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 C h a p t e r 4.

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1 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 C h a p t e r 4

2 現代運輸學 Chapter 4 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。

3 現代運輸學 Chapter 4 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 )

4 現代運輸學 Chapter 4 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 )

5 現代運輸學 Chapter 4 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

6 現代運輸學 Chapter 4 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

7 現代運輸學 Chapter 4 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

8 現代運輸學 Chapter 4 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

9 現代運輸學 Chapter 4 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

10 現代運輸學 Chapter 4 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 (Dead End Platform) 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：

11 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-11 控制中心

12 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-12 控制中心

13 現代運輸學 Chapter 4 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

14 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-14 道岔 -1 轉轍器

15 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-15 道岔 -2

16 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-16 道岔 -3

17 現代運輸學 Chapter 4 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 (Semaphore Signal) 色燈號誌 駕駛室號誌 (Cab Signal)

18 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-18 臂形號誌 (Semaphore Signal)

19 現代運輸學 Chapter 4 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

20 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-20 駕駛室號誌 (Cab Signal)

21 現代運輸學 Chapter 4 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

22 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-22 蒸汽機車

23 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-23 柴電機車

24 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-24 電力機車

25 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-25 機動車

26 現代運輸學 Chapter 4 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 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

27 現代運輸學 Chapter 4 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

28 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-28 Box car

29 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-29 Flat car

30 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-30 Caboose ( 守車，車務員專用車 )

31 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-31 gondola

32 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-32 Hopper car

33 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-33 Tank car

34 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-34 Milk tank car

35 現代運輸學 Chapter 4 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

36 現代運輸學 Chapter 4 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。

37 現代運輸學 Chapter 4 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 ) 1964 1975 1984 210 220 240 270 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 ) 1981 1989 1992 270 300 320 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

38 現代運輸學 Chapter 4 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

39 現代運輸學 Chapter 4 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

40 現代運輸學 Chapter 4 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 ； magnetic levitation) 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 (Commercial Operation) 。

41 現代運輸學 Chapter 4 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

42 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-42 600 500 400 300 200 100 高鐵 台鐵 公路客運 小客車 飛機 100 70 300 102 338 526 338 561 63 圖 4-7 城際間運輸系統每旅次 比較圖

43 現代運輸學 Chapter 4 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 表 4-4 說明了我國之高速鐵路系統與其他各國之比 較。

44 現代運輸學 Chapter 4 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 1,435mm 300kph(500 系 ) 443kph 1964 年 東海道 2,500m 東海道山陽 20 ，東北上越 25 25kv/60Hz CTC/ATC 25,000mm 3,383mm 4,340mm 1,000mm 2,500mm Bo-Bo 東海山陽 東北上越 33.4Km 30.7Km 1.435mm 300kph(TGV-D) 515.3kph 1981 年 4,000m 東南 35 ，大西洋北歐 25 25kv/50Hz CTC/ATC 21,830mm 2,814mm 3,420mm 1,000mm 3,000mm Bo-Bo 213.5km 1,435mm 330kph(ICE3) 406.9kph 1991 年 5,100m 12.5 15kv/16 2/3Hz CTC/ATC 24,000mm 3,070mm 3,650mm 950mm 2,800mm Bo-Bo 79.2km 1,435mm 300kph 2005 6,250m 35 25kv/60Hz CTC/ATC 25,000mm 3,380mm 3,650mm 860mm 2,500mm Bo-Bo 345/9=38.3km 動力方式 EMUpush-pull push-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 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。

45 現代運輸學 Chapter 4 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。圖 4-9

46 現代運輸學 Chapter 4 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/hr 300 240 180 120 90 60 30 0 100 200 300 400 500 距離 (km) (min) 圖 4-8 航空、公路與鐵路時間 ― 距離比較圖

47 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統 4-47 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 200 300 400 500600 700 800 900 1000 距離 ( 公里 ) 公路運輸 (motorcar) 航空運輸 (aviation) 高速鐵路 (200kph train) 圖 4-9 航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率

48 現代運輸學 Chapter 4 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。 圖 4-10

49 現代運輸學 Chapter 4 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

50 現代運輸學 Chapter 4 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。