智慧城市大解構
高速公路及隧道
高速公路不同類型車道的設計及工程特色
爬坡車道
一般應用在長坡或陡坡路段，主要供大型車輛（貨車、大客車等）使用
停車帶
行駛中途壞車或遇有緊急事故，可停泊 在停車帶
高速公路的重要性：
改善交通、發展經濟
高速公路是香港交通網絡的重要組成部份，對經濟及社會活動起着重要的作用。若高速公路的交通受到阻礙，將會對廣泛地區的交通產生影響
智慧城市的高速公路設計
高速光伏路面可以吸收太陽能發電，或者把光綫轉化為熱能，使路面積雪融化，確保行車安全
「承載式高速光伏路面」最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料，可以吸收陽光，利用太陽能電池把光能轉換成電能
光伏公路儲存了足夠電量後，可以通過人工開啟或者是智能感知路面結冰情況來開啟電力加熱系統，在冬季溶化冰雪，保障行車安全，更可以為配備無線充電設備的電動車充電
參考資料:
興建隧道的工序與特點
沉管式隧道
香港普遍使用沉管式方法興建過海隧道，如東區海底隧道及西區海底隧道等。優點是它的抗震能力較鑽挖式隧道出色，可以不須填海而建造海港內的一段隧道
工序
1. 使用挖泥船挖掘海床，同時建造沉管隧道預製件
2. 使用拖船將沉管式隧道組件拖到預定位置並沉降於地基上
3. 鞏固組件，完成裝置後經海路拖曳至已挖掘的坑道沉放及接駁
4. 覆蓋沉管隧道及回填海床
優點
1. 海床挖掘及隧道預製件同步施工，增加效率
2. 具能源效益，利用阿基米德浮體原理及現有衛星導航技術，不需大型機械沉放預製件，節省能源消耗
3. 大部分工序於遠離市區的工場進行，減少建造期間對社區的影響
參考資料:
http://www.mtr-shatincentrallink.hk/tc/construction/construction-methods.html
地底的鑽挖式隧道
鑽挖式隧道是指利用隧道鑽挖機來建造隧道。隧道鑽挖機前端裝有鋼製的鑽頭，可以在不同的土質層建造隧道。它具備多項功能，可同時進行鑽挖、運送泥石及組裝隧道壁等工序
工序
1. 將隧道分段，在每一段隧道的起點及終點均設置啟動豎井及回收豎井。豎井的深度會視乎鐵路隧道的水平位置而定
2. 將隧道鑽挖機的不同組件運送至啟動豎井進行裝嵌
3. 隧道鑽挖機在鑽挖時會隨即在挖出的隧道安裝預製件，即時裝嵌成永久隧道壁
4. 隧道鑽挖機抵達回收井，經分拆後運走
優點
1. 隧道鑽挖機完全於地底建造隧道，較明挖回填(隧道建築方法之一，在路面挖掘坑道，然後更填回路面的部份)更能有效減少噪音、塵埃及震動，而且佔用地面面積較少，減低對附近環境、社區及交通的影響
2. 隧道鑽挖機於鑽挖同時安裝預製組件，即時裝嵌成永久隧道壁，相對傳統的鑽爆建造方式(隧道建築方法之一，用爆破的方式開挖)或明挖回填建造方式更有效率
3. 即時安裝隧道壁能加強鞏固地層，地下沉降及水土流失的機會亦進一步減少，減低對樓宇結構的影響，確保附近樓宇的結構安全
參考資料:
隧道的重要性：改善交通、發展經濟
縮短行車時間，分流和改善路面交通
連接各區，方便市民生活
（例如到其他區域上班或上學）
陸路交通
- 根據政府資料，2018年的香港公共交通工具平均每天載客約1, 290萬人次，當中以鐵路為骨幹
- 常見陸地交通工具：鐵路、電車、巴士、的士、小巴
- 1863年的英國倫敦已使用地鐵作運輸，時至今日，世界各地依然重視鐵路建設。鐵路運輸的重要性包括用作長途運輸，速度較快亦較便宜，燃料和人力的經濟效益高，能解決交通擠塞
- 鐵路對香港交通網絡的重要性：鐵路網路覆蓋多區，在2018年，平均每天載客量約560萬人次
- 以化石燃料推動的汽車：香港現時的車輛都主要以化石燃料，即柴油、汽油或石油氣推動。雖然使用化石燃料的成本較低，但這些燃料在燃燒期間卻排放會造成空氣污染的氮氧化物及懸浮粒子
香港電動車的環保效能：
- 電動車輛與使用化石燃料的傳統車輛不同，它不會排放廢氣，有助減少溫室氣體及改善路邊空氣質素
- 廣泛使用電動車輛亦可促進環保工業發展
- 為提高充電效率，環保署在過去數年陸續把標準充電器提升為中速充電器。相比標準充電器，中速充電器可減少充電時間達六成
參考資料:
https://www.epd.gov.hk/epd/tc_chi/environmentinhk/air/prob_solutions/promotion_ev.html
橋樑
橋樑的結構：底基 (負責承受橋身及交通工具的重量)、混凝土筏(將橋墩安置在混凝土筏之上，以防地面下陷)
橋樑
橋樑由一根或數根兩端有支撐的橫樑組成。橫樑可能是長木頭、混凝土板或其他建築材料
底基
橫樑由橋墩和橋台所支撐，而橋的底基則支撐著橋墩和橋台
混凝土筏
如橋墩下的泥土深而軟，就需用特別底基承受橋的重壓，以防地面下陷。常用方法是製造一塊巨大的混凝土厚板（稱作「筏」），並將橋墩建在其上
智慧城市設計：
將BIM技術應用在建築橋樑之中
興建橋樑時採用建築信息模擬技術（Building Information Modelling，簡稱BIM）。BIM是一項嶄新的技術，可於虛擬環境中進行設計和模擬建造工作
由籌備設計到建造，以至營運及維修保養等階段，BIM讓專業團隊如工程師、建築師等，可以在同一數碼平台溝通協調
此技術可減少建造過程中需要作出的變更，同時減低風險，讓團隊能作出更準確的估算
興建橋樑時要考慮的要點
負載
底基負責承受壓力（亦稱負載）。活負載是指交通工具的重量，靜負載是橋本身的重量，而風力則叫做風負載。當有活負載時，橋會向下彎曲，此時，橋的上表面被壓縮，下表面則被拉緊。如果橋的彎曲超過一定限度，橋就會斷裂
興建橋樑時，橋所承載的交通量愈大，就會越長，橋亦應該越厚和越重。若橋身太厚，橋亦有可能因為承受不了自身的重量而斷裂
形狀
橋的形狀需要經過特別設計以防止彎曲和盡量減輕承重量。例如普通的鋼樑是Ｉ型樑，這種形狀的樑很結實，亦可以承受重壓。而混凝土製的 Ｍ型樑同樣被廣泛使用
飛機
飛機的主要組成部分及功用
除了少數特殊型號的飛機外，大多數飛機 都是由下列部分組成：
| 部分 | 功用 |
| 機翼 | 產生升力，同時有助穩定和操控飛機 |
| 機身 | 裝載乘員、旅客、貨物和各種設備，將飛機的其他部件如：機翼、尾翼及發動機等連接成一個整體 |
| 尾翼 | 操縱飛機俯仰和偏轉，保證飛機能平穩飛行 |
| 起落裝置 | 在起飛、着陸滑跑，地面滑行和停放時支撐飛機 |
| 動力裝置/ 引擎 |
產生推力，使飛機前進，還可為飛機上的其他用電設備提供電源等 |
飛行原理
- 空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上、下表面流過，在機翼後緣重新匯合向後流動
- 基於流體的連續性定理和伯努利定理，由於機翼上表面比較凸出，流管較細，說明流速加快，壓力降低
- 而機翼下表面，氣流受阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大
- 於是，機翼上下表面出現了壓力差，垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力，飛機藉此克服地心吸力向上升
飛機與直升機的分別
- 結構不同：直升機主要由旋翼、機身、發動機、起落裝置和操縱機構等部分組成，最明顯的分別是直升機頂由2-5片槳葉組成的旋翼；飛機沒有旋翼，主要組成部分包括機翼、尾翼、副翼和發動機等
- 飛行動力不同：直升機的上升動力由旋翼產生；飛機的動力主要來自於發動機和各個機翼的配合
- 操縱設備不同：直升機的駕駛杆可以操縱旋翼槳盤的傾斜方向，進而控制飛行方向；飛機的駕駛杆則是用來控制飛機的副翼和尾翼。直升機油門杆的提升和下拉可以操縱槳葉的角度，進而改變旋翼的上升力；飛機的油門杆則是用來改變發動機功率
參考資料:
智能運輸系統
引入智能運輸及交通管理系統後出現的變化
- 例子1：智能收費系統
- 智能收費系統以自動化方式取代人手收費，駕駛人士毋須在隧道收費站前停車繳費。當車輛駛經安裝了電子道路收費服務系統的裝置時，車內的感應器會立即連接裝置，並在預繳戶口中扣除有關費用，而使用者亦可隨時查閱相關的行車記錄
- 自動收費系統被應用在香港所有收費行車隧道、青馬管制區及青沙管制區，以節省時間及人手需求。2019年3月，自動收費系統的服務供應商已發行超過347,000張電子標籤，約有半數駛經收費行車隧道或收費道路的車輛使用自動收費系統。
- 例子2：區域交通控制系統
區域交通控制系統是對同一地區內的交通燈號作統一控制及操作的電腦系統，由1970年代開始發展，現已擴展至所有市區地區及新界各新市鎮。它令道路交界處的交通燈號有較妥善的協調，幫助駕駛人士和提升行人的安全 - 例子3：香港青衣九號貨櫃碼頭(北)裝置吊機遙距操作及貨櫃箱自動堆疊系統
系統讓29部輪胎式龍門架吊機變成遙控自動化操作，生產力及操作效率提升20%，並減低碳排放及改善吊機工人工作環境
參考資料:
https://www.td.gov.hk/tc/transport_in_hong_kong/its/its_achievements/index.html
船
海上:船隻有不同種類，如渡輪（2018年平均每日載客量達約13萬人次）、起重機躉船、 漁船等
貨運
香港是亞洲的海上運輸中心，處理大量來往世界各地的貨物，2018年的抵港港口貨物及離港港口貨物，分別達到15,950萬公噸及9,000萬公噸
參考資料:
https://www.epd.gov.hk/epd/tc_chi/environmentinhk/air/prob_solutions/strategies_apc.html
船隻減排
為了減少船隻排放的污染物，政府規定本地船用柴油的含硫量不得超過0.05%，亦要求遠洋船停泊香港水域期間，都必須使用合規格的燃料
相關工程
專業界別
