Didysis kasimas

Kai prezidentas Dwightas d. Eizenhaueris pasirašė Federalinės greitkelių sistemos įstatymą 1956 m., jis niekaip negalėjo įsivaizduoti begemoto statybos projekto, kuris dabar vykdomas Bostone, siekiant užbaigti sistemą. Vyriausybės pareigūnai tai vadina Centrinės arterijos/tunelio (CA/T) projektu; vietiniai tiesiog sako „Big Dig“. Iki to laiko, kai jis bus baigtas 2004 m., šis kelias pasigirs aštuonių eismo juostų pločio, 3,5 mylios ilgio, visiškai palaidotas po šurmuliuojančiu vieno iš seniausių šalies miestų finansiniu rajonu. Naujasis tunelis pakeis daug niekinamą Bostono centrinę arteriją – apgriuvusį plieninį viaduką, besidriekiantį tarp daugiaaukščių miesto centro – ir didžiausio pasaulyje požeminio greitkelio ruožą. Povandeninis tunelis (baigtas statyti 1995 m.) nukreips eismą iš oro uosto į arteriją, o tai kainuos precedento neturinčią daugiau nei 10 mlrd.

Nors užkasus greitkelį Bostono paviršiaus gyventojams žadama palikti geresnę aplinką – švaresnę, tylesnę, atviresnę, tai kelia grėsmę požeminiams keliautojams. Eismo spūstys ir nuleistos padangos, kurios erzina tik virš žemės, gali mirtinai virsti apačioje, jei vairuotojai yra įstrigę nuodingų išmetamųjų dujų migloje. Pridėkite prie mišinio automobilio gaisrą arba naftos tanklaivio sprogimą ir situacija gali tapti baisi. Taigi „Big Dig“ inžinieriai kuria naujas statybos, eismo valdymo ir gaisro valdymo technologijas, kurios yra skirtos sklandžiai ir saugiai tekėti arterijoje.

Ši istorija buvo mūsų 1998 m. gegužės mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Smegenys už operacijos

Be plieno klojimo ir betono liejimo, „Big Dig“ įgulos dislokuoja šimtus uždaros grandinės televizijos kamerų, infraraudonųjų spindulių jutiklių ir kintamų pranešimų ženklų visoje sistemoje, sujungia juos su kompiuterine sistema, kuri gali atlaikyti teroro išpuolį, ir stato komandų centrą. taip pripildyta ekranų, klaviatūrų ir projekcinių įrenginių, kad Darthas Vaderis būtų žalias iš pavydo. Visa tai yra centrinės arterijos / tunelio išmaniojo greitkelio arba intelektualios transporto sistemos dalis.

„Žvaigždžių karų“ valdymo centre dirbdami pusšimtis CA/T darbuotojų sieks maksimaliai padidinti eismo srautą ir sumažinti vairuotojų poveikį anglies monoksidui. Jų dispozicijoje bus šviesoforai, greitį ribojantys ženklai, eismo juostų uždarymo signalai, AM ir FM radijo siųstuvai, vėdinimo įranga, net nuotekų siurbliai.

CA/T kompiuteriai nuolat stebės srautą per sistemą. Jei staiga nutrūksta – tarkime, eismas eismo juostoje sumažėja nuo 60 iki 5 mylių per valandą – kompiuteris automatiškai nukreips kamerą į atitinkamą sritį. Kompiuteris gali apskaičiuoti incidento sunkumą, paskirti atitinkamą operatorių, kuris jį atliks (remiantis jo mokymu ir dabartinėmis užduotimis), ir vaizdo vaizdą rodyti operatoriaus pulte. Tada kompiuteris rekomenduos situacijos valdymo strategiją, tačiau galutinį sprendimą paliks žmogui, kuris gali pakeisti šviesas, reguliuoti ventiliacijos įrangą ar siųsti žinutes vairuotojams – visa tai, kad smulkus sparnas-lenktuvas netaptų didele katastrofa.

Bet ką operatorius turėtų daryti nelaimės atveju? Uždaryti eismo juostas? Lėtas eismas? Nukreipti srautą? Ir kiek laiko juostos turėtų būti uždarytos? Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, Masačusetso greitkelių departamentas sudarė sutartį su MIT Pažangiųjų transporto sistemų grupe ( http://its.mit.edu/ ) sukurti pažangų kompiuterinį modeliavimą, kuris modeliuoja iki 10 000 rampomis ir tuneliais judančių transporto priemonių.

Mes imituojame vairuotojų sprendimus, tokius kaip greitėjimas, lėtėjimas, eismo juostos keitimas, susijungimas ir nusileidimas, sako profesorius Moshe Ben-Akiva, vadovaujantis MIT grupei. Galime imituoti incidentus blokuodami eismo juostas tam tikram laikui. Galime imituoti matomumo sąlygų pokyčius. Sistema netgi gali nustatyti išėjimų uždarymo ar naujų pridėjimo poveikį.

Kartu su eismo treniruokliu MIT grupė sukūrė antrą simuliatorių, kuris modeliuoja CA / T žmonių operatorius ir eismo valdymo sistemą. Tai leidžia tyrėjams pamatyti, kokį poveikį skirtingos eismo valdymo strategijos turės eismo atoslūgiui ir srautui tunelio viduje. Pavyzdžiui, kai tunelio viduje įvyksta avarija, greitkelio portalo žibintai iš žalios iš karto persijungia į raudoną, kad į jį neįvažiuotų daugiau automobilių. Naudodami simuliatorių, mokslininkai apskaičiavo, kiek laiko operatoriai turėtų laukti po avarijos pašalinimo, kol portalo lemputės iš raudonos vėl pakeičiamos į žalią. Pirminiai planai nedelsiant pakeisti portalo šviesas į žalias nebuvo gera idėja, sako Ben-Akiva. Turėtumėte atidėti pakeitimą, kol išeis eismas viduje. Priešingu atveju tunelio viduje sukursite smūgines eismo bangas.

Gaisras kalnuose

Jei CA/T projektuotojai ir operatoriai sulaukė netikėtumų, kai jie pradėjo modeliuoti eismo srautus, tai dar didesni sukrėtimai sulaukė, kai ėmė nagrinėti kitą problemą: kaip apsaugoti tunelį ir jame esančius žmones nuo gaisro niokomų. Jie nerimavo ne tik dėl tiesioginių nudegimų. Tiesą sakant, dūmai ir karštis yra tikrieji gaisro žudikai, sako Richardas W. Drake'as, centrinės arterijos / tunelio projekto operacijų vadovas.

Daugelį metų, aiškina Drake'as, inžinieriai visame pasaulyje stato automobilių tunelius su pakankamai didele ventiliacijos įranga, kad galėtų suvaldyti didžiausio įmanomo gaisro dūmus. Tačiau jie negalėjo žinoti, kaip jų samprata apie ugnį atitiks tikrą liepsną. Nors tunelių gaisrai, tokie kaip 1996 m. kilęs Lamanšo tunelyje, jungiančiame JK ir Prancūziją, patraukia tarptautinės žiniasklaidos dėmesį, nė vienas iš jų nedegė stebint greitaeigiams moksliniams instrumentams. Taigi inžinieriai savo ugniai atsparumo projektus visada grindė teoriniais modeliais, o ne sunkiais duomenimis.

Nepatogiai dėl šio neapibrėžtumo inžinieriai dešimtmečius per daug statė savo projektus, pridėdami daugiau vėdinimo įrangos, izoliacijos ir struktūrinės paramos, nei manė, kad reikia – tik tuo atveju, jei jų modeliai neįvertino šilumos ir dūmų, kuriuos gali sukelti tunelio gaisras.

Inžinieriams reikėjo bandymų lovos – eksperimentinės tunelių gaisrų sistemos. O devintojo dešimtmečio pradžioje Federalinė greitkelių administracija (FHA) sugalvojo vieną, pakeisdama I74 kelio atkarpą taip, kad Vakarų Virdžinijos kalvose liktų tuščias 1,1 mylios tunelis. Ten FHA susivienijo su Parsonsu Brinckerhoffu, vienu iš pagrindinių Big Dig rangovų, kad atliktų daugybę nudegimų, kurie pagaliau išbandytų teorijas apie tunelių gaisrus.

Komanda išleido 10 milijonų dolerių atnaujindama apleistą tunelį su modernia vėdinimo sistema ir dar 10 milijonų dolerių įrengdama sudėtingus stebėjimo prietaisus. Tunelį įrengėme tinklelio sistema, kad galėtumėte rinkti duomenis apie temperatūrą, oro srautą ir anglies monoksidą visame tunelyje, sako projektą prižiūrėjęs Drake'as.

Apleisto tunelio viduryje inžinieriai pastatė dideles plienines keptuves, kurių vienas šonas buvo daugiau nei 10 pėdų. Į keptuves jie pripylė 6 colių vandens (kad apsaugotų plieną nuo karščio), o paskui – coliu mazuto. Nuotoliniu būdu valdomas propano degiklis uždegė kurą.

Galiausiai Drake'as prižiūrėjo 101 nudegimą. Mažiausias buvo 10 megavatų (MW), imituojantis į liepsną įsiliepsnojusį nedidelį automobilį. Didžiausia buvo 100 MW – maždaug tokia galia, kuri išsiskyrė mažam benzino tanklaiviui kaktomuša susidūrus su sunkvežimiu.

Jei norite pamatyti, kaip atrodo pragaras, parodysime jums 100 megavatų gaisro nuotrauką, sako Drake'as. Tikrai nuostabu matyti, kaip nuo sienos nupūstos plytelės. Asfalto ir dervos kompensacinės jungtys burbuliuoja.

Komandos nuostabai tunelis ir vėdinimo įranga per šiuos holokaustus atlaikė daug geriau, nei prognozavo modeliai. Niekas nemanė, kad kada nors užgesime tiek gaisrų. Jie manė, kad tunelis sugrius daug anksčiau, nei mes jį baigsime, sako Drake'as.

Tunelio atsparumas Vakarų Virdžinijoje leido padaryti stulbinančią išvadą: visame pasaulyje buvo iššvaistomi milijardai dolerių, kad tuneliai būtų atsparesni ugniai nei kada nors reikėjo.

Nors rezultatai buvo gauti per vėlai, kad būtų galima visiškai pertvarkyti „Big Dig“, „Drake“ vis tiek sugebėjo sutaupyti dešimtis milijonų dolerių betono ir kasimo išlaidų sutraukdama kai kurias ventiliacijos šachtas, o kitas pašalindama. Sutaupėme apie 25 mln. USD vien izoliacijos išlaidų, sako Drake'as. Esame labai įsitikinę, kad galime parodyti, kad iš viso sutaupysite 45 mln. USD.

Dar svarbiau, kad bandymai išmokė inžinierius, kaip sureguliuoti CA / T vėdinimo sistemą. Gaisro atveju, sako Drake'as, tradicinė išmintis visada laikėsi nuomonės, kad ventiliatoriai, tiekiantys gryną orą į greta liepsnų esančias tunelio sritis, turėtų būti nustatyti maždaug 50 procentų pajėgumo. Tai buvo bandymas išlaikyti subtilią pusiausvyrą: jūs nenorite tiekti gryno oro į ugnį, aiškina Drake'as, bet nenorite, kad ir žmonės, įstrigę savo automobiliuose, uždustų.

Vėlgi, įprastinė išmintis buvo klaidinga. Vakarų Virdžinijos eksperimentai parodė, kad gaisro metu geriau išjungti netoliese esančius ventiliatorius iki 10 ar 20 procentų pajėgumo. Bandymai įrodo, kad esant šiems sumažintam nustatymams, vėdinimo sistema vis tiek aprūpins pakankamai šviežio oro įstrigusiems vairuotojams ir nekurs liepsnos taip aukštai. Tai strateginis pakeitimas, kuris gali atrodyti nereikšmingas, tačiau iki 2010 m. kasdien turėtų važiuoti ketvirtis milijono transporto priemonių tunelyje, todėl jo poveikis gali būti didžiulis.

paslėpti