Chapter 4-1 高速鐵路 High Speed Rail

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1 Chapter 4-1 高速鐵路 High Speed Rail
高速鐵路基本特性 高速鐵路的沿革 各國高速鐵路介紹 台灣高速鐵路的規劃 台灣高速鐵路的BOT 台灣高速鐵路的管理與營運

2 0. 高速鐵路基本特性 高速鐵路運輸系統 (High Speed Rail,HSR) 營運速率可達每小時 200公里以上之鐵路系統。

3 圖 各種型運具之運能及速度空間分配圖

4 高速鐵路之特性 速度快 運量大 高速鐵路系統營運速度都在200~300公里之間，為公路上行駛車輛速度的2倍以上，而票價大多比航空票價為低。
高速鐵路列車與傳統鐵路相同，都具有高運量的特性，甚至由於發車密度高達每四分鐘一班。

5 安全性及準點度高 舒適程度高 用地少 在相同的運量下比較，高速鐵路所需用地約只有四車道高速公路的1/4~1/6 能源省

6 圖 4-7 城際間運輸系統每旅次 比較圖 600 500 400 300 200 100 高鐵 台鐵 公路客運 小客車 飛機 561 526
70 102 338 526 561 63 圖 城際間運輸系統每旅次　　　　　比較圖

7 屬大眾運輸系統 高速鐵路是一種高效率的大眾運輸工具，可以替代長途客運中小客車的服務功能，進而使能源使用上達到最有效率的分配。

8 圖 4-9 航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 市場占有率 距離(公里) 公路運輸 (motorcar) 航空運輸 (aviation) 高速鐵路 (200kph train) 圖 航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率

9 Chapter 1. 高速鐵路的沿革 1.1 高速鐵路的定義 1.2 高速鐵路的技術

10 1.1 Definitions of HSR 高速鐵路係指「營運速率」每小時可達200公里以上的鐵路系統。
日本為高速鐵路創始國，在1964年日本新幹線營運全球第一條速率超過時速200公里的鐵路，因此在高速鐵路的原始定義上，會以新幹線為基礎參考。而經過四十年的演進，開發出許多新系統以及科技的進步，1964年的原始定義也就有部份修正。

11 TGV,ICE等中低速之延伸路線，及日本山形、秋田新幹線皆有平交道。 除標準軌外，另有西班牙寬軌1668mm。
路權 R/W 軌距 Track gauge 速度 Speed 安全系統 Safety System 1964 A路權,無平交道 1435mm標準軌 營運時速200 km ATC,CTC After 2000 TGV,ICE等中低速之延伸路線，及日本山形、秋田新幹線皆有平交道。 除標準軌外，另有西班牙寬軌1668mm。 營運時速普遍為300 km，為新的機電技術指標。 維持 ATC,CTC，並加入數位式ATC與GPS衛星定位GARAS。 Reference: 蘇昭旭著，《高速鐵路新時代》，(台北 :人人出版 ，2005)。

12 歐洲現有的軌道為標準軌1435mm，與高速鐵路相同，故不一定要建新軌道，可就其現有鐵路加以改良；但就經濟性與路網普及性的考量，也不一定要使用時速近300 km的高速專用列車，可用傾斜式列車代替，即所謂標準軌的「傳統鐵路高速化」。

13 時速超過200 km，卻無其他相關配套措施者，很難界定是否為高速鐵路，以下依各國高速鐵路發展情形，歸納出三種主要模式：
1.使用高速專用列車並興建高速新線。 2.使用高速專用列車與部份改良之舊有路線。 3.使用傾斜式列車與部份改良之舊有路線。

14 1.2 Technology of HSR 高速鐵路的發展為近代軌道運輸的重要成就之一，並逐漸著手改善、研發更多提升高速鐵路速度與品質的方法。而隨著科技的進步，得以發展出更符合現實需求的技術，使高速鐵路所面臨的問題能獲得更有效的改善與進步。

15 傾斜式列車 (Tilting train) 意指利用車身向內側傾斜，提高列車轉彎的速度，進而提升整體營運速度。優點在於可就現有路線提高營運速度，不需立刻興建高速新線，以循序漸進的方式達到傳統鐵路高速化。 可分為被動式(Passive)與主動式(Active)，但因被動式傾斜列車在提升速度上的效果有限，且在轉彎後有反應延遲、S型連續彎道產生錯誤動作等問題，而有後來發展的主動式傾斜列車。

16 被動式(Passive) 指利用離心力讓列車通過彎道時能自然傾斜，傾斜角約介於3.5~5度，約可提高15~20%的行車速度，如西班牙Talogo Pendular、日本381系電車。

17 主動式(Active) 利用飛機陀螺的原理，在轉彎時能偵測列車彎道超高傾斜的向量，並與行車速度一起運算，得出列車最佳增加的傾斜角度、角速度和行車速度，可高速通過彎道，傾斜角約在8~10度，速度約可提高35%。 代表：義大利ETR、日本窄軌系統與瑞典X2000。

18 輕量化之中空鋁合金車體 早期的高速鐵路列車採用鋼製車體，目的在於確保行車安全，但現今已被先進的號誌與控制系統取代，不但使行車更安全，也能有效提升爬坡力與加速性，隔音品質亦更佳。 捨棄舊式的鋼製車體，現今車體採用符合輕量化需求的鋁合金，使現代的高速鐵路製造水準越來越高，造價亦日趨高昂。

19 採用VVVF控制之交流馬達 早期的高速鐵路使用直流馬達，因直流馬達扭矩大、加速力佳。今日的高速鐵路已經採用VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)控制的交流感應馬達，來取代能源損失率及維修成本高的直流馬達。 不但能提升列車功率，且在變速機切換、爬坡路段高扭力與低轉速，以及水平路段低扭力與高轉速等方面，能源使用效率的情況更佳。

20 半自動橫向減震系統、無枕樑轉向架 高速鐵路為適應高速行駛的環境，車體會採用
半自動式橫向減震系統(Semi-active lateral damper)、 車身之間止晃減震器(Yam damper)及 無枕樑轉向架(Bolster-less Bogie)， 可抑制當列車時速高達200 km以上時車體搖晃的情形 T型的低噪音集電弓與集電弓整流罩，可減低高速行駛時的噪音和阻力，大幅提升列車行駛的品質與乘客搭乘的舒適度。

21 流線型(Streamlines)車頭 為了降低風阻與通過隧道時活塞效應所產生的阻力，高速鐵路列車車頭設計更具流線型，並且通過風洞測試。如日本新幹線的500系列車，為有效降低風阻，車頭前端與駕駛室座艙仿效F-16戰鬥機，設計成尖銳的流線車頭。而德國在2000年ICE3車頭的流線造形更同時兼具降低風阻的作用與美感。

22 全車氣密結構 當高速列車通過隧道時，氣壓驟增，會使乘客耳朵疼痛，故需要全車氣密結構，其作用就像是飛機恆壓艙一樣，而這種技術在1991年之後生產的高速鐵路列車都有此設計。

23 多重電力與號誌系統 歐洲的高速鐵路路線幾乎可跨國相通，故其列車可行駛各國不同的電壓，甚至不同的號誌系統，這在歐洲是很常見的列車設計，以實現歐盟(EU)。鐵道國際互通性(Interoperability)。 在亞洲，日本有可切換電壓頻率的新幹線列車的E2系列車，但仍不能和歐洲的多重電力系統比擬。台灣高鐵由於全線不長，目前只行駛於西部，僅使用單一變壓及號誌系統。

24 數位ATC系統 ATC (Automatic Train Control) 號誌系統早在1964年就已發展，效果良好並締造日本新幹線40年零肇事率的記錄，而隨現代電子科技的進步，ATC號誌系統從傳統的類比電流，進化為數位編碼，可進一步縮短列車間距，使行車安全更有保障。此種數位ATC系統已應用於台灣高鐵700T及日本九州新幹線800系等列車。

25 Chapter 2. 各國高速鐵路的介紹 2.1 各國高速鐵路的介紹 2.2 日本新幹線(Shinkansen) 2.3 法國TGV
2.4 德國ICE 2.5 美國Acela 2.6 德州高鐵的規劃 2.7 其它國家的發展

26 2.1 各國高速鐵路的介紹 為因應隨經濟發展而快速成長的高速客運市場，鐵路高速化已成為各國運輸建設的趨勢。
1964年，時速為210公里的日本東海道新幹線，成為世界第一條商業營運的高速鐵路。 法國TGV於1981年、德國ICE於1991年、西班牙AVE於1992年、韓國2004年分別營運時速超過250公里的高速鐵路。

27 2.2 日本新幹線 (しんかんせん； Shinkansen)
新幹線於1964年誕生。1970年為達成全國路線網，隔年國鐵開始建設東北、上越新幹線路網。1973年，在第一次石油危機、地價及物價高漲，國鐵經營狀況惡化的情況下，全國化路網計畫延滯。1987年日本國鐵民營化，1990年後日本經濟成長趨緩，計畫更無法實行。 1987年後，國鐵民營化使新幹線的路線被分割成許多部份管理。1991年後，北陸線、東北線、九州線等則稱為整備新幹線，由獨立行政法人鐵道建設．運輸設備支援機構（原日本鐵道建設工團）所有，JR (Japan Railways Group)則以支付租金的形式經營。

28 新幹線500系-希望號 最高行駛速度：300km/h 營運時間：1997年3月22日修改時刻表時 行駛路段：JR西日本山陽線
特色：為降低風阻，採長達15公尺的車鼻及圓 形剖面以降低重心，全車採流線設計。

29 新幹線700系-希望號 1999年3月13日時刻表再度修正時，由JR東日本、JR西日本共同開發。700系著重改善車體內外環境的噪音與振動。
特色為航空流體型的設計，鴨嘴獸般的車頭，目的為減少噪音。台灣高鐵的列車便是以此型車款改款而成。

30 新幹線700系- 光速鐵道之星號 Hikari Rail Star
營運時間：2000年3月11日開始。 行駛路段：新大阪～博多路線間。 特色：為JR西日本為淘汰老舊的100系，並使山陽新幹 線區間內的銜接更順暢而投入的700系特殊編組。

31 新幹線800系-飛燕號TUBAME 800系內裝突顯典雅的日式風格，配合「西陣織」布料的坐墊，以白色為基調的內裝調和，此外其客室隔牆使用楠木，及窗簾使用櫻材等。 營運時間：2004年3月13日，全車共6節車廂。 行駛路段：新八代~鹿兒島中央間部份（九州新幹線）。 最高速度：260km/h。因為時間短。 特色：性能裝置以700系為基準，搭載半自動懸吊系統， 使加速與減速更流暢。

32 2.3 法國 TGV (Train à Grande Vitesse)
1960年代前後的法國，鐵路是一種速度非常慢的交通工具，且主要用於貨物運輸。隨著法國國內航線和公路網的迅速擴張 ，鐵路經營更備感威脅，尤其在國家的干預減少下，鐵路必須與其他運輸方式公平地在市場競爭。

33 1965年，當時負責北方網現代化的法國國鐵北方局副局長─Robert Geais提出第一個TGV構想。
在建設新線構想運作的同時，也開始改造在來線，使其可達一定程度的高速化。TGV一開始就有考慮與在來線的相容，因此相關成本上較節省。目前TGV共有四條路線，分別為：東南線、大西洋高速鐵路、北部高速鐵路及東線。

34 第一代TGV- TGV-PSE 營運時間：1981投入 編成方式：兩端各1台機關車、客車8節 最高速度：270km/h 行駛路線：東南線
逐漸變成和TGV-A及TGV-R相同 的銀灰車身加上藍線條的標準色。

35 第二代TGV 第二代TGV列車有行駛於大西洋線的TGV-A (Atlantique) 、TGV-R (Réseau)、TGV PBKA (Thalys)與Eurostar (歐洲之星)。 歐洲的鐵路正逐漸統一形式，不但有許多涵蓋全歐洲的高速鐵路線正在建設，跨國際的通車也相當普級。由於西歐國家多半採用1435mm的標準軌，因此只要開發出能同時因應不同電力和信號方式的列車，便可以跨國界運行。

36 第二代TGV- TGV-R 營運時間：1993 行駛路線：大西洋線 特色：以TGV-A 為藍本改造，可行駛於法國任何一條高速
線和在來線，在加入比利時國鐵的電力方式後， 3電力式TGV-R正式駛入布魯塞爾。

37 第二代TGV- TGV-PBA (Thalys)
營運時間：06, 1996 最高速度：300km/h 行駛路段：大西洋線 特色：連結巴黎、布魯塞爾、阿姆斯特丹、科隆四個城　 　　　市，加入德國的電力方式後，成為4電力式。

38 第二代TGV- Eurostar 行駛路段：原先運行於巴黎～倫敦～布魯塞爾，在連接歐洲北部線 和東南線的巴黎連接線完工後，可直接駛入東南線。
最高速度：300km/h 特色：可停靠在巴黎市郊迪士尼樂園旁，冬季時可駛入阿爾卑斯 山麓，其載運量相當大，編有18節車箱。

39 第三代TGV- TGV-D (Duplex)

40 第三代TGV- TGV-D (Duplex)
營運時間：1966 特色：為雙層列車，座位約547個，比舊編制增加49％。由於月 台高度只比鐵軌高55公分，因此出入口都設在下層處， 車箱間的通道皆設在上層。 最高速度：300km/h。

41 2.4 德國ICE (Inter City Express)
受法國TGV列車成功的刺激，德國亦朝向鐵路高速化的方向發展，開發出最高速度250km/h的ICE，並於1991年開始在漢堡～慕尼黑的路線展開營運。 ICE是由西門子為首的團隊設計製造，德國國鐵負責營運。1980年代德國已研究並開發ICE高速鐵路系統及列車，服務範圍除涵蓋德國境內各主要大城外，還跨越鄰近國家行經多個城市。隨著ICE的營運，連接德國境內各主要都市的高速鐵路網也完成了，在高速新線上速度可提昇至280km/h，改良後的在來線行駛速度亦有200km/h。

42 德國ICE- ICE-1 & ICE-3M ICE-1 最高時速：280 km/hr 特色：設有高底盤的餐車車廂，雙動力車頭，ICE-1
特色：沒有動力車頭，採動力分散式。車輛的底部 採用分散動力設計推動，第二輛車上配備集電弓。

43 德國ICE- ICE-T & ICE-TD 除了ICE-1、ICE-2和ICE-3，也發展了ICE-T及ICE-TD兩種傾斜列車。ICE-T/TD主要發展的目的不在直線上的最高速度，而是欲保持車輛在彎道上的平均車速。其主要服務線路是多彎的山路，而傾斜技術使列車能行駛於彎急的道路。但因營運費用太昂貴，柴油的ICE-TD在2004年時曾一度停用，2006年時，因供電網路尚未全面普及的德國東部對運輸需求大增，柴油ICE才被重新啟用。

44 德國ICE事故 自1964年新幹線營運開始至此的35年中，世界上的高速鐵路從未發生過死亡事故。
1998年6月3日，德國薩克森州的艾雪德 (Eschede)，一列 ICE 884列車因為輪箍剝離造成脫軌顛覆，在一座橋梁的前方解體，造成101個人死亡，88重傷。 剝離的輪箍是在事故發生地點的前6公里發生故障。後方的車廂被300噸重的引力拋出軌道，最後整列列車扭曲並翻車。 因為這個教訓，使德國鐵路將所有的ICE-1車由彈性車輪 改為和後來和ICE-2及ICE-3一樣一體成形的鋼製車輪。

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46 2.5 美國acela 美國客運量主要集中在航空和公路運輸，1975年鐵路客運量僅為航空的十七分之一。美國鐵路發展高速運行起步稍晚。1974年以來，美國東北走廊路線客流量有顯著增長，而為節約能源，美國政府於1976年批准改造這條路線。80年代開始陸續在東北走廊線上通行時速為200km的列車，行駛在巴爾地摩至華盛頓之間。

47 2000年Amtrak鐵路公司，結合法國TGV動力技術與加拿大Bamabadier傾斜列車科技，推出最新的acela高速列車，最高時速240km/hr。行駛於美國東北走廊波士頓至華盛頓特區之間，長達735 km。 acela高速列車的動力機車，雖不具法國TGV-D的併結功能，車燈位置亦有調整，但外觀大致相似。因不需要多重號誌系統，所以駕駛窗從單片玻璃改成雙片式，電力系統採用美國東北走廊的三電力式，並使用抗海風鹽蝕的不鏽鋼車體。

48 acela列車並無興建高速新線來搭配，而是以傾斜列車的方式來提升現有鐵路的速度，而也因為acela的發展，提高了美國鐵路旅客運輸的競爭力，並規劃出商務等級、餐車的服務，使旅客有更多的選擇。

49 2.6 德州高鐵的規劃 美國德州高速鐵路發展始於1980年代中期，主要目的在於刺激德州的發展，為了能帶動德州整體的發展，德州州政府認為有必要將州內三大都市達拉斯福沃(Dallas / Ft. Worth)、休士頓(Houston)、與聖安東尼奧(San Antonio)連結，這三個城市間的距離恰為適合高速鐵路發展 (DFW-H 243英哩， H-S 199英哩，S-H 268英哩)。德州州議會 (Texas Legislature)於1987年6月指示公路建設委員會(Turnpike Authority)進行「德州三角」(Texas Triangle) 高速鐵路可行性研究。

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51 2.6.1 發展的歷史 1988年2月，公路建設委員會與Lichliter / Jameson公司的合作下進行可行性研究，於1989年初的報告中指出：「在相當假設條件下，德州高速鐵路 (約250KPH) 極為可行」。 1989年5月，德州議會通過德州高鐵法案SB1190 (Senate Bill 1190)，法案中明文規定組成9人小組的高速鐵路局(the Texas High Speed Rail Authority, THSRA)，由該局來決定興建、維護及營運的工作。法案也指出：「基於公眾的利益考量，高速鐵路不適宜由公共事業部門來參與興建、籌資、營運等工作」。

52 1991年初有兩家廠商提出申請。參與競標的公司簡述如下：
1. Texas FasTrac 競標廠商Texas FasTrac，由德國公司製造廠與德州的建設公司組成，由奧斯汀市律師Pick Powers作代表。計畫書中希望州政府提出美金17億元的配合款。 2. Texas TGV 由前德州副州長Ben Barnes代表，主要成員包括Morrison Kundsen 公司，該公司為國際知名的營建公司，負責準備計畫書，建立第一階段的財務計畫，其興建成本約為美金22億元。希望透過免稅的債券基金 (Tax-Exempt Bond) 來吸引國際投資。並預估1998年乘客人數約為200萬到400萬人次，2015年的載運人次將可達500萬至1000萬人。

53 評選過程中，美國聯邦政府與各州都存有疑慮，許多分析家並不看好德州高鐵計畫，舉出許多事例強調高鐵在美國不可為，主要的因素包括投資成本、財務計畫、運量分析的估計等。同時期美國其他區域亦有若干個高鐵計畫，其中較有名的例子為加州Anaheim到Las Vegas全長的270英哩的計畫，主要的投資人日本廠商最後宣告撤資。

54 德州高鐵局於1991年5月一致同意由德州高速鐵路公司來進行德州高速鐵路的興建計畫。
1993年初Woodward-Clyde公司提出環境影響評估報告，報告中指出德州居民主要考慮為社會經濟環境的改變、土地使用、財務、生態環境的影響。 1993年9月，Charles River Associate公司所進行的運量分析報告中指出未來高鐵將吸引現有城際運輸量21%~31%左右，在2010年將運送1440萬人次，並將產生約美金6億元的利潤。

55 競標初期Morrison-Kundsen總裁Agee指出，如果Texas TGV獲選，將會聯絡投資人募集美金1億7仟萬作為計畫的保證；然而在Texas TGV獲選後，該公司資深副總裁Stephen Grant的一封備忘錄中指出：若美國國會不提高免稅債券的上限，該公司將無法以預期的方式獲得所需的資金。同時，美國眾議院否決對高速鐵路的計畫允許無上限的免稅債券，意謂此一修正案無法通過參眾兩院的聯席會，造成德州高鐵公司的財務計畫無法推動。

56 1993年12月31日的截止日前，Morrison-Knudsen 公司宣佈撤出整個投資計畫，Texas TGV的總裁Glen Biggs, 宣稱無法獲得所需的美金1億7仟萬元資金。在其宣佈撤資前，倫敦的the Warburg 銀行表示願意發行相當美金2億元的債券（bond）來贊助，而債券將由歐美的投資者購買，先決的條件為三年後這些債券將由Morrison Knudsen公司收購或轉成高鐵的股票。然而，Morrison Knudsen公開宣佈將不會保證債券的收購，此後Texas TGV的財務計畫無法推行，宣告失敗。

57 2.6.2 德州高鐵所面臨的阻力 1. 投資人對高鐵計畫的信心 2. 航空運輸業的阻力 3. 環境影響評估

58 德州高鐵的經驗可歸納如下： 德州需要一個完整的鐵路主計畫，以逐步增加的方式來提高大眾運輸使用者。 計畫應以誠信的原則對州民公開。 避免相關利益團體的衝突。 負責實施高鐵計畫的委員會需具備客觀性與公正性。 鐵路計畫的實施需配合政府部門的資金，減少投資人的疑慮。

59 2.7 其他國家的發展 英國HST 英國為火車的發源地，曾於1972年開發APT-E(Advanced Passenger Train-Experimental)的柴油版傾斜列車，並於1975年8月10日創下極速245公里的記錄，但後來因全球石油危機，便著手進行鐵路電氣化。1979年開發APT-T營運用的推拉式傾斜列車，最大傾斜角9度、電力機車出力3000Kw，同年創下時速257公里的記錄，預計1980年試營運，但在4月卻發生出軌事故而宣告失敗，此後英國高鐵便無重大突破。

60 義大利ETR (Electico Treno Rapido)
義大利為歐洲最早進行高速鐵路的國家，並不建設高速新線，而是採用讓列車在彎道處傾斜的車體來提高行車速度，可算是傾斜列車的始祖。義大利高鐵致力於標準軌現行舊線的高速化，並無相應之號誌系統及營運的配套措施。 義大利也是高鐵技術輸出國之一，主要用於歐洲各國現行路線高速化。而ETR系列成功遍及歐陸的原因在於，ETR傾斜列車在輸出至歐洲各國時，大多不必另建高速新線即可使用，而可以日後慢慢發展高速新線，是義大利ETR技術的一大優點。 營運時間： 最高時速：300 km/hr 特色：義大利國內主要幹線以ETR500為主，是針對義大利高速新線而開發的列車，以時速300km/hr運行，次及路線則以速度較慢的ETR460及480運行。

61 西班牙Talgo (Tren Articulado Ligero Goicoecha Oriol)
由於西班牙軌距為1669mm寬軌，與歐洲1435mm標準軌系統相異，故不能跨國行駛。此設計原為避免戰爭時鄰國的侵略，但為與國際接軌，西班牙國鐵於1950年代著手開發只有車輪、沒有車軸，車廂輕短(13m)且車廂間以單輪框架銜接的Talgo。 因無車軸，故可變更軌距，使西班牙寬軌列車可行駛於法國境內的標準軌，前往瑞士、義大利等國。同時利用兩個空氣彈簧的伸縮，讓列車過彎時自然地向外甩，產生類似自動傾斜，提高過彎的速度，成為當時鐵路的創舉。

62 西班牙AVE (Alta Velocidad Española)
AVE採用法國高鐵車輛系統，與德國ICE的LZB號誌系統混合建構，最高時速為270公里，電壓可切換成DC3000V或AC25KV50Hz。 路線由首都馬德里到塞維爾，全程471 km，坡度最小千分之12.5，最小曲線半徑4000m，大幅改善西班牙中部到南部的交通情況。 不但縮短行車時間，更提供許多服務，如凡持有第一節Grand car商務艙的車票，即可在AVE沿線各大車站的Grand專用貴賓室休息，列車上也提供視訊服務。而其服務設施修正，也影響後來寬軌版的Euromed及韓國KTX。

63 西班牙寬軌版Euromed 為延伸AVE的服務，但在短時間內無法興建高速新線的情況下，便將現有的寬軌改良。西班牙高鐵於1997年正式推出寬軌版的Euromed，行駛於地中海岸幹線，從巴塞隆納(Barcelona)經瓦倫西亞(Velencia)，至阿拉坎特(Alicante)，長約543 km。車上相關服務設施與編組與AVE相似，但無Grand car且最高時速僅220 km。寬軌版Euromed的出現，也打破了全球高速鐵路必為標準軌的原始定義。

64 西班牙Talgo 350 除了引進法國TGV版的AVE外，西班牙光靠變換軌距仍不足與歐洲國際接軌，必需要建造標準軌高速新線，於是開始興建馬德里到巴塞隆納(Barcelona)的高速新線。Talgo 350即為標準軌高速新線專用的電力推拉式高速列車，350意指目標時速為350公里，但目前行駛的平均時速為330公里。

65 西班牙Talgo XXI 為2002年西班牙與德國合作研發的柴油推拉式高速列車。兩端為柴油機車，中間為10節關節式客車，最高時速可達200 km。其最大不同點在於，過去的Talgo的變更軌距只限於客車，所以每到軌距更換點都需換車頭，而TalgoXXI的柴油機車可變更軌距，故可整組行駛而不需更換車頭。

66 韓國高速鐵道 （한국고속철도,KTX） 由韓國鐵道（Korail）營運，車輛採法國的TGV技術，最高時速可達300公里以上。
其京釜線、湖南線及京義線高鐵區段於2004年3月31日啟用，其建造為時12年。當中京釜線由首爾至大邱間區段使用了高速輪軌，由首爾到釜山的車程需時從260分鐘縮短至160分鐘。預計2008年，京釜線全線改用高速輪軌後，其車程會縮減至118分鐘。

67 瑞士ICN (Inter City- Neigeug)
瑞士與許多國家相鄰，因此境內常有外國延伸進來的高鐵營運路線，如法國TGV-PSE、德國ICE等。而瑞士因為山地地形較多，在建造高速新線上較不易，故瑞士的鐵路高速化採用傾斜列車的方式。 ICN由瑞典Adtranz製造，採義大利Pendolino電聯車傾斜技術。最高時速為200 km，最大傾斜角為8度、出力3920Kw，由於ICN傾斜角較高，行駛經彎道較多的路段時(如蘇黎士至聖加倫路段)，常引起乘客暈眩的問題。

68 瑞典X2000 瑞典X2000高速列車在1990年推出，堪稱是義大利ETR系列外，全球最知名的傾斜列車系列。
X2000由瑞典Adranz研發，配有TRACS微處理機控制系統，利用列車前方第一個轉向陀螺儀偵測列車過彎道時的傾斜角與角速度，再配合行車速度加以計算最佳傾斜角度，修正後的速度自動補加速，擺動角依序傳給後方客車的轉向架。在列車時速達200 km時，噪音仍可保持在65Db以下，大幅減少乘客可能產生的不適。

69 電壓使用瑞典AC15KV 15又2/3Hz，最大傾斜角8度、實用傾斜角6
電壓使用瑞典AC15KV 15又2/3Hz，最大傾斜角8度、實用傾斜角6.5度，角速度最大4度/秒，信號處理裝有濾波器，可避免因軌道不平而產生誤動作傾斜；列車整組出力3260KW，車頭有四顆815KW的交流馬達，較義大利ETR系列環保，且可達時速210 km，在彎道平均速度提高30%~40%。 客車的活動轉向架(Flexible Bogie)使車軸可順軌道曲率移動，減少輪緣磨耗與阻力。X2000無掛軸馬達，而是推拉式結構，末端為控制客車，其電力機車頭不具傾斜功能，主要用來偵測軌道線形數據。X2000的傾斜轉向架與客車車體可模組化分離，發展前所未見的傾斜列車技術，並成功輸出到國際，如美國Acela即採類似技術。

70 Chapter 3. 台灣高速鐵路的規劃 3.1 台灣高速鐵路的源起 3.2 台灣高速鐵路的沿革 3.3 台灣高速鐵路的可行性分析
3.4 台灣高速鐵路的運量分析 3.5 台灣高速鐵路的影響

71 3.1 台灣高速鐵路的源起 為改善台灣西部交通壅塞的狀況， 1980年代提出興建高速鐵路的想法。原本的中山高速公路已無法容納日益增加的城際運輸需求，對北、中、南三大都會區的連結也已達極限。 1987年〈台灣西部走廊興建高速鐵路的可行性研究〉指出：高速鐵路具快速、安全、舒適、運能大、污染低、用地少、能源省等優點，興建高速鐵路可紓解台灣西部走廊壅塞、整合大眾運輸系統網路、促進區域均衡發展，創造新台灣一日生活圈，並積極達成國土改造的整體策略目標。

72 3.2.1台灣高速鐵路的沿革-籌備 1987年交通部運輸研究所展開台灣西部走廊高速鐵路可行性研究
1990年成立交通部高速鐵路工程籌備處，專責辦理規劃與執行高鐵建設事宜。 1992年相繼核訂高鐵站址與路線規劃，計畫於六年內完成。 1993年立法院刪除高鐵建設特別預算，改由BOT方式徵求民間投資者。傾向採用歐洲系統的台灣高速鐵路企業聯盟擊敗傾向使用日本系統的中華高鐵，取得建設優先議約權。

73 3.2.2台灣高速鐵路的沿革-BOT 1997年台灣高速鐵路股份有限公司成立，承接台灣高鐵企業聯盟的議約權，次年與交通部完成高速鐵路興建營運與站區開發合約。 1999年正式動工，全面使用日本系統，由日商台灣新幹線聯盟承攬全體核心系統工程。但未獲得議約權的歐洲高鐵聯盟向台北地方法院聲請假處分，在台北地方法院駁回後，歐鐵聯盟向國際仲裁法庭提起國際仲裁。 2000年年初與以台灣銀行為首的聯貸銀行團進行融資，提供3233億聯合貸款授信額度，高鐵公司繼而向日本新幹線訂購700T型列車30組，總價為3300億日圓。

74 3.2.3台灣高速鐵路的沿革-建設 接著幾年，高鐵均著重在全線土建工程，土建工程由國際廠商與國內廠商合作；軌道工程由日本軌道承商負責，採標準軌1.435公尺，全部土建工程可適用目前各國使用之高鐵核心機電系統。 2003年高鐵依約開始使用台鐵台北車站月台，但遭台鐵工會阻擋，抗議台灣高鐵瓜分月台。 2004年正式取得台鐵台北車站第一、二月台，並開始施工。同年700T型列車實體對外公佈，年中第一組高鐵列車運抵高雄港。同時，國際仲裁法庭判定國際仲裁成立，台灣高鐵公司需補償歐鐵聯盟7304萬美金，最後以6500萬美金和解。

75 2004年年底高鐵全線土建工程完工，台灣電力公司正式全線供電。
2005年開始正式試車，本來預計於當年正式通車，但因核心機電工程、號誌系統整合與試車近度落後，決定延後一年通車。年底完成最高315 km試運轉時速，同時最後一組高鐵列車運抵台灣。

76 3.2.4台灣高速鐵路的沿革-通車 2006年，進行全線階段性試運轉及系統整合測試，各車站也正式啟用，年底交通部同意高鐵通車，台灣高鐵公司立刻公布時刻表與票價，於次年開始試營運。 2007年正式通車營運，台灣西部走廊的高速通道完成。開放電話與網路訂票，推出自由座制度。 2008年正式到達每日單向62班次，全日124班次，班距為6分鐘。

77 3.3 台灣高速鐵路的可行性分析 1987年交通部運輸研究所在〈台灣西部走廊高速鐵路可行性研究中〉，就改善台鐵與興建高速鐵路做了三件分析比較方案：

78 (1)方案一 維持台鐵的窄軌系統(軌距1.067公尺)，改善路線中曲線部分與平交道、全面更新機車車輛及電車線與號誌，將行車時速提升至窄軌系統的極限，達到160 km/hr。可將北高直達行車時間減為3小時5分，約可縮減現行自強號行車39分鐘、高速公路4小時行車時間可節省55分，每日可增加旅客量38000人次。 但目前台鐵西部幹線利用率已直逼95%，在極高的使用率下施工，勢必嚴重影響台鐵的正常營運，於此期間要付出的執行成本相當高。

79 (2)方案二 維持台鐵現有路線，將窄軌系統全面更換成標準軌系統(軌距1.435公尺)，改善路線中曲線部分與平交道，全面更新機車車輛及電車線與號誌，可將行車時速提升至200 km/hr。自強號北高直達行車時間可減少約1小時，高速公路的行車時間約可節省1小時15分，每日可增加旅客量57000人次。 在過程中亦會影響台鐵的正常營運，而標準軌加大淨空與路線線型的改善，土地的使用勢必增加，相關設施亦需拆遷改建，而台鐵路線中有許多為人口稠密的都市地區，其所需要的拆遷費用驚人，對整體影響甚巨。而改善過後的西部幹線無法與東部幹線貫通，環島鐵路將中斷。

80 (3)方案三 興建高鐵案，勘選新的標準軌距新線，行駛時速300公里的高速鐵路系統，做新路線規劃，獨立封閉的新軌道鋪設，車輛、機電系統與號誌設施全部新設。 可將北高間行車時間減為1小時30分，約可縮減現行自強號行車2小時15分、高速公路四小時行車時間節省2小時30分，每日可增加旅客量187000人次。就節省旅行時間、西部走廊運輸品質的徹底改善及總體經濟效益之貢獻等方面而言，興建高速鐵路是最好的方案。

81 3.5 台灣高速鐵路的影響 打擊國內航空業，目前國內西部航線已全面停飛 帶動高鐵車站周邊地區發展 影響城際客運業與台鐵的營運
迫使台鐵改善其服務品質 改變國內的旅行模式

82 Chapter 4. 台灣高速鐵路的BOT 4.1 BOT的定義 4.2 台灣高速鐵路的BOT 4.3 台灣高速鐵路的競爭
4.4 台灣高速鐵路公司的財務規劃 4.5 台灣高速鐵路的技術

83 4.1 BOT的定義 BOT始於1980年代，國際上出現一種新的項目融資模式，意為興建(Build)、營運(Operate)、移轉(Transfer)，指政府規劃之公共工程計畫，經一定特許程序，政府通過出讓建設項目一定期限的經營權、收益權，來吸收民間資本投資並參與公共工程建設，由民間機構投資、興建及營運其部份或全部，並於一定期限內經營服務，當特許經營期限屆滿時，民間機構應將當時所有的產權和經營權，依原訂許可條件有償或無償概括移轉與主管機關或當地政府。

84 4.2 台灣高速鐵路的BOT 高鐵籌備處於1980年7月2號成立，確認採BOT的方式建設後，公告邀請民間機構參與投資興建暨營運台灣高速鐵路。
共有中華開發信託股份有限公司與台灣高速鐵路企業聯盟提出申請，前者由中華開發領軍，預備引進日本新幹線高鐵系統；後者由大陸工程所主導，預備引進歐洲高鐵系統。

85 1997年9月25日，評審認為兩家合格申請人均符合要求之基本條件。台灣高鐵聯盟要求政府出資政府必須辦理事項支出1057億元；中華高鐵聯盟除要求政府必須出資1057億元外，仍要求1495億元的資金。據高鐵局審查報告指出，台灣高鐵聯盟在場站開發利益、電機系統及軌道工程、財務計畫等方面表現較佳，一致同意以台灣高速鐵路企業聯盟申請案為最優申請案。

86 台灣高鐵聯盟計畫近4,000億的資金中，2,800億元尋求銀行貸款，其中2,100億擬向國內銀行借貸，餘700億元則求助國外輸出融資貸款，但由於東南亞金融風暴造成匯率不穩定，故修正財務計畫。
在交通部、高鐵局、銀行團三方協商過程中，交通部認為強制收買機制已納入三方協議，承擔收買價金上限不得超過工程總金費3,259億元，高鐵總融資額度是2,800億元。但銀行團擔心在扣除手續費、損害賠償後會低於授信額度，要求政府保證受續費及損害賠償程度。

87 2000年2月2日由台灣高鐵公司與二十五家聯貸銀行、交通部舉行聯合授信契約、融資機構契約及三方契約之簽約典禮，確定3,233億元的融資計畫。
政府保證未來30年內不會興建第二條高速鐵路，並盡力排除計畫融資障礙並提供租稅優惠，保證強制收買價金扣除必要費用及損害賠償金額後，不會低於授信金額。

88 4.3 台灣高速鐵路的競爭 台灣高速鐵路自2007年1月5號通車，重新定位了全台灣的生活圈，中長程交通旅客運輸的大餅也因此重新洗牌。
高鐵以三百公里的時速，相對六百公里時速的航空、一百三十公里時速的傳統鐵路、一百公里時速的公路運輸等，對不同運輸距離及區位產生變化與衝擊，以下針對高鐵與航空、台鐵及客運間之競爭力，進行相關分析比較：

89 時間與準點性 台鐵：台北至高雄自強號列車需花費約4小時又40分鐘，加上行駛於平面道路、平交道設施多、路徑區度小、坡度大等，降低其速度與時間，進而列車延遲與誤點使旅客抱怨連連。  航空：從安檢入關候機至出關、等待時間所花費約90分鐘，每架班機平均延誤時間為1.1~5.2分鐘，以班機準點性而言，其延誤時間比率稍高。 高鐵：北高只需花費80分，準點、快速、便捷的客運服務為其最大優勢。

90 4.3.2 票價(Price) 高鐵：目前實施非價日票價折扣。2008年11月1日將推出對號列車的優惠，屆時台北到左營最低只要965元起。
航空：早在高鐵營運一年內已展開激烈的價格競爭，甚至比高鐵便宜，但仍不敵高鐵而停飛。 客運：以超低價因應高鐵而展開降價搶客源的促銷活動。 台鐵：就未來旅客運輸人次的影響進行票價調整，但目前並無進行實際的車票調降。

91 4.3.3 安全性(Safety) 公路運輸：針對世界鐵路協會(UIC)在歐洲之研究，在相同運量下，肇事機率約為鐵路運輸的8倍。
台鐵：平交道為交通事故最大肇因，因停靠車站多，相對提高停靠站時間與延誤班次；而過去曾發生軌道扭曲變形的出軌事件，明顯疏於維護管理，其安全性仍有待改善。 航空：據交通部民航局1993至2003年統計，過去十年之中失事率中，六年有失事次數紀錄，其比例之高，使安全性大打折扣。 高鐵：有專用路權，全線無平交道，列車在線性導引下，系統採用自動控制法，由專業人員駕駛、調度與監督，可確保其安全性。

92 4.3.4市場佔有率(Market Share) 公路運輸：在200 km的旅運距離下，佔極大優勢。
高鐵：平均營運時速為200 km，在400~500 km的距離下，市占率較高。 航空：旅行距離若在600~1000公里以上，較具競爭優勢。 台鐵：中長途旅次客運市場的衝擊非常明顯，減少比例高達38.52%與75.3%。

93 4.3.5環境噪音與能源消耗 根據調查，1996年台灣溫室氣體排放量公路占84.04%，航空占2.72%，鐵路則僅占0.09%，高速鐵路電力列車幾乎無空氣污染，傳統鐵路柴油電列車之污染量在相同運量下為公路運輸之15分之1，綜合噪音、空氣污染、運輸環境，高鐵又比台鐵、航空更具環保優勢。 根據歐洲研究，在相同運量下，公路運輸與航空運輸的能源消耗為鐵路運輸的2倍與5~7倍；高鐵與傳統鐵路、航空、汽車之能源消耗綜合效率，即使不考量載運量之特性，高鐵系統能源效率也已勝過其他三者。

94 4.5 台灣高速鐵路的技術(土建) 高鐵土建工程全線長達345 km，其中台北縣樹林市至高雄市左營區，長約329 km的土建工程，由台灣高鐵公司負責。台北市南港區至台北縣樹林市，長約16 km的地下隧道工程，由政府配合鐵路地下化工程負責。 土建工程中，橋樑總長度約251 km，佔路線全長約七成以上，橋樑連續總長度約157 km，締造台灣連續高架橋長度的新紀錄。而為確保營運安全，針對重要路段均裝設監測儀器(含邊坡地滑計與雨量計等)，可即時將監測結果傳至高鐵行控中心。

95 4.5 台灣高速鐵路的技術(機電) 1.高速鐵路核心機電系統
採用日本新幹線之技術，共分為設計製造及整合安裝2標，包含車輛、號誌、通信、電力、道旁機電設備等次系統之供應、安裝、測試及試車。

96 2.高速鐵路之車輛系統 以日本新幹線700型車輛為基礎，依路線、環境、氣候、法規、營運需求等國情差異調整改良後製造。台灣的700T，列車全長304公尺，車頭採流線型設計，以符合空氣動力原理，全車採用動力分散式(E.M.U)設計，共12節車廂，最高營運速度可達300 km/hr。

97 3.高速鐵路之號誌系統 為確保行車安全及滿足營運需求，主要設施包含：列車自動控制系統、電子連鎖系統、軌道防護系統、災害警告系統、行車控制系統及號誌電源設備等。 4.高速鐵路之通信系統 功能為傳遞高鐵全線之語音、影像及數據訊號，其主體係由光纖電纜所構成的傳輸骨幹，主要包含傳輸系統、電話系統、無線電系統、廣播系統、閉路電視系統、子母鐘系統、旅客資訊系統等子系統。

98 5.高速鐵路之電力系統 採用全線電氣化運轉，電力系統提供高鐵全線列車運行所需要之電力，所有高鐵主變電站所需電力，皆來自台灣電力公司三相161Kv 60Hz等級之系統，經主變電站轉換至25kv 60Hz等級，再以架空電車系統(OCS,Overhead Catenary System)將電力傳送到各列車。高鐵各變電站均採無人化控制系統，透過電力遙控系統，達成系統監控、控制及營運資料蒐集等目的。

99 包含隧道、高架段等緊急照明用；緊急出口通道及豎井之通風系統；沿線變電站、通信及號誌機房等機電設施。
6.高速鐵路之道旁機電設施 包含隧道、高架段等緊急照明用；緊急出口通道及豎井之通風系統；沿線變電站、通信及號誌機房等機電設施。 道旁號誌機