马斯克的 Loop 隧道，其实是低配版的“超级高铁”

2018-12-24 09:32

The Boring Company 的发布会已经结束好几天了，因为这家公司的 CEO 是 Elon Musk，所以在大多数公众看来，The Boring Company 跟 Space X、特斯拉一样，会是一家重构所在产业竞争格局的先锋公司。
关于发布会本身的报道已经很多了，这篇文章会从技术角度论证，这家公司到底是下一个特斯拉，还是下一个超级高铁 Hyperloop，一个 Elon 一时脑洞大开的一个开源项目？
起源
我一度对 The Boring Company 的隧道交通网络计划持怀疑态度，怀疑了很长时间。
这家公司成立的缘由大家都知道了。2016 年 12 月 17 日，Elon 发 Twitter 吐槽说，堵车快把他逼疯了，他要制造一个挖隧道的机器，造好就挖。

在那之后不久，他给自己的 Twitter 签名加了一个词 Tunnels（隧道），与 Tesla、Space X 和 OpenAI 并列，还买下了「Boring Company.com」的域名。
但是说实话，这也不能说明什么问题。熟悉 Elon 的人应该记得，他还在 Twitter 上说过要开卖特斯拉龙舌兰（Teslaquilla）酒；要开一家糖果公司打败伯克希尔·哈撒韦旗下的 See's Candies；要开设一家媒体公信度记录网站 Pravda......
我更愿意相信，这是一个同时担任 5 家公司 CEO & 核心管理层，每周工作 100+ 小时的工作狂在堵在洛杉矶糟糕的车流中一时兴起的想法。
这个项目后来的走向要好于我的预期，但仍然有太多的不确定性因素。
2017 年 4 月 28 日，TED 发布了 Elon Musk 和 TED 创始人 Chris Anderson 的年度对话。在那场对谈上，Elon Musk 提到他只在 The Boring Company 项目上投入了 2% - 3% 的精力、公司的设备主要是一台二手盾构机、团队由实习生和一些兼职员工组成......

后来有好事的媒体整理出来 Elon 的工作时间表，这意味着他每周只有 2 个小时投入在这个隧道项目上。甚至他本人也承认，“一开始就是做着玩玩”。
可是这个「做着玩玩」的项目，突然就开发布会了。我想是时候重新审视一下这个项目了。
与 Tesla、Space X 并列的宏图伟业
12 月 14 日，也就是上周五，特斯拉突然发出了 The Boring Company Tunnel Event 的邀请函，我搜集了一下 Elon Musk 关于这个项目的阐述和投入，最终确认，这是一个与特斯拉、Space X 并列的关键项目。

与特斯拉、Space X 并列不是我说的，这其实是 Elon 本人的原话。
2017 年 4 月，The Boring Company 宣布第一条隧道的起点就在 Space X 总部 Elon 的办公室旁边。所以有媒体问 The Boring Company 是不是 Space X 的子公司，Elon 的回答是：和特斯拉、Space X 并列，这是一家完全独立的公司。
再来看注入资金，2018 年 1 月，The Boring Company 完成首轮 1.25 亿美元融资。作为对比，特斯拉当年的首轮融资只有 650 万美元，而 Space X 的第一笔外部融资也区区 2000 万美元。
当然，首轮融资能过亿，持股超 90% 的实际控制人 Elon 的个人商业信用背书无疑起了很大作用。但我想说的是，融 1.25 亿美元，这明显不是来“做着玩玩的”。
下面是执行负责人，Space X 有 Gwynne Shotwell 担任总裁兼 COO，特斯拉有 CTO JB.Struabel、汽车业务总裁 Jerome Guillen 做左膀右臂，而 The Boring Company 的总裁，叫 Steve Davis。
Steve Davis 需要着重介绍一下，了解他的履历可以帮助更好的理解 The Boring Company 接下来会怎么运作。
Steve Davis，The Boring Company 总裁，跨学科工程人才。主要的工作履历是前 Space X 火箭科学家、猎鹰火箭制导系统项目主管。
我想突出的不是他在火箭工程方面的造诣，而是「跨学科」。这个人跨学科跨到了什么程度呢？下面是他读书时代拿到的学位。
美国宾夕法尼亚大学金融学士/机械工程学士英国达勒姆大学粒子物理学学士美国斯坦福大学航空航天工程学士和博士乔治梅森大学经济学博士
为什么说跨学科很重要呢，你仔细想一想特斯拉和 Space X 联合建立的材料工程小组、Neuralink 那些既懂医学，又了解计算机科学，还会精密加工制造的科学家，你会发现 Elon 领导的所有研发 & 工程团队的共性就是跨学科。
想想 Elon Musk 本人，Wait But Why 说他精通航天工程、机械工程、电子工程、软件工程，以及许多次级学科（航空电子、电力电子学、结构工程、喷气推进技术、能量储存、人工智能）。实际上，跨学科是用第一性原理进行思考的基础。
只有当你对某一产业（比如隧道）涉及的所有学科的专业知识都足够了解，你才有机会从零开始，重构整个产业。
举一个例子，特斯拉电动卡车是怎么造出来的？
If you want to make a truck, then it must be able to reliably move cargo from one location to another, and you must follow existing laws of physics. Everything else is negotiable, including government regulations. As long as you remember that the goal isn't to reinvent the truck, but to create the best one, whether or not it's similar to past trucks.
如果你想要打造一款卡车，那它必须能够可靠地将货物从一个地方运输到另一个地方，你要做的是遵循现有的物理定律，其他一切都不重要，包括政府法规。你要记住一点：目标不是重新发明卡车，而是创造最好的卡车，无论它与过去的卡车是否类似。
这段话是特斯拉卡车项目负责人 Jerome Guillen 说的。理解了吗？Elon Musk 团队的研发和工程哲学就是遵循最基础的物理原理，抛开现有竞品甚至法律法规的束缚。
下面该谈隧道本身了，为什么要挖隧道？隧道该怎么造呢？
The Boring Company
Elon 堵在洛杉矶的车流中那天，除了发推宣布要挖隧道，还想明白了一件事，那就是为什么会出现堵车以及怎么解决。这些问题后来都发在了 The Boring Company 的官网上。我整理了一下，可以帮助我们更好的理解隧道交通网络的技术可行性。
第一个问题是，为什么要挖隧道？因为堵车太严重，那为什么会堵车呢？下面是 Elon 的解释。
从大方向来解释，陆地上的高楼都是三维的，这使得很小的占地面积可以容纳许多人。与此同时所有的道路是二维的，当所有人都在同一段时间内通过二维道路进入三维高楼时，过大的人、车流量是造成上下班高峰期交通拥堵的根本原因。
因此要解决堵车问题，只能把道路吞吐量变得跟高楼一样大，变成三维空间。
继续，要解决堵车问题、将道路三维立体化，只有两条路线：飞行汽车或多层地下隧道。
这个问题很有意思，Elon Musk 是 Space X 的创始人、CEO，逻辑上说，他应该研发飞行汽车才对。
Elon 的观点是，飞行行车有几个固有缺陷：受天气因素影响较大、噪音大；盘旋在头顶喋喋不休的飞机让人感到焦虑……
相比飞行汽车，隧道有以下几个优势：
天然防范暴风雨，出行不受天气因素限制隧道的施工及运行过程中发出的声响不会影响到陆地上生产生活的人们构建多少层隧道在技术上没有限制，即可以下挖到足够深，足以解决最拥堵地区的交通问题地下空间巨大，不必按照运行路线、路障划分社区
到这里，基本讲完了为什么要造隧道。下一个问题是，怎么造。前面提到的肩负重构隧道交通产业的大神 Steve Davis 该出场了。
按照 Elon 的说法，隧道建设的成本非常非常高，一些项目的成本达到了 10 亿美元/英里。所以为了推进隧道交通计划，The Boring Company 必须将建设成本降低 10 倍以上。
怎么降低隧道建设成本呢？再说一次，遵循最基础的物理原理，抛开现有竞品甚至法律法规的束缚。

首先要大幅减小隧道直径，目前哪怕是一条单程隧道，直径至少达到 28 英尺。而 The Boring Company 的隧道直径将减少至 14 英尺以下。经过测算，将直径减小一半可以将建设成本降低到原先的 1/4-1/3。
下一步，自主研发盾构机（挖隧道的机器）。

发布会那条隧道是用买来的二手盾构机 Godot 和 The Boring Company 研发的 Line-storm 盾构机联合建造的。
Godot 的速度非常慢，蜗牛爬的速度比 Godot 快 14 倍。另外，Godot 只有 50% 的时间是在挖掘隧道，剩余 50% 的时间全部浪费在建立隧道支护结构上了。

Line-storm
The Boring Company 研发的 Line-storm 盾构机，最大的特点是实现了连续挖掘隧道。另外，Godot 需要多人操作，而 Line-storm 实现了自动化混凝土浇筑工艺，工人可以通过 XBOX 控制器来操作，效率和安全性同时提升。
最终的结果是，这条长 1.83 km 的隧道只花了区区 1000 万美元就建成了。
但这还不够，按照官方的计算，盾构机的输出功率可以增加至目前的 3 倍（冷却系统也需要适当升级），另外，现有的盾构机都是柴油机驱动，The Boring Company 计划以电机取代以降低能耗。
自主研发的第二代盾构机 Prufrock 会具备上述所有特性，已经在路上了。
还有一个环节也降低了成本，有没有想过，挖出来的大量的土运到哪里去？
目前的隧道建设，运输挖掘出来的泥土昂贵、耗时、产生大量噪音，甚至可能污染环境。The Boring Company 把泥土制成了隧道建筑结构所需的砖，这些砖可以作为隧道的一部分，降低了建设成本。
至于多余的砖......今年 7 月，Elon 又成立了一家叫做 The Brick Store LLC 的公司，负责把 The Boring Company 挖出来的土制成砖卖出去，进一步降低成本。
垂直整合、产业链闭环，这是 Elon 所有公司的特质。
Loop？地铁？Hyperloop？
说了这么多，这个所谓 Loop 隧道，不就是一个更小、成本更低的地铁吗？
The Boring Company 官网做了如下说明。
Loop 隧道是一种「高速」公共交通系统，更像地下公路，而不是地铁系统。通过一条侧道进入/离开主隧道，乘客可以直达目的地而无需停车。
如果一条地铁有 100 站，地铁在每一站都会停下，所以从 1 站到 100 站的路程很长。如果是 Loop 隧道，乘客可以直接从第 1 站到第 100 站，无需停车。
所以，Loop 隧道车辆的平均速度接近其最高速度，而地铁的平均速度远低于其最高速度。一辆地铁可能能跑 65 英里/小时，但它的平均速度可能是 20 英里/小时，随着更多中间车站的增加，速度会进一步下降。
以150英里/小时的速度行驶，Loop 隧道自动驾驶汽车比传统地铁快得多。
另外，Loop 隧道是完全不存在类似挤地铁那样车辆排队进入隧道的问题的。
按照官方的说法，沿着 Loop 隧道路线建设的车站数量没有实际的上限，因为车站非常小（两个停车位的大小）。
在迅速融入主隧道之前，自动驾驶汽车会首先下降到「支线」或侧道。由于车站占地面积小，因此可以轻松集成到繁忙的城市中心、停车场和住宅社区。
高密度的车站将通过在多个接入点之间分配流量并提供更方便的驶入和驶出位置来帮助减少堵塞。同时，可以建造更大的车站以增加到特定中心位置的吞吐量。
隧道的层数也没有实际的上限，这使得 Loop 隧道系统本身始终有能力为每个车站提供服务。
与其说 Loop 隧道是高配版地铁，不如说它是低配版的超级高铁 Hyperloop。
超级高铁 Hyperloop 大家都很熟悉了，2013 年，Elon 开源了 Hyperloop 的技术解决方案和商业计划书后，以精力专注在特斯拉和 Space X 上为由放弃了付诸实践，转而号召其他企业家和科学家将之商业化。
但到了 2017 年 7 月，随着 The Boring Company 项目的推进，Elon 通过 Space X 注册了 Hyperloop 的商标，开始自主研发超级高铁。
彼时 The Boring Company 发表声明说：“我们鼓励和支持致力于研发 Hyperloop 的所有公司，不会阻止他们使用这一名称。”选择自主研发只是因为“希望尽快加速推动这项技术的落地”。
按照 The Boring Company 的说法，时速 250km/h 的 Loop 定位无需抽成真空环境减小阻力的短途出行，而时速 1000km/h 上下的真空管道 Hyperloop 将覆盖中长途出行场景。
可以这么理解，特斯拉负责造车，The Boring Company 负责造路，这是 Elon 在地表出行领域的布局。
计划是很宏伟，但毫无疑问，隧道交通网络在落地过程中还有着无数的挑战，而 Elon 此前对隧道交通产业的了解为零。
不过，15 年前，他对智能电动汽车和航空航天两大产业的了解，也是零。
【来源：42号车库（iCar123）作者： Chris Zheng】

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