现代运输系统导论

Chap1.現代運輸系統導論運輸之定義運輸之構成要素運輸發展簡史運輸之功能與重要性運輸之衝擊運輸系統概述運輸事業概述二十一世紀運輸業之未來展望前言交通運輸系統之建設，乃為國家經濟建設之基礎，欲全面解決交通運輸問題，須先深入瞭解各種運輸系統的特性及其相互關係1.運輸之定義運輸及運輸學之定義「運輸」乃是利用各種運送工具及通路，將人及貨物從甲地運至乙地，以克服空間阻隔的一種經濟活動。「運輸學」乃是探討有關如何將人及貨物迅速、安全、經濟、便利、穩當地從甲地運送到乙地，以創造空間效用(placeutility)、時間效用(timeutility)、形式效用(formutility)及持有效用(possessionutility)的科學運輸、通信與交通之區別由於交通部之英文(MinistryofTransportationandCommunications，MOTC)，使得「運輸」與「交通」兩名詞變的相當混淆「運輸」(transportation)是指使用運輸工具將人、貨從一地移至另一地的一種過程或經濟行為「交通」(traffic)是指運輸工具在運輸過程所產生的現象，這是交通的廣泛定義而一般人較熟悉的交通，狹義而言則專指道路上車輛或行人的交通，用法諸如:交通流(trafficflow)、交通量(trafficvolume)、交通號誌(trafficsignal)、交通工程(trafficengineering)「communications」則應稱為「通信」，它所傳送的不是人或貨物，而是一種「訊息」(message)。通信一般又可分為郵政(post)、電話(telephone)、電報(telegram)、傳真(fax)、電視(television)、電傳打字(telex,teletype)、廣播(radio)以及電子郵件(e-mail)等「communication」一詞則泛指二個或二個以上的人或物之間，訊息、感覺、情緒、經驗、熱量、濕度等之相互交換傳達。易經：泰，小往大來，吉亨。則是天地交，而萬物通也。引申為：上下相迭謂之交，往來不窮謂之通。交通。這種人與人之間的「交通」、「交往」，包括兩地之間人、貨、資訊、語言、意思等一切的「溝通」，可說是「communication」一詞最廣義的解釋「交通部」最初之所以譯為「MinistryofCommunications」，可能取「communication」之廣義解釋。依交通部組織法規定，其職權管轄之業務實際上已包括了運輸(鐵路、公路、水運、空運)、通信(郵政、電信)、觀光，及氣象等四個部門，範圍之廣泛，遠超過大部分國家運輸部或其他類似部門2.運輸之構成要素現代化運輸，則都須具備運輸工具、通路、場站、動力、通信、經營機構運輸經營之成敗，服務水準之能否令人滿意，也端視這些構成要素之能否發揮應有之功能。運輸工具運輸工具(vehicle)的功能在於容納與保護被運送的人、貨。理想的運輸工具，應具備結構簡便安全、輕巧易於操縱管理、造價經濟、寬敞舒適、耐用、少故障易維修、容量大、震動小、耗用能源少、污染少等要件。通路「通路」(way)即運具所通行之途徑，其連接出發點(origin)至到達點(destination)，職司運具安全便捷之通過場站場站(terminal)即運具出發、經過與到達之地點，為運具到發停留、客貨集散裝卸、售票待運服務、運具維修保養、管理、駕駛及服務人員工作休息、以及通路的中轉連接等場所動力(Power)移動行駛的力量。而良好的動力設備應具備構造簡單、操作方便、保養維修容易、成本低廉、能源取得方便價廉、能源使用效率高等條件。通信通信(communication)設備的功能在便於管理營運人員能迅速確實掌握運輸服務之進行情況，遇有突發事故時能迅速處理，以確保運輸之持續與安全、提高運輸服務水準與運輸效率「智慧型運輸系統」(IntelligentTransportSystem,ITS)，就是要利用現代的通訊與資訊科技來提升運輸服務的水準，並提供即時資訊給運輸服務的使用者經營管理人才及組織上述五項運輸要素都是屬於「硬體」(hardware)，具備了這些設施尚無法從事運輸服務，一切管理事務的原動力與中心都在於「人」(liveware)，所以運輸之構成，除上述五個硬體要素外，人才是最重要的另一個構成要素3.運輸發展簡史陸路運輸方面，我國在秦朝就已自首都咸陽鋪設「驛道」通達各地。在文明時代的早期，人類的貨物運輸及貿易係藉著帆船、固定車軸的簡陋車輛及駱駝商隊而進行；人員的運輸方式則以騎乘動物為主。遇有戰爭，在陸上係使用戰車(chariot)，海上則使用有槳帆船為戰艦(galley)，作為戰爭的工具。十九世紀以後迄今的運輸，不但運輸的技術進步了，運輸的方式改變了，運輸工具增加了，同時運輸的領域也擴大了，茲分海運、鐵路、公路、空運及管道運輸，數項敘述如下：海運1765年，瓦特(Watt)發明的蒸汽機於十九世紀初被應用於水道運輸，從此開始海上運輸的機械化時代1807年，富爾敦將他所發明的汽船「克拉蒙」號展示於赫得遜河(HudsonRiver)1833年，一艘名叫「皇家威廉」號的加拿大汽船首次橫渡了大西洋1854、1897兩年裡第一個複合來復式蒸汽機(steamengine)及蒸汽渦輪(turbine)先後均由英國人首次成功地應用於輪船之上。其後，柴油引擎也試用成功。利用水的表面作用(surface-effect)來行駛的水翼船(hydrofoil)，時速可達70公里到100公里左右空氣壓力所形成的氣墊(aircushion)來支撐，並利用推進器作為推進系統的氣墊船(hovercraft)鐵路蒸氣鐵路運輸於1825~1830年間由英、美兩國首開其端1850年左右，美國人才清楚了解到唯有鐵道運輸能使他們開發無窮無盡的資源四十年後，全美國境內，由西而東，由南而北，以為鐵路網所密布除了柴油機關車外，鐵路的發展尚受其他因素所影響—包括自動連結器、空氣煞車及標準軌道的採用，以上三項在十九世紀後半均已達成進入二十世紀則完成連續焊接軌道(weldedsteelrail)、機械化的保養裝置、閉塞號誌系統(blocksignalsystems)、中央控制行車制度(CentralizedTrafficControl,CTC)以及列車自動控制系統(AutomaticTrainControl,ATC)等「高速鐵路」(HighSpeedRail,HSR)是指營運速度最高達每小時300公里以上的鐵路系統，最早屬1964年推出之日本新幹線高速鐵路，當時東海道新幹線最高時速為210公里日本最新型的700系高鐵列車於1991年3月加入營運，其最高時速達每小時300公里法國的TGV是歐洲最先發展的高速鐵路系統，由1981年起陸續改進，至今第二代TGV車速可達時速310公里，而實際營運最高速度計為每小時300公里西德在1988年也開始其部分高速鐵路系統之營運，目前之營運速度每小時250~280公里，而其設計時速是每小時400公里義大利高鐵(ETR)於1988年以採用「傾斜」車體技術之ETR450列車，可行駛於半徑較小之曲線路段，提昇列車行駛速度，其最高時速可達250公里在都會區方面，大眾捷運系統(MassRapidTransit,MRT)被公認為是解決都市交通問題最現代化也最有效的運輸工具之一公路汽油引擎使用於道路車輛首由德國人戴姆勒(GottliebDaimler)於1877年嘗試成功四、空運空運的發生肇始於1783年6月5日法國人蒙哥菲爾兄弟(MontgolfierBrothers)以熱氣球成功地完成載人升空飛機的發展係自1903年12月17日美國萊特兄弟於北卡羅來納州的基爾迪費(KillDevilHill)基地成功飛上藍天開始其後之發展趨勢大致為：飛航速率越來越快、飛航高度越來越高、容量越來越大。例如：1970年之B-747行速每小時880公里，載客量約490人，1972年英法合製之協和號(Concorde)，航速達每小時2300公里，空中巴士A380的飛機最高載客量達880人，而航空器續航力最高可達16000公里，預計不久即將有時速4800公里以上之客機出現管道運輸管道運輸是歷史最短的一種方式，人們才於1865年開始利用管道來運送石油，由於實驗的結果很成功，管道運輸於焉誕生4.運輸之功能與重要性運輸是促進一地區或一個國家社會之經濟發展、社會團結、文化進展、政治進步、國防鞏固、甚至國家統一必不可少的要素。包括：運輸的一般功能運輸之經濟功能運輸的一般功能運輸的一般功能，可包括下述五項：(一)國家社會的團結與統一(二)國防力量之增強(三)政治制度之演進(四)社會關係之促進(五)文化之形成與發展運輸之經濟功能生產在生展方面，運輸有助於：1.降低生產成本2.促進資源之開發與有效利用使得偏遠地區之可及性(accessibility)提高，以致該地之資源可以有效得開發與充分的利用3.促進區域分工4.擴充生產規模交換產品之交換或經由方便之運輸系統，可達到：1.降低產品價格2.穩定物價水準3.擴大市場範圍4.促進國際貿易消費在消費方面，運輸有助於：1.減輕消費負擔2.擴大消費範圍3.提高消費水準4.創造消費慾望分配在分配方面，運輸有助於：1.土地價值的增加2.人口分布變動3.企業利潤提高4.工廠與住宅區位之選擇與移動經濟發展在經濟發展方面，運輸有助於：土地使用改變與利用強度提高促進都市發展發展區域經濟5.運輸之衝擊運輸之使用將會對經濟、環境、社會、文化及國防方面，產生重大之影響，茲分述如下：運輸對經濟的衝擊改變市場型態改變土地價值影響民生物價運輸對環境的衝擊污染問題溫室效應(greenhouseeffect)耗用自然資源運輸安全問題每年有為數可觀的人數因交通運輸事故而喪失生命，佔意外死亡人數的50%以上。根據統計，台灣每年因道路交通事故而死亡的人數約達6000人左右運輸對社會的衝擊影響都市發展影響生活型態造成社會的不公平運輸對歷史文化之衝擊運輸對國防之衝擊6.運輸系統概述運輸系統之範圍運輸系統應包括五種基本的運輸方式(basicmodesoftransportation)，即鐵路、公路、航空、水運、管道，此外尚有運輸承攬業、倉儲公司、旅行社、郵遞包裹服務、以及貿易公司等各種運輸代理商。一個完整之運輸系統的概要，如下圖所示各種運輸方式之特徵鐵路運輸特徵投資成本龐大編組列車，可提高路線容量具有自動控制的能力專用路權「車路一體」或「車路分離」的特性公路運輸的特徵車路分離富於機動性及門運送服務公共性高水道運輸的特性便於利用航行速度慢東西航向的特性國際競爭激烈具伸縮性航空運輸的特徵飛機與機場分離遠距速達用途廣泛不受地理環境影響具有環球性及國際性管道運輸的特徵生產與運銷一元化及門服務高度專業化作業自動化不需包裝複合運輸系統「複合運輸系統」(intermodaltransportation)，係指「兩種或兩種以上之運輸工具，在兩地之間，對於託運人所託運的貨物，採用單一費率或聯合計費，並共同負擔運送責任之服務」，如下圖：鐵路之複合運輸鐵路和公路的複合運輸(Truck-Rail)此種複合運輸亦稱為背載運輸或駝背運輸(piggyback)。如平車載運拖車(Trailer-on-Flat-Car,TOFC)係藉由卡車或公路貨運與鐵路的合作與協調，所提供的複合運輸服務方式鐵路和水路的複合運輸(Rail-Water)即鐵路與水運之聯運系統(rail-water)或稱車-船運輸(train-ship)，海運與鐵路之伙伴關係(marine/railpartenership)貨櫃(container)置於鐵路平車(flat-car)上，稱為平車載運貨櫃(Container-on-Flat-Car,COFC)在1984年，美國總統海運公司(AmericaPresidentLines,APL)開始大量將遠東地區的海運貨櫃，