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        沙皇國際登錄

        家居成功案例

        智能交通要從何處入手?先來看看百年前的案例

        發布人: 沙皇國際登錄 來源: 沙皇國際平臺 發布時間: 2020-08-07 14:51

          隨著自動駕駛技術的發展,智能交通的研究也跟著水漲船高,愈加受到重視。但是你是否知道,在近一個世紀之前,就有人做過這方面的研究呢?

          本文來源于IEEE Spectrum,作者Lee Vinsel是一位技術史學家,就職于美國紐澤西州霍博肯市的斯蒂文斯理工學院,其中調研工作由美國史密森尼國家博物館完成。車云菌對原故事略有刪減。

          在1925年12月,小查爾斯·阿德勒站在巴爾的摩市北邊的一條國道福斯旁邊。他在那里測試他最新的發明:一個電磁裝置,該裝置可以自動降低行駛車輛的速度。阿德勒已經將磁性板嵌入在道中,這條前面是一個的彎道,他正在等待一輛經過特別準備的汽車駛過磁性板。磁鐵會觸發一個連接汽車引擎的調速器,使汽車降低速度到24千米/小時。

          阿德勒之前已經為鐵交叉口開發了這套自動調速系統,在當時的鐵交叉口發生了許多致命的事故。但除了鐵交叉口之外,十字口、學校所在的街道、彎道甚至陡峭的下坡,都可以是這套裝置的應用場景。

          測試汽車在阿德勒和他的支持者的注視中駛下福斯。磁性板成功觸發了調速器,并降低了汽車的速度。接下來,阿德勒花了一年時間推廣他的發明裝置并吸引了一批投資者。當時隨著美國交通意外劇增,都在呼吁推出解決對策??墒且荒甓嗪?,阿德勒的努力并沒有得到回報。在隨后的十年里,他繼續完善他的設計并發明新的裝置,但其中許多可以讓道變得更安全的發明并沒有得到廣泛地采用。

          時至今日,阿德勒的自動調速系統看起來就像現代智能道或智慧交通系統的早期版本。這些和通訊系統可以將前方道狀況通知駕駛員或全自動駕駛汽車,因此提高了安全指數和效率。這樣的系統或能在汽車駛近堵車段、事故現場或者十字口時自動降低汽車速度,這與阿德勒所追求的十分相似。了解阿德勒為什么會失敗,對于現在的智能交通研究,有很大意義。

          1899年,正是阿德勒出生那年,亨利.H.布利斯成為第一個死于汽車事故的美國人。從那時起,美國的交通死亡數字急劇爬升。1913年,當時在美國上的汽車達126萬輛,4200人死于車禍;到了1925年,在阿德勒進行實驗的時候,車禍死亡人數翻了5倍多,達21900人。

          這樣的問題當然并不止發生在美國。實際上,只要有汽車的地方,這種問題就會發生。隨著車禍死亡人數的上升,的強烈也在不斷升溫。1920年,論壇報開辟了一個每日專欄,詳細報道城市周圍的車禍死亡事故。另外,美國的許多城市被交通堵塞弄得凌亂不堪。包括道、十字口、橋梁以及其他配套基礎設施在內的整個汽車網系統都一片混亂。

          改變也隨之而來。美國的一些城市和州開始要求車主對剎車裝置和車頭燈進行檢查并購買汽車保險。第一批交通燈信號系統就在1912年出現在鹽湖城。

          于此同時,企業家嗅到商機,新企業與老牌企業爭相推廣各自的交通信號系統進行競爭。導致涌現了一批混亂且各不相同的交通控制信號和交通標志。1921年在紐約市的第五大道啟用了首批電動交通信號系統。當時的信號表示第五大道上的車輛可以前行,從橫向道上的車輛停止通行;紅色信號表示包括第五大道和邊道在內的所有過往的車輛停止通行;綠色信號表示只有第五大道邊道上的車輛可以通行。

          阿德勒是扎進這個新興市場的發明者之一。在14歲那年(1913年),他發明了一個電動汽車制動裝置并在5年后獲得了專利。

          1919年初,阿德勒在馬里蘭-鐵公司謀得一份工作。當時鐵公司歐.南斯從阿德勒投過稿的《馬里蘭駕駛者》報刊的一篇文章上知道阿德勒少年時的電動制動發明。被阿德勒的發明所吸引的南斯要求阿德勒研究一個難題:鐵公司安裝了電動信號裝置在鐵交叉口上,也就是普通道與鐵交叉的地方,但是該信號裝置經常失效。阿德勒很快就制定了一個方案,利用一種新型的繼電器和一個連接一系列響鈴的信號燈。即使響鈴失效,信號燈仍然可以點亮。這個新發明解決了問題,并且阿德勒被提升為信號工程師,并擁有了自己的辦公室和實驗室。

          阿德勒的首個重點項目是一個在鐵道交叉口工作的新型閃燈信號裝置。當時,很多汽車在鐵道交叉前都嫌麻煩而不會停車等候,導致了每年約有1500人死于汽車與火車的碰撞意外。為了避免這個問題,最終只能是盡可能地將鐵架設在與普通道交匯處的上方或者下方以此取消鐵道交叉口。同時,美國鐵道協會ARA,亦即美國鐵行業的貿易組織,要求其企業在上述鐵與普通道的交匯處安裝一種閃燈提醒的信號裝置。

          這種由阿德勒設計的裝置,在火車駛近交匯處時會自動被觸發。兩種燈光信息會交替閃爍,仿效了采用人工揮舞一盞燈來即將有來車的做法。阿德勒的閃光信號裝置獲得了ARA的認可,而且超過40家鐵企業采用了該裝置。

          然而阿德勒的志向遠不止在鐵信號上。1930年,憑著家里給他的資助,他離開了鐵公司,潛心發明。

          在他離開鐵公司前,他就構想了前文所述的自動調速系統。1924年10月1日,他第一次產生了這個構想,并在他細心保管的實驗筆記本上進行描述。毫無疑問,他的靈感來自從火車自動制動系統,這是一種不需單獨依靠駕駛員的火車限速技術。這個構想在19世紀中期已經普遍存在,但并沒有被廣泛應用。

          在這之前,42000名提市民簽署了一份,呼吁在所有汽車上安裝調速裝置并將汽車速度在25英里/時或以下。但之后在全國汽車駕駛員的反對下,這項提議并沒有通過。阿德勒認為他的系統能夠使汽車只有在特定的段才會觸發調速裝置,將會較容易被接納。

          阿德勒在福斯上演示的裝置是這樣的:一系列磁條板埋在段下方約20米,磁條板與道平行,角度稍向下以便磁條板的磁北極端盡可能接近面。測試車輛的前輪軸同時裝有一個附帶磁針(跟指南針上的磁針一樣)的繼電器。當車輛行駛到磁條板上方的段時,磁針會旋轉并隨即打開繼電器,這個繼電器連接著另一個更關鍵的繼電器。

          第二個繼電器安裝在車蓋下面的一個盒子里,連接著汽車的點火開關和調速裝置。該繼電器由2個安裝在一個擺動桿對面兩側的電磁線圈組成,擺動桿作為線圈之間的開關。當擺桿靠在其中一個線圈上時,它閉合了電使電流正常流通,汽車可以保持點火狀態。當擺桿接收到來自磁針繼電器的電平脈沖后,它會擺到另一個線圈上,使點火電流流過調速器。當速度處于24公里/小時或更低時,調速器會讓電流經點火系統傳到汽車的火花塞;當速度高于24公里/小時,電流會被切斷,而汽車速度會降低。最后,汽車會經過埋在地下的第二排磁條板,另一個來自磁針繼電器的電平脈沖會使擺桿回擺到另一個線圈上,以此恢復點火電流。

          阿德勒知道他需要花大量的精力去推廣他的想法。在試驗驗證之后,他開始設計系統的組件,同時將這個技術賣給其他人。1925年,阿德勒在委員會和美國安全工程師協會的聯席會議上發表,闡述自己的想法。

          因為看到過美國鐵協會的認可是如何眾多鐵企業采用他的燈管信號,因此他在尋求同樣的權威去支持他的速度調節系統。當時的商務部長赫伯特·胡佛召開了關于街道和全的國家會議,講到了美國道的致命性問題。這是首次著力推行汽車安全意識。該會議將鐵、有軌電車和汽車企業的高管、教育專家、統計師、精算師以及其他人士召集起來,使他們定期會面討論研究如何減少交通意外。討論團提出了很多值得關注的解決方案,包括一系列標準化的交通。

          阿德勒聯系了負責會議日常運作的歐內斯特.格林伍德,在他的支持下,備受鼓舞的阿德勒給會議的600名代表發了他剛在《安全工程》期刊上發表的文章的重印版本。

          但阿德勒誤讀了這個會議的基本性質。胡佛避開了聯邦法規,而是讓企業和各個州和地方自發采取行動,他是基于這個召開會議的。盡管阿德勒認為沒有聯邦法律法規賦予胡佛去監管汽車設計和道建設,他的發明仍需要在各級和汽車行業之間的協調。沒有權威部門要求汽車安裝調速裝置以及道安裝磁條板的話,這個系統是運作不了的。

          因而在1925年12月試成功后,他隨即繼續向記者、信號制作者、局長、國家機動車管理人員和潛在的投資者演示了該系統。他當地可以出售在駕駛者有地段的標志上的廣告版面,以此支付安裝磁條板的費用,并希望速度調節器的安裝可以成為汽車年檢的一項要求。

          不過,阿德勒的想法未能勾起汽車制造商的興趣。因而,他在1926年中開始將注意力從私人汽車轉移到公共汽車和商用車上。與保險業高管們的談話使他相信保險費用將會成為商業車采用調速系統的強大動力。他在筆記本上寫道:“通過使用調速裝置而減少的保險費用應當多于因此而賠償給公共汽車企業的費用。”

          這并不是他一廂情愿的想法。期間,美國郵政部和其他一些擁有很多汽車和貨車的組織都安裝了調速裝置在他們的車上。(一些企業,比如滅蟲公司Orkin,現在依然這樣做。)阿德勒成功馬里的兩家公共汽車企業安裝他的系統以作演示。

          在這之后,阿德勒繼續改進技術,推廣一個方便駕駛者的“儀表盤自動信號裝置”。安裝在道下的磁條板仍然會觸發商用車上調速裝置,但一般的車輛僅僅會點亮儀表盤上信號燈告知駕駛者正駛近段。

          但是阿德勒的項目已經漸漸失去動力了。1926年12月15日,阿德勒的投資者會面并決定中止項目計劃直到他們確認胡佛在會議上推行該系統,但胡佛并沒有這樣做。一個月后,其中一個投資者試圖從馬里獲得投放廣告的許可來支付安裝磁條板的費用,然而連這份努力也付諸東流了。1927年初,阿德勒停止了這個項目的研究。

          但他沒有停止使交通安全自動化的嘗試。他繼續研發汽車安全裝置,并推出了聲控交通信號燈的裝置。當駕駛者遇到紅燈時,可以通過按響喇叭轉換燈信號。這套信號系統是給某些特定的十字口使用的,如較少車流量的道與主干道的交匯處以及只在有來車通過的時候才需要轉換燈信號的。

          這套裝置被通用電氣采用,并將其作為交通管理創新發明系列的一部分向市場推廣。但阿德勒的創意很快被另一個發明超越,新發明采用兩塊金屬板嵌入面以此車輛的存在,所以也就不需要駕駛者的任何操作了。

          與此同時,交通控制系統的性已不復存在。上世紀30年代初期,我們至今仍在采用的交通安全技術,包括三色交通燈信號和標準化的道標識等,大部分在當時都已經很完備了。30年代后期,阿德勒已經放棄道安全的研究工作并開始將精力集中到飛行安全上。

          為什么阿德勒的汽車速度控制系統會失???雖然說系統的缺點很明顯,比如如何裝置不會失靈,以及如何應對裝置失靈(包括人為使其失靈)等。然而阿德勒的系統真正的障礙并不主要是技術問題。它失敗的根本原因是缺少法律上的支持以及機構并沒有強制要求使用該系統。

          2014年2月3日,美國國家道交通安全局宣布正考慮要求所有在美國上市的車輛采用車對車(V2V)通訊技術。從那時起,國家道交通安全局逐步推行該技術和法規,這將使阿德勒的汽車速度控制系統變成了現實。許多汽車專家認為V2V通訊技術邏輯上的下一階段將會是智能道和自動駕駛汽車。

          當今天的汽車制造商在豪華車系上采用新的安全技術,比如安全氣囊、防抱死制動、電子穩定控制和后視攝像頭等作為營銷賣點時,通常是有必要立法向所有新汽車推行這些新技術的。但是,阿德勒的時代并沒有這類法律條文。阿德勒的想法確實是領先于他的時代,但是他的事例非常深刻地說明,一種創新想法的成功所依靠的社會體系往往與其技術可行性本身同樣重要。

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