现代铁路运输系统

4-1現代鐵路運輸系統緒論鐵路運輸之發展過程鐵路運輸系統的特性鐵路運輸的基本設施高速鐵路的發展結論與建議Chapter4現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-2緒論1768年蒸汽機發明之後：人類打破了經濟上的活動範圍限制，工業革命開始。1775年瓦特改良蒸汽機：機械動力來源更加方便，並使鐵路蓬勃發展。鐵路運輸可及性較公路低漸被取代，日趨沒落。但近年來，重新對鐵路加以評估，以根本解決人類城際間與都市地區的運輸問題。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-3鐵路運輸之發展過程世界鐵路發展史萌芽期(約1825年至1900年)蓬勃期(約1900年至1945年)衰退期(約1946年至1964年)復甦期(1964年至2000年)現代軌道運輸的發展期(2001年以後)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-4清朝的鐵路建設台灣的鐵路建設我國鐵路發展史圖4-1台灣第一輛蒸氣機車――騰雲號圖4-2台彎南北高速過700T型的型車圖(蘇昭旭攝)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-5鐵路運輸系統的特性鐵路運輸所具有的一些特性，卻不是現今其他運具所能取代的。這些特性有些是不可取代的優點，有些卻可能在時代變遷中，成為經營上致命的缺點。優點缺點現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-6鐵路之優點運量大、運價低廉且運送距離長行駛具自動控制性有效使用土地污染性較低受氣候限制小現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-7運具種類能源消耗BTU/噸－英哩運費(￠/噸－英哩)運送距離(英哩)速率(英哩/小時)管道運輸4900.273005鐵路運輸6701.4050020水道運輸6800.301,000－公路運輸2,8007.5030040航空運輸42,00021.901,000400表4-1各種運具之能源消耗、運費及運送距離比較表現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-8鐵路之缺點鐵路之缺點如下所述：資本密集且固定資產龐大設施龐大不易維修，且戰時容易遭致破壞貨損較高營運缺乏彈性編組費時現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-9鐵路運輸的基本設施車站鐵路路線與號誌機車及車輛設備現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-10車站控制中心列車調度場貯車場末軌式月台(DeadEndPlatform)月台行李房服務台餐廳急救室警駐所出入大廳一個完善的鐵路車站大略具有下列各項設施：現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-11控制中心現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-12控制中心現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-13鐵路路線與號誌選線路基與道碴鋼軌與軌枕道岔號誌現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-14道岔-1轉轍器現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-15道岔-2現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-16道岔-3現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-17號誌一般鐵路之號誌種類分成下列三種：臂形號誌(SemaphoreSignal)色燈號誌駕駛室號誌(CabSignal)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-18臂形號誌(SemaphoreSignal)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-19表4-4(b)色燈型號誌表4-4(c)燈列式號誌色燈號誌現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-20駕駛室號誌(CabSignal)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-21機車及車輛設備機車鐵路機車是列車的動力來源，機車的輛數與牽引力大小均會影響列車的行駛速度與服務品質。較常為人使用的機車有下列型式：蒸汽機車柴電機車電力機車機動車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-22蒸汽機車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-23柴電機車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-24電力機車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-25機動車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-26三種不同類型機車的概略性比較項目／型式蒸汽機車柴電機電電力機車構造與造價簡單、低廉複雜、較高複雜、較高機車重量最重較輕最輕行駛速度最小較高最高馬力最小較大最大熱能效率最低較高最高空氣污染度最嚴重輕微沒有維護易度容易困難容易表4-2三種不同類型機車比較現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-27車輛(Vehicles)鐵路的營運項目主要為載客與運貨，鐵路車輛約可分為下述三類：客車貨車工程車現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-28Boxcar現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-29Flatcar現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-30Caboose(守車，車務員專用車)現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-31gondola現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-32Hoppercar現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-33Tankcar現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-34Milktankcar現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-35高速鐵路的發展高速鐵路發展情形高速鐵路之特性我國之高速鐵路系統現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-36高速鐵路發展情形營運速率可達每小時200公里以上之鐵路系統。1964年日本新幹線鐵路首先完成世界上的第一條高速鐵路，奠定了高速鐵路的發展基礎。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-37國家路線營運年期營運速度說明日本(SKS)東京―大阪(東海道線)大阪―博多(東北線)上野―盛岡(東北線)上野―新瀉(上越線)1964197519841984210220240270客運專所(已突破300公里時速)法國(TGV)巴黎―里昂(東南線)巴黎―Tours(大西洋線)巴黎―里耳(北線)198119891992270300320客運專用(曾創515.3公里時速)德國漢保―慕尼黑1991300客貨運共用路線西班牙馬德里―Seville1992250客貨運共用路線表4-3世界各國已發展之高速鐵路現況現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-38國家路線營運年期營運速度說明義大利米蘭―拿坡里1992275客貨運共用路線中華民國台北―高雄2005300•客運專用•設計時速350公里韓國漢城―釜山1999300•客運專用•設計時速350公里美國達拉斯―休士頓1999300•客運專用•設計時速320公里表4-3世界各國已發展之高速鐵路現況現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-39圖4-6各種型運具之運能及速度空間分配圖現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-40目前還有一種突破傳統鋼輪運轉的磁浮式(Maglev；magneticlevitation)高速鐵路系統正在日本與德國試驗中。中國大陸上海蒲東機場至市區即採此種磁浮列車，已達商業營運階段(CommercialOperation)。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-41高速鐵路之特性速度快運量大安全性及準點度高舒適程度高用地少能源省屬大眾運輸系統現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-42600500400300200100高鐵台鐵公路客運小客車飛機1001007030010233852633856163圖4-7城際間運輸系統每旅次比較圖能源消耗旅行時間現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-43我國之高速鐵路系統從民國八十年開始的六年國家建設計劃中，我國計劃興建一條台北至高雄的高速鐵路系統，以達成南北經濟整合的目的。表4-4說明了我國之高速鐵路系統與其他各國之比較。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-44類別日本SKS法國TGV德國ICE台灣HSR軌距營運速率(最高)速度記錄(最高)開始營運(年)曲線半徑(最小)最大坡度％電力系統行車系統車輛長度車輛寬度車輛高度車輛輪徑車輛軸距車軸配置平均站距1,435mm300kph(500系)443kph1964年東海道2,500m東海道山陽20，東北上越2525kv/60HzCTC/ATC25,000mm3,383mm4,340mm1,000mm2,500mmBo-Bo東海山陽東北上越33.4Km30.7Km1.435mm300kph(TGV-D)515.3kph1981年4,000m東南35，大西洋北歐2525kv/50HzCTC/ATC21,830mm2,814mm3,420mm1,000mm3,000mmBo-Bo213.5km1,435mm330kph(ICE3)406.9kph1991年5,100m12.515kv/162/3HzCTC/ATC24,000mm3,070mm3,650mm950mm2,800mmBo-Bo79.2km1,435mm300kph20056,250m3525kv/60HzCTC/ATC25,000mm3,380mm3,650mm860mm2,500mmBo-Bo345/9=38.3km動力方式EMUpush-pullpush-pull、EMUEMU(日本)運輸特性高運量、中高速、停站多中運量、高速、停站少中運量、高速、停站少註：1.平均站距和運輸特參考佐藤芳彥的「世界的高速鐵道」，動力方式德國ICE3已改用EMU。2.除營運速率外，本資料依日本東海線道新幹線100系、法國大西洋線TGV-A及德國漢堡慕尼黑線ICE1三種進行比較，不同車輛系統其數據差異極大。3.我國的規格乃依高鐵籌備處之資料，以及高鐵公司預定日本700T系之車輛資料。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-45高速鐵路最適營運速度，設定為時速300公里：由圖4-9中可以看出在南北距離約376公里的狀況下，高速鐵路之營運時速唯有超過300公里，在運送時間上才有能力與航空運輸競爭。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-46鐵路110km/hr高速公路90km/hr鐵路200km/hr鐵路250km/hr鐵路300km/hr航空500km/hr鐵路400km/hr3002401801209060300100200300400500距離(km)時間(min)圖4-8航空、公路與鐵路時間―距離比較圖現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-4710090807060504030201001002003004005006007008009001000市場占有率距離(公里)公路運輸(motorcar)航空運輸(aviation)高速鐵路(200kphtrain)圖4-9航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-48另外高速鐵路完工之後，並將與各都會區陸續興建完工之捷運系統及舊有台鐵系統結合在一起，而成為台灣西部運輸走廊之大眾運輸網路，如圖4-10所示。現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-49圖4-10台灣西部運輸走廊未來之大眾運輸網路圖現代運輸學Chapter4現代鐵路運輸系統4-50結論與建議鐵路運輸系統因設備龐大與資本密集特性，易形成獨佔，而引起各國政府制定法律限制其營運之定價與範圍。近年來其他運具的激烈競爭，鐵路業者陷於生存困境。鐵路須自行負擔維護路權(right-of-way)費用，不像公路業者可免費獲得政府提供完善公路系統。鐵路業者，須確實檢討營運效率問題。以免成為明日之夕陽工業。