เทคโนโลยีรถไฟเคลื่อนย้ายผู้คนและสินค้า

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และอิมพีเรียลคอลเลจลอนดอนได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อช่วยทำนายความเสี่ยงของการแพร่กระจายของโรคในตู้รถไฟ และพบว่าหากไม่มีระบบระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพ ความเสี่ยงจะเท่ากันตลอดความยาวทั้งหมด ของการขนส่ง แบบจำลองที่ได้รับการตรวจสอบด้วยการทดลองแบบควบคุมในตู้รถไฟจริง ยังแสดงให้เห็นว่าหน้ากากมีประสิทธิภาพมากกว่าการเว้นระยะห่างทางสังคมในการลดการแพร่เชื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถไฟที่ไม่มีอากาศถ่ายเท ผลลัพธ์ที่รายงานในวารสารIndoor Airแสดงให้เห็นว่าความท้าทายสำหรับบุคคลในการคำนวณความเสี่ยงที่แท้จริง และความสำคัญสำหรับผู้ควบคุมรถไฟในการปรับปรุงระบบระบายอากาศเพื่อช่วยให้ผู้โดยสารปลอดภัย เนื่องจาก COVID-19 อยู่ในอากาศ การระบายอากาศจึงมีความสำคัญในการลดการแพร่เชื้อ และแม้ว่าข้อจำกัด COVID-19 จะถูกยกเลิกในสหราชอาณาจักร แต่รัฐบาลยังคงเน้นย้ำถึงความสำคัญของการระบายอากาศที่ดีเพื่อลดความเสี่ยงในการแพร่เชื้อ COVID-19 รวมถึงการติดเชื้อทางเดินหายใจอื่น ๆ เช่น ไข้หวัดใหญ่ "เพื่อปรับปรุงระบบระบายอากาศ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าโรคในอากาศแพร่กระจายอย่างไรในบางสถานการณ์ แต่แบบจำลองส่วนใหญ่เป็นแบบพื้นฐานและไม่สามารถคาดการณ์ได้ดี" Rick de Kreij ผู้เขียนคนแรกซึ่งเสร็จสิ้นการวิจัยกล่าวขณะประจำอยู่ที่ Cambridge's ภาควิชาคณิตศาสตร์ประยุกต์และฟิสิกส์เชิงทฤษฎี. "โมเดลที่เรียบง่ายส่วนใหญ่ถือว่าอากาศผสมกันอย่างเต็มที่ แต่นั่นไม่ใช่วิธีการทำงานในชีวิตจริง "มีปัจจัยหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อความเสี่ยงของการแพร่เชื้อในรถไฟ ไม่ว่าจะเป็นคนในรถไฟที่ได้รับการฉีดวัคซีนหรือไม่ พวกเขาสวมหน้ากากหรือไม่ ความแออัดของผู้โดยสาร และอื่นๆ ปัจจัยเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลง ระดับความเสี่ยง ซึ่งเป็นเหตุผลที่เราพิจารณาความเสี่ยงสัมพัทธ์ ไม่ใช่ความเสี่ยงสัมบูรณ์ -- เป็นกล่องเครื่องมือที่เราหวังว่าจะให้แนวคิดแก่ผู้คนเกี่ยวกับประเภทของความเสี่ยงต่อโรคติดต่อทางอากาศบนระบบขนส่งสาธารณะ" นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์หนึ่งมิติ (1D) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโรคติดต่อทางอากาศ เช่น โควิด-19 สามารถแพร่กระจายไปตามความยาวของโบกี้รถไฟได้อย่างไร แบบจำลองนี้มีต้นแบบมาจากตู้ รถไฟ เดี่ยวที่มีประตูปิดที่ปลายทั้งสองด้าน แม้ว่าจะสามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะกับรถไฟประเภทต่างๆ หรือการขนส่งประเภทต่างๆ เช่น เครื่องบินหรือรถประจำทางได้ โมเดล 1 มิติพิจารณาฟิสิกส์ที่จำเป็นสำหรับการขนส่งสารปนเปื้อนในอากาศ ในขณะที่ยังมีราคาไม่แพงนัก โดยเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับโมเดล 3 มิติ แบบจำลองนี้ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยใช้การวัดของการทดลองคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีการควบคุมซึ่งดำเนินการในตู้โดยสารรถไฟเต็มรูปแบบ โดยมีการวัดระดับ CO2 จากผู้เข้าร่วมที่จุดต่างๆ วิวัฒนาการของ CO2 แสดงให้เห็นการซ้อนทับกันในระดับสูงกับความเข้มข้นแบบจำลอง นักวิจัยพบว่าการเคลื่อนที่ของอากาศจะช้าที่สุดในส่วนตรงกลางของโบกี้รถไฟ “หากมีผู้แพร่เชื้ออยู่กลางตู้โดยสาร พวกเขาก็มีโอกาสแพร่เชื้อมากกว่ายืนอยู่ที่ท้ายตู้โดยสาร” เดอ ไครจ์ กล่าว "อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์จริง ผู้คนไม่รู้ว่าผู้ติดเชื้ออยู่ที่ไหน ดังนั้นความเสี่ยงในการติดเชื้อจึงคงที่ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหนในรถม้า" รถไฟโดยสารจำนวนมากในสหราชอาณาจักรได้รับการผลิตให้มีราคาถูกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในแง่ของความสะดวกสบายของผู้โดยสาร โดยมีจำนวนที่นั่งสูงสุดต่อตู้โดยสาร นอกจากนี้ รถไฟโดยสารส่วนใหญ่หมุนเวียนอากาศแทนการดึงอากาศบริสุทธิ์จากภายนอกเข้ามา เนื่องจากอากาศบริสุทธิ์จะต้องถูกทำให้ร้อนหรือเย็น ซึ่งมีราคาแพงกว่า ดังนั้น หากผู้โดยสารไม่สามารถรู้ได้ว่าตนโดยสารตู้รถไฟร่วมกับผู้ติดเชื้อหรือไม่ ผู้โดยสารควรทำอย่างไรเพื่อให้ตนเองปลอดภัย “เว้นระยะห่างให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ การเว้นระยะห่างทางกายภาพไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด แต่จะใช้ได้ผลเมื่อระดับความจุต่ำกว่า 50 เปอร์เซ็นต์” de Kreij กล่าว “และสวมหน้ากากคุณภาพสูง ซึ่งไม่เพียงแต่ป้องกันคุณจากโควิด-19 แต่ยังรวมถึงโรคทางเดินหายใจทั่วไปอื่นๆ ด้วย” ขณะนี้นักวิจัยกำลังมองหาที่จะขยายแบบจำลอง 1 มิติของพวกเขาไปสู่แบบจำลองโซนที่ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย แต่ยังคงประหยัดพลังงาน ซึ่งการไหลแบบภาคตัดขวางนั้นมีลักษณะเฉพาะในโซนต่างๆ แบบจำลองนี้ยังสามารถขยายไปถึงการแบ่งชั้นด้วยความร้อน ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจการแพร่กระจายของสารปนเปื้อนในอากาศได้ดียิ่งขึ้น