278 km/h sullo Shinkansen: cosa registra un tachimetro GPS su un treno proiettile

In un video girato su uno Shinkansen nell’ottobre 2024, un telefono appoggiato in piedi sul davanzale del finestrino segnava 278 km/h (172,7 mph)278 km/h nel suo punto visibile più alto e si è tenuto tra 276 e 278 km/h (171,5 e 172,7 mph)276 e 278 km/h per tutta la ripresa. Il registro del viaggio mostrava 13,2 km (8,2 miglia)13,2 km percorsi in 2 minuti e 51 secondi, una media di 279 km/h (173,4 mph)279 km/h e una massima di viaggio di 283 km/h (175,9 mph)283 km/h.

La corsa, così come l’ha vista il telefono

Il video non è nostro. Un amico del team l’ha girato durante un viaggio in Shinkansen nell’ottobre 2024, usando il nostro tachimetro GPS sul proprio telefono, e ci ha passato la clip dopo. Tutto quello che segue è letto fotogramma per fotogramma da quella registrazione: nessuno ha impostato la cosa come un test, e non abbiamo intenzione di presentarla come tale.

Il setup, per quel poco che c’è: nessun supporto, nessuna ventosa per il vetro, nessuna culla. Il telefono sta semplicemente in piedi sul davanzale sotto il finestrino, appoggiato al vetro, con il computer di viaggio dell’app visibile sotto il quadrante. Una seconda fotocamera ha ripreso lo schermo, quindi qui non c’è nessuna registrazione dello schermo: è la lettura come l’ha vista davvero un passeggero seduto in quel posto.

A questa velocità il treno copre 77 metri (253 piedi)77 metri di binario ogni secondo. I pali che sorreggono la linea aerea arrivano e spariscono dentro un singolo fotogramma di video; un campo che riempie il finestrino è già alle tue spalle prima che tu abbia finito di guardarlo. La lettura è l’unica parte della scena che sta ferma abbastanza da poter essere letta, che è presumibilmente il motivo per cui il telefono è finito appoggiato lì.

Il computer di viaggio mostrava questo quando è stata girata la clip:

Punti chiave

• La lettura live è rimasta dentro una banda di 2 km/h (1,2 mph)2 km/h per tutti i 21,6 secondi della registrazione, prendendo tre valori: 276, 277, 278. A quasi 280 km/h (174 mph)280 km/h è una dispersione sotto l’1%.
• Il registro del viaggio si controlla da solo. 13,2 km (8,2 miglia)13,2 km in 2:51 fanno 277,9 km/h (172,7 mph)277,9 km/h — entro circa l’1% dei 279 km/h (173,4 mph)279 km/h che l’app mostrava come media, e praticamente sopra il numero sul quadrante.
• La massima e il quadrante non vanno d’accordo per 5 km/h (3,1 mph)5 km/h, e hanno ragione entrambi. Una massima di viaggio è il singolo campione più alto dell’intera corsa; il quadrante è un istante. Il video copre circa un ottavo del viaggio.
• Un posto al finestrino non è una vista libera del cielo, e la lettura ha tenuto lo stesso. Il vetro attenua il segnale, ma non lo blocca come fa il tetto di una galleria.
• La media è il numero onesto. Come in una prova di velocità in barca su due passaggi, la massima ti dice qualcosa su un secondo; la media ti dice qualcosa sul viaggio.

Il profilo di velocità: una banda di 2 km/h per tre minuti

La cosa interessante di questa registrazione è quanto sia noiosa. Nell’arco di 21,6 secondi il numero ha preso esattamente tre valori — 276, 277, 278 — e nient’altro. Non è mai sceso, non ha mai avuto un picco, non è mai andato perso.

Quella piattezza è la misurazione che funziona. Il GPS ricava la velocità dallo spostamento Doppler sulla portante del segnale satellitare invece che dalla differenza tra due posizioni, quindi la lettura non accumula il vagare che accumulano invece le posizioni fissate — la meccanica è in come funzionano i tachimetri GPS. È anche il motivo per cui l’alta velocità di per sé non degrada la lettura: un ricevitore è più o meno preciso a 280 km/h quanto lo è a 100, finché vede il cielo.

La prova più solida non è affatto il quadrante, è l’aritmetica nascosta nei due campi sotto di esso. Distanza diviso durata dà una velocità media che l’app non mostra mai, calcolata a partire da due contatori indipendenti. Campionata in tre momenti diversi della registrazione:

Tre letture che stanno dentro 1,2 km/h (0,7 mph)1,2 km/h l’una dall’altra, tutte a un paio di km/h dai 279 km/h (173,4 mph)279 km/h che l’app stessa dà come media e proprio sopra il quadrante live. Lo scarto che resta è più o meno quello che consente l’arrotondamento del display: la distanza è mostrata a 0,1 km (0,06 miglia)0,1 km, che a questa velocità è già di per sé un quanto da 1,3 secondi.

L’altitudine è l’asse più debole, e si vede. Negli stessi 21,6 secondi ha oscillato tra 113 e 117 m (371 e 384 piedi)113 e 117 m. In parte è terreno vero che sale e scende sotto un treno che durante la clip ha percorso 1,6 km (1 miglio)1,6 km, e in parte è semplicemente la componente verticale di una posizione GPS che è più rumorosa di quella orizzontale. In ogni caso è un promemoria utile: «il GPS è preciso» è un’affermazione su una grandezza specifica, non su ogni numero che vedi sullo schermo.

Un campo merita una seconda occhiata: FERMO segnava 00:00:00. Nell’arco di 2 minuti e 51 secondi il registro non ha mai rilevato un momento sotto la sua soglia di movimento.

Perché la velocità massima dice 283 quando il video mostra 278

Due numeri sullo stesso schermo, distanti 5 km/h (3,1 mph)5 km/h, e la risposta onesta è la meno emozionante: descrivono intervalli di tempo diversi.

Il video è un campione del viaggio, non il viaggio. La clip dura 21,6 secondi. Quando è stata girata il viaggio era già in corso da 2 minuti e 47 secondi, ed è proseguito dopo. La fotocamera ha visto all’incirca un ottavo della corsa. I 283 km/h (175,9 mph)283 km/h sono successi negli altri sette ottavi — molto probabilmente su un tratto di linea dove al treno era concesso un po’ più di quanto gli fosse concesso qui. Non c’è niente da spiegare oltre a questo, e qualsiasi spiegazione che se lo salti sta forzando la mano.

Una massima è un singolo campione, e un singolo campione sta sopra un valore sostenuto. Anche su un binario perfettamente stabile la lettura respira di un km/h o due — puoi vederla fare esattamente questo nel loop qui sopra. Un campo di massima si tiene il più alto di quei respiri, su tutta la corsa, per sempre. È l’unica statistica di un computer di viaggio che diventa monotonamente meno rappresentativa più a lungo registri. Un viaggio di dieci minuti ha dieci volte più occasioni di beccare un campione favorevole rispetto a uno di un minuto, e la massima lo rifletterà anche se il treno non si è mai comportato in modo diverso.

È la stessa trappola del citare la velocità massima di una barca da una sola surfata giù per un’onda, ed è per questo che il nostro metodo di prova della velocità in barca è costruito sulla media di due passaggi invece che sulla lettura di un picco. Il picco è un fatto su un momento. La media è un fatto sul viaggio.

Il filtraggio dei picchi spiega lo scarto che non c’è, non quello che c’è. Un’app di velocità fatta bene scarta i salti fisicamente impossibili prima che arrivino al campo della massima — un treno non può guadagnare 40 km/h (25 mph)40 km/h in un decimo di secondo, quindi un campione che sostiene di averlo fatto è un artefatto da multipath, non un record. Ma 283 km/h (175,9 mph)283 km/h su un treno che ne sta già tenendo 277 è del tutto plausibile, quindi un filtro lo lascia passare, correttamente. Il filtraggio è il motivo per cui la massima è 283 e non un numero assurdo; non è il motivo per cui 283 sta sopra 278.

Allora quale cifra è «la velocità del treno»? La media di 279 km/h (173,4 mph)279 km/h, sostenuta da 13,2 km (8,2 miglia)13,2 km in 2:51 da due contatori separati. I 283 sono una lettura reale di un momento reale in cui la fotocamera non stava girando. I 278 sono l’istante più veloce che chiunque possa metterti davanti in video, ed è per questo che è il numero nel titolo. Tutti e tre sono veri; solo uno di essi descrive il viaggio. La trattazione completa di dove queste letture reggono e dove no è in quanto è preciso un tachimetro GPS alle alte velocità.

Questo dato sta dove dovrebbe stare uno Shinkansen?

Come verifica di plausibilità, non come identificazione: le velocità di esercizio pubblicate collocano i servizi giapponesi più veloci a 320 km/h (199 mph)320 km/h sulla linea Tohoku e intorno ai 300 km/h (186 mph)300 km/h sulla linea Sanyo, mentre la linea Tokaido arriva a 285 km/h (177 mph)285 km/h in rettilineo e a 275 km/h (171 mph)275 km/h in curva. Un 276–278 sostenuto con un picco di 283 sta dentro quell’intervallo: comodamente sotto le linee più veloci, e proprio a ridosso del tetto della più lenta.

Quale linea fosse, e quale treno, non possiamo dirtelo. Quell’informazione non è arrivata insieme alla clip e non verrà ricostruita a posteriori: il paesaggio non è una prova, e un’ipotesi plausibile stampata come didascalia diventa il dato citato da qualcun altro. Le velocità sono ciò che il video sostiene; il percorso no.

Cosa fa il GPS in una galleria dello Shinkansen

Questa clip è su binario all’aperto: campagna pianeggiante, basse colline boscose, cielo aperto sopra il crinale. È il caso facile, e vale la pena dire esplicitamente che è il caso facile, perché su una linea giapponese ad alta velocità non è tutto il viaggio. Circa metà del tracciato della linea Sanyo corre in galleria, e i tratti di montagna altrove sono simili.

Ecco cosa succede quando se ne va la luce del giorno:

Quello che si ferma è il segnale, non l’app. Il tetto di una galleria è l’unico ostacolo che il GPS non può aggirare. Il cemento e la roccia non attenuano il segnale satellitare come fa il vetro: lo terminano. Non c’è nessuna posizione da calcolare, quindi non c’è nessuna nuova velocità da riportare — è la stessa modalità di guasto di una galleria stradale, e l’unica dell’elenco che è totale invece che degradata.

Quello che vedi dipende da cosa fa l’app quando non ha niente. La maggior parte delle app fa una di due cose: tiene sullo schermo l’ultima velocità nota, oppure ripiega su una breve stima in dead reckoning a partire da accelerometri e giroscopio del telefono. Il dead reckoning va bene per qualche secondo e poi deriva, perché una stima inerziale integra il proprio errore. Su un treno deriva in modo insolitamente elegante: un treno su rotaie non cambia velocità né direzione in fretta, quindi «dai per scontato che stia ancora facendo quello che faceva» è un’ipotesi migliore su uno Shinkansen di quanto lo sarebbe nel traffico. La nostra alla fine mostra 0: senza posizioni da riportare, la lettura scende a zero e ci resta finché non torna il cielo — il display che dice «nessuna misurazione», non «il treno si è fermato».

Il riaggancio è rapido, ed è la parte che le persone sbagliano. All’uscita da una galleria, un telefono che stava tracciando in modo continuo sa già più o meno dov’è, che ora è e quali satelliti dovrebbe avere sopra la testa. Si sta riagganciando, non partendo da freddo, quindi la lettura di solito torna nel giro di qualche secondo invece del mezzo minuto che può richiedere un primo fix da zero. Quello che non fa è riempire la galleria a posteriori. La distanza accumulata alla cieca è distanza che il registro del viaggio non ha mai contato, quindi una galleria lunga fa sì che il totale del viaggio risulti corto, non sbagliato — una distinzione da tenere ben presente quando confronti la distanza di un’app con un orario ferroviario.

Per questo viaggio specifico l’aritmetica suggerisce che non sia andato perso nulla di significativo: 13,2 km (8,2 miglia)13,2 km in 2:51 riproducono la lettura live entro circa l’1%, cosa che un tratto non registrato di una certa entità avrebbe tirato verso il basso.

Conseguenza pratica per un viaggio in treno: avvia il viaggio prima di volere i dati, lascialo correre attraverso le gallerie invece di fermarlo e farlo ripartire, e leggi la media invece della distanza se il percorso è pieno di gallerie. E nota che niente di tutto questo ha bisogno di campo sul telefono: la velocità GPS si calcola dai satelliti, quindi funziona senza nessuna connessione dati, cosa che conta più all’estero che a casa.

Da dove arrivano questi numeri

Provenienza. Il video è stato registrato nell’ottobre 2024 da un amico del team, su uno Shinkansen, sul proprio telefono, con la nostra app GPS Speedometer impostata su km/h. Ci è stato dato dopo. Non l’abbiamo commissionato, né specificato, né supervisionato.

Ogni cifra di questo articolo è letta da ciò che l’app mostrava sullo schermo in quel video. Non c’è nessun file di dati separato, nessuna traccia GPX esportata e nessuna telemetria dietro questi numeri: solo il computer di viaggio così come è stato filmato, trascritto fotogramma per fotogramma. Dove un valore si muove durante la clip abbiamo dato l’intervallo invece di scegliere l’estremo che ci conviene.

Cosa c’è nella registrazione. 21,6 secondi, verticale, 30 fotogrammi al secondo, girati con una seconda fotocamera puntata sullo schermo del telefono. Il viaggio era già in corso da 2 minuti e 47 secondi quando sono iniziate le riprese. Il loop qui sopra è un taglio di otto secondi tratto da lì. Niente è stato accelerato, rallentato o composto.

Come era posizionato il telefono. In piedi sul davanzale del finestrino della carrozza, appoggiato all’indietro contro il vetro, senza supporto. Nessuna ventosa, nessuna antenna esterna, nessun gimbal.

Cosa non si sa, e non verrà riempito più avanti. La linea, il percorso, il tipo di treno e il modello di telefono. Niente di tutto questo è arrivato con la clip. Preferiamo lasciare quattro caselle vuote piuttosto che pubblicare quattro ipotesi che poi ci vengono citate come fatti.

L’app non è la versione attuale. L’ottobre 2024 è precedente alle release in distribuzione oggi, quindi lo schermo nel video è una build precedente dello stesso computer di viaggio. I campi citati qui — velocità, media, velocità massima, distanza, altitudine, durata, fermo — sono quelli che mostrava allora. Niente in questo articolo va letto come un’affermazione su cosa fa di diverso la versione di oggi.

Cosa non è stato controllato. Nessuno strumento di riferimento. Nessun cronometraggio a bordo linea, nessun display di velocità del treno nell’inquadratura, nessun secondo dispositivo GPS. L’unica verifica incrociata disponibile è la distanza e la durata dell’app stessa contro la sua stessa velocità, che è un controllo di coerenza genuino ma non indipendente. Le velocità di linea pubblicate sono qui l’unico confronto esterno, e possono solo dire che la lettura è plausibile.

Altri limiti dichiarati onestamente. Un viaggio, un telefono, una clip che copre circa un ottavo del viaggio registrato. La velocità è stata stabile per tutto il tempo, quindi questo non dice nulla su come si comporta la lettura in accelerazione all’uscita da una stazione o in frenata all’ingresso. Il telefono era dietro il vetro di un treno e non sotto cielo aperto. E l’oscillazione di altitudine tra 113 e 117 m (371 e 384 piedi)113 e 117 m è un promemoria permanente del fatto che la cifra verticale merita meno fiducia di quella orizzontale.

Domande frequenti

Un tachimetro GPS funziona in treno?

Sì, e il treno è uno dei posti migliori per usarne uno. La lettura arriva dai satelliti e non da qualcosa collegato al veicolo, quindi non serve nessun collegamento con il treno né una connessione dati sul telefono: serve solo una vista del cielo. Un posto al finestrino basta: in questa registrazione un telefono appoggiato al vetro della carrozza ha tenuto stabilmente 276–278 km/h e ha registrato 13,2 km in 2 minuti e 51 secondi. L’eccezione sono le gallerie, dove il segnale si interrompe del tutto finché non torni fuori.

Perché la velocità massima della mia app di velocità non coincide con quella che vedo sullo schermo?

Perché misurano intervalli di tempo diversi. Il quadrante mostra un istante; il campo della velocità massima si tiene il singolo campione più alto dell’intero viaggio e non lo molla più. In questa corsa il quadrante mostrava 277 km/h mentre la massima di viaggio era ferma a 283 km/h, registrata in qualche momento precedente di un tragitto di cui la fotocamera ha colto solo un ottavo. Una massima inoltre sale più a lungo registri, perché un viaggio più lungo dà semplicemente al ricevitore più occasioni di beccare un campione favorevole. Se vuoi un numero che descriva il viaggio invece di un momento, leggi la media.

Un tachimetro GPS continua a funzionare in galleria?

Non mentre sei dentro. Il tetto di una galleria blocca completamente il segnale satellitare, quindi non c’è nessuna posizione né velocità da calcolare: l’app o tiene l’ultima velocità che ha visto, o stima brevemente dai sensori di movimento del telefono, cosa che resta utile per qualche secondo e poi deriva. Il riaggancio all’uscita è rapido, di solito qualche secondo, perché il ricevitore si sta riagganciando invece di partire da freddo. L’effetto che resta è sulla distanza: i chilometri percorsi sottoterra non vengono mai aggiunti al totale del viaggio, quindi su un percorso pieno di gallerie la distanza registrata risulta corta.

Fonti e approfondimenti

• Tokaido Shinkansen — aumento di velocità a 285 km/h (Railway Gazette) — i 285 km/h massimi in rettilineo e i 275 km/h in curva citati sopra.
• Tokaido Shinkansen (Wikipedia) e San’yō Shinkansen (Wikipedia) — velocità di linea, e il circa 50% del tracciato della linea Sanyo che corre in galleria.
• Prestazioni dello Standard Positioning Service del GPS (gps.gov) — la specifica ufficiale di precisione per l’uso civile dietro le affermazioni sulla velocità.
• Quanto è preciso un tachimetro GPS alle alte velocità? — perché l’errore resta piatto al crescere della velocità, e le modalità di guasto che contano davvero.
• Come misurare la velocità reale della tua barca con il GPS — la stessa disciplina di misurazione applicata sull’acqua, e l’argomento a favore delle medie sui picchi.

In sintesi

Un telefono in piedi sul davanzale di un finestrino, senza supporto e senza alcun collegamento con il treno, ha riportato la velocità di un treno proiettile entro circa l’1% di quello che implicano i suoi stessi contatori di distanza e durata. Ottenere il numero non è stato difficile. Leggerlo onestamente è stato il lavoro: tre cifre reali su un solo schermo, che descrivono un istante, un picco e un viaggio, e nessuna delle tre è intercambiabile con le altre.

Puoi vedere le stesse tre cifre comportarsi allo stesso modo su qualsiasi cosa si muova. Se vuoi vedere una lettura di velocità GPS live senza installare niente, il tachimetro online funziona nel tuo browser. Se invece vuoi il computer di viaggio — massima, media, distanza, altitudine e durata registrate per ogni viaggio, in km/h, mph o nodi — quella è l’app.

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