形很像,如果你把自己想像成貨物,航空公司換成貨運公司,就很好理解了。當我們網購下單東西時,貨運公司並非從店家直接派一台貨運車送貨到府,而是先集中到物流中心,接著發到各縣市較小的營業所,最後才由司機個別配送。

從點對點運輸改為集中後再處理,雖然單一貨物需要移動的距離變長了,但物流路線的複雜度卻簡化了許多;以貨運公司的角度來看,在相同的人力下,每天能配送的貨物量也就增加了。

這種物流重新分配方式稱為軸輻網路或是樞紐網路(hub-and-spoke network),在剛才的例子中,整個網路如同車輪的輻條般輻射展開,而物流中心就是中心的樞紐 hub。

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輻射展開的樞紐網路。圖/PanSci YouTube

把相同的概念放到航運中,這些關鍵的樞紐就稱為樞紐機場,長途航線通常會經過樞紐機場並在此轉機,繼續前往目的地。至於要選擇哪個機場是樞紐機場,除了考量機場的吞吐量外,當然也考量到航空公司本身的所在位置。例如國內的華航、長榮、星宇航空等,樞紐機場就都在桃園國際機場,而大家飛歐洲線常搭的阿聯酋航空,樞紐機場就在杜拜國際機場,這也是為什麼我們通常都得在杜拜轉機。

在 hub-and-spoke 的架構下,航空公司可以放心把總部設在樞紐機場,不僅能高度掌握每條航線,人力成本分配也可以更簡化。

航線上的交通規則

此時此刻,全球正在飛行的飛機數量,大概有 8000~20000 架次,這數量可不少,必須有妥善的管制系統。天空其實和汽車的高速公路、火車的鐵軌一樣,飛機也需要照著明確規劃好的空中航線及高度飛行,並且遵循飛航管制。

撇開因為機械故障導致的空難,因人為失誤導致飛機在空中「相撞」,在歷史上確實發生過幾次。

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例如 1986 年,墨西哥國際航空 498 號班機與私人小型飛機在洛杉磯國際機場上空發生擦撞,雙雙墜毀。事後調查,肇事的原因是由於實習航管員分心,忽略了雷達中出現的小型飛機訊號,未能提醒兩架班機迴避,因此發生憾事。在這之後,美國聯邦航空局強制所有境內的飛機,都要安裝空中防撞系統,避免憾事再次發生。

498號班機被撞後的影像,飛機當時已經失去水平尾翼。圖/維基百科

時至今日,除了在飛機上安裝防撞系統外,航空管制多次調整,訂出垂直隔離、前後隔離、左右隔離等規範。

以垂直隔離為例,依照高度將航道分為了好幾「層」;除非遇到亂流、機械故障等緊急狀況,否則飛機應保持在特定的飛航空層(Flight Level , FL)中飛行,如:FL290 就是該飛機在高度 2 萬 9 千英尺飛行。隨著大氣數據計算機、高度計以及自動駕駛系統的發展,現在兩個飛航空層的垂直間隔為 1000 英尺;因此在一般民航機巡航高度的 FL290 到 FL410 之間,共可以切割出 13 個空層供飛機飛行。

另外,萬一真的不幸發生意外,飛機要能找到地方緊急迫降,此時要考慮的便是延程飛行時間 (Extended Operation),也就是當意外發生時,迫降到最近機場的時間。通常航線規劃時會要求航線中的任一點,要能在 60~180 分鐘內飛到最近的機場,因此航線的規劃就不能偏離陸地太遠。

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為了能橫跨大洋,選擇不同的機型、飛機本身噴射發動機數量的不同,延程飛行時間也可以跟著拉長。例如較新的波音 777 中許多型號,便通過了 ETOPS-330 的認證,代表延程飛行的容許時間長達 330 分鐘 。

飛機怎麼飛快又省油?

這一條條的空中公路,又該怎麼規劃,才能又快又省油呢?我們可以直接看看實際運行中的航線。然後就會發現:飛機竟然不飛直線,而是繞了個大弧線!你以為是繞了遠路嗎?恰恰相反,這是最短距離!

我們來思考一下,要如何在地球上劃出兩點間的最短距離?只要把地球像是西瓜一樣一刀切下,這一刀不僅要同時經過目標兩點,還要通過球心,剛好把地球切成對半。這條弧線就是兩點的最短距離,又稱為大圓弧線。使用此路線飛行的航線,則稱為大圓航線。

除了大圓航線外,風速當然也是需要考量的重要因素。在地球中緯度的高空上,有條長年從西吹向東的西風帶,如果乘上這些風帶由西向東飛,不僅比較快也較省油;反過來由東向西逆風飛行,所需時間就會較久。以及在各緯度都有可能出現、風速可達時速 200 到 300 公里的噴射氣流,飛行時,若利用這些風帶的效益比大圓航線還要高的話,既可以省油、省時又省錢。

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利用風帶飛行,既省油、省時又省錢。圖/Envato Elements

如果還想要繼續深入機票的定價策略,就會發現裡面複雜的程度就像是氣象預報一樣。

例如為了讓每個座位不被浪費,航空公司出售機票的數量可能比實際的座位數量還要多,也就是所謂的機位超賣,至於要超賣多少張機票,則要綜合考量該班次遊客的性質通常是商業或是旅遊目的居多,並且計算旅客放棄的機率以及賠償成本等等。當旅遊旺季時,還要考量到機場航班過多,機場跑道的起降還要排隊造成的擁擠延誤成本等等。

如果可以簡單誰想要複雜呢?因此也有航空公司推出低成本航空,也就是我們常說的廉航。它們會選擇反其道而行,減少大型機場使用,並以短、中航程為主,策略又完全不一樣。

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