现代铁路运输系统.ppt

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1、現代鐵路運輸系統緒論緒論鐵路運輸之發展過程鐵路運輸之發展過程鐵路運輸系統的特性鐵路運輸系統的特性鐵路運輸的基本設施鐵路運輸的基本設施高速鐵路的發展高速鐵路的發展結論與建議結論與建議C h a p t e rC h a p t e r 4 41緒論1768年年蒸蒸汽汽機機發發明明之之後後：人人類類打打破破了了經經濟濟上上的的活活動範圍限制，工業革命開始。動範圍限制，工業革命開始。1775年年瓦瓦特特改改良良蒸蒸汽汽機機：機機械械動動力力來來源源更更加加方方便便，並使鐵路蓬勃發展。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。鐵路運輸可及性較公路低漸被取代，日趨沒落。但但近近年年來來

2、，重重新新對對鐵鐵路路加加以以評評估估，以以根根本本解解決決人人類城際間與都市地區的運輸問題。類城際間與都市地區的運輸問題。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統2鐵路運輸之發展過程 世界鐵路發展史世界鐵路發展史萌芽期萌芽期(約約1825年至年至1900年年)蓬勃期蓬勃期(約約1900年至年至1945年年)衰退期衰退期(約約1946年至年至1964年年)復甦期復甦期(1964年至年至2000年年)現代軌道運輸的發展期現代軌道運輸的發展期(2001年以後年以後)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統3清朝的鐵路建設清朝的鐵路建設 台灣的鐵路建設台灣的鐵路建設 我國鐵路發展史

3、圖圖 4-1 台灣第一輛蒸氣機車台灣第一輛蒸氣機車騰雲號騰雲號圖圖 4-2 台彎南北高速過台彎南北高速過700T型的型車圖型的型車圖(蘇昭旭攝蘇昭旭攝)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統4鐵路運輸系統的特性 鐵鐵路路運運輸輸所所具具有有的的一一些些特特性性，卻卻不不是是現現今今其其他他運運具所能取代的。具所能取代的。這這些些特特性性有有些些是是不不可可取取代代的的優優點點，有有些些卻卻可可能能在在時代變遷中，成為經營上致命的缺點。時代變遷中，成為經營上致命的缺點。優點優點缺點缺點 現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統5鐵路之優點鐵路之優點運量大、運價低廉且運送距離長運

4、量大、運價低廉且運送距離長行駛具自動控制性行駛具自動控制性 有效使用土地有效使用土地污染性較低污染性較低受氣候限制小受氣候限制小現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統6運具種類運具種類能源消耗能源消耗BTU/噸英哩噸英哩運費運費(/噸英哩噸英哩)運送距離運送距離(英哩英哩)速率速率(英哩英哩/小時小時)管道運輸管道運輸4900.273005鐵路運輸鐵路運輸6701.4050020水道運輸水道運輸6800.301,000公路運輸公路運輸2,8007.5030040航空運輸航空運輸42,00021.901,000400表表 4-1 各種運具之能源消耗、運費及運送距離比較表各種運具之能源消

5、耗、運費及運送距離比較表現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統7鐵路之缺點鐵路之缺點如下所述：鐵路之缺點如下所述：資本密集且固定資產龐大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設施龐大不易維修，且戰時容易遭致破壞貨損較高貨損較高 營運缺乏彈性營運缺乏彈性編組費時編組費時現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統8鐵路運輸的基本設施車站車站鐵路路線與號誌鐵路路線與號誌機車及車輛設備機車及車輛設備現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統9車站控制中心控制中心列車調度場列車調度場貯車場貯車場末末軌軌式式月月台台(Dead End Platform)月台月台

6、行李房行李房服務台服務台餐廳餐廳急救室急救室警駐所警駐所出入大廳出入大廳一個完善的鐵路車站大略具有下列各項設施：一個完善的鐵路車站大略具有下列各項設施：現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統10控制中心現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統11控制中心現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統12鐵路路線與號誌選線選線路基與道碴路基與道碴鋼軌與軌枕鋼軌與軌枕道岔道岔號誌號誌現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統13道岔-1轉轍器轉轍器轉轍器轉轍器現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統14道岔-2現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統15道

7、岔-3現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統16 號誌 一般鐵路之號誌種類分成下列三種：一般鐵路之號誌種類分成下列三種：臂形號誌臂形號誌(Semaphore Signal)色燈號誌色燈號誌駕駛室號誌駕駛室號誌(Cab Signal)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統17臂形號誌(Semaphore Signal)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統18表表 4-4(b)色燈型號誌色燈型號誌表表 4-4(c)燈列式號誌燈列式號誌色燈號誌現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統19駕駛室號誌(Cab Signal)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路

8、運輸系統20機車及車輛設備機車機車鐵鐵路路機機車車是是列列車車的的動動力力來來源源，機機車車的的輛輛數數與與牽牽引引力大小均會影響列車的行駛速度與服務品質。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：較常為人使用的機車有下列型式：蒸汽機車蒸汽機車柴電機車柴電機車電力機車電力機車機動車機動車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統21蒸汽機車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統22柴電機車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統23電力機車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統24機動車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系

9、統25三種不同類型機車的概略性比較三種不同類型機車的概略性比較項目型式項目型式蒸汽機車蒸汽機車柴電機電柴電機電電力機車電力機車構造與造價構造與造價簡單、低廉簡單、低廉複雜、較高複雜、較高複雜、較高複雜、較高機車重量機車重量最重最重較輕較輕最輕最輕行駛速度行駛速度最小最小較高較高最高最高馬力馬力最小最小較大較大最大最大熱能效率熱能效率最低最低較高較高最高最高空氣空氣污污染度染度最嚴重最嚴重輕微輕微沒有沒有維護易度維護易度容易容易困難困難容易容易表表 4-2 三種不同類型機車比較三種不同類型機車比較現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統26車輛車輛(Vehicles)鐵路的營運項目主要為

10、載客與運貨，鐵路車輛約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：可分為下述三類：客車客車貨車貨車工程車工程車現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統27Box car現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統28Flat car現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統29Caboose(守車，車務員專用車)現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統30gondola現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統31Hopper car現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統32Tank car現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統

11、33Milk tank car現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統34高速鐵路的發展 高速鐵路發展情形高速鐵路發展情形高速鐵路之特性高速鐵路之特性我國之高速鐵路系統我國之高速鐵路系統現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統35高速鐵路發展情形營運速率可達每小時營運速率可達每小時 200公里以上之鐵路系統。公里以上之鐵路系統。1964年年日日本本新新幹幹線線鐵鐵路路首首先先完完成成世世界界上上的的第第一一條條高速鐵路，奠定了高速鐵路的發展基礎。高速鐵路，奠定了高速鐵路的發展基礎。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統36國家國家路線路線營運年期營運年期營運速度營運速

12、度說明說明日本日本(SKS)東京東京大阪大阪(東海道線東海道線)大阪大阪博多博多(東北線東北線)上野上野盛岡盛岡(東北線東北線)上野上野新瀉新瀉(上越線上越線)1964197519841984210220240270客運專所客運專所(已突破已突破300公里時公里時速速)法國法國(TGV)巴黎巴黎里昂里昂(東南線東南線)巴黎巴黎Tours(大西洋線大西洋線)巴黎巴黎里耳里耳(北線北線)198119891992270300320客運專用客運專用(曾創曾創515.3公里時速公里時速)德國德國漢保漢保慕尼黑慕尼黑1991300客貨運共用路線客貨運共用路線西班牙西班牙馬德里馬德里Seville19922

13、50客貨運共用路線客貨運共用路線表表 4-3 世界各國已發展之高速鐵路現況世界各國已發展之高速鐵路現況現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統37國家國家路線路線營運年期營運年期營運速度營運速度說明說明義大利義大利米蘭米蘭拿坡里拿坡里1992275客貨運共用路線客貨運共用路線中華民國中華民國台北台北高雄高雄2005300客運專用客運專用設計時速設計時速350公里公里韓國韓國漢城漢城釜山釜山1999300客運專用客運專用設計時速設計時速350公里公里美國美國達拉斯達拉斯休士頓休士頓1999300客運專用客運專用設計時速設計時速320公里公里表表 4-3 世界各國已發展之高速鐵路現況世界各

14、國已發展之高速鐵路現況現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統38圖圖 4-6 4-6 各種型運具之運能及速度空間分配圖各種型運具之運能及速度空間分配圖現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統39目目前前還還有有一一種種突突破破傳傳統統鋼鋼輪輪運運轉轉的的磁磁浮浮式式(Maglev；magnetic levitation)高高速速鐵鐵路路系系統統正正在在日日本本與與德國試驗中。德國試驗中。中中國國大大陸陸上上海海蒲蒲東東機機場場至至市市區區即即採採此此種種磁磁浮浮列列車車，已達商業營運階段已達商業營運階段(Commercial Operation)。現代運輸學 Chapter

15、4 現代鐵路運輸系統40高速鐵路之特性速度快速度快運量大運量大安全性及準點度高安全性及準點度高舒適程度高舒適程度高用地少用地少能源省能源省屬大眾運輸系統屬大眾運輸系統現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統41600500400300200100高鐵高鐵台鐵台鐵公路客運公路客運小客車小客車飛機飛機100 1007030010233852633856163圖圖 4-7 城際間運輸系統每旅次比較圖城際間運輸系統每旅次比較圖現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統42我國之高速鐵路系統從從民民國國八八十十年年開開始始的的六六年年國國家家建建設設計計劃劃中中，我我國國計計劃劃興興建建一

16、一條條台台北北至至高高雄雄的的高高速速鐵鐵路路系系統統，以以達達成南北經濟整合的目的。成南北經濟整合的目的。表表4-4說說明明了了我我國國之之高高速速鐵鐵路路系系統統與與其其他他各各國國之之比比較。較。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統43類別類別日本日本SKS法國法國TGV德國德國ICE台灣台灣HSR軌距軌距營運速率營運速率(最高最高)速度記錄速度記錄(最高最高)開始營運開始營運(年年)曲線半徑曲線半徑(最小最小)最大坡度最大坡度電力系統電力系統行車系統行車系統車輛長度車輛長度車輛寬度車輛寬度車輛高度車輛高度車輛輪徑車輛輪徑車輛軸距車輛軸距車軸配置車軸配置平均站距平均站距1,4

17、35mm300kph(500系系)443kph1964年年東海道東海道2,500m東海道山陽東海道山陽20，東北上越，東北上越2525kv/60HzCTC/ATC25,000mm3,383mm4,340mm1,000mm2,500mmBo-Bo東海山陽東海山陽 東北上越東北上越33.4Km 30.7Km1.435mm300kph(TGV-D)515.3kph1981年年4,000m東南東南35，大西洋北歐，大西洋北歐2525kv/50HzCTC/ATC21,830mm2,814mm3,420mm1,000mm3,000mmBo-Bo213.5km1,435mm330kph(ICE3)406.9

18、kph1991年年5,100m12.515kv/16 2/3HzCTC/ATC24,000mm3,070mm3,650mm950mm2,800mmBo-Bo79.2km1,435mm300kph20056,250m3525kv/60HzCTC/ATC25,000mm3,380mm3,650mm860mm2,500mmBo-Bo345/9=38.3km動力方式動力方式EMUpush-pullpush-pull、EMUEMU(日本日本)運輸特性運輸特性高運量、中高速、停站多高運量、中高速、停站多中運量、高速、停站少中運量、高速、停站少中運量、高速、停站少中運量、高速、停站少註：註：1.1.平均站距

19、和運輸特參考佐藤芳彥的世界的高速鐵道，動力方式德國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ICE3ICE3已改用已改用EMUEMU。2.2.除營運速率外，本資料依日本東海線道新幹線除營運速率外，本資料依日本東海線道新幹線100100系、法國大西洋線系、法國大西洋線TGV-ATGV-A及德國漢堡慕尼黑線及德國漢堡慕尼黑線ICE1 ICE1 三種進行比較，不同車輛系統其數據差異極大。三種進行比較，不同車輛系統其數據差異極大。3.3.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700T700T系之車輛資料。系之車輛資料。現

20、代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統44高速鐵路最適營運速度，設定為時速高速鐵路最適營運速度，設定為時速300公里：公里：由由圖圖4-9中中可可以以看看出出在在南南北北距距離離約約376公公里里的的狀狀況況下下，高高速速鐵鐵路路之之營營運運時時速速唯唯有有超超過過300 公公里里，在運送時間上才有能力與航空運輸競爭。在運送時間上才有能力與航空運輸競爭。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統45鐵路鐵路110km/hr高速公路高速公路90km/hr鐵路鐵路 200km/hr鐵路鐵路250km/hr鐵路鐵路300km/hr航空航空500km/hr鐵路鐵路400km/hr3002

21、401801209060300100200300400500距離距離(km)時時間間(min)圖圖 4-8 航空、公路與鐵路時間航空、公路與鐵路時間距離比較圖距離比較圖現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統461009080706050403020100100 200 300 400 500 600 700800 900 1000市市場場占占有有率率距離距離(公里公里)公路運輸公路運輸(motorcar)航空運輸航空運輸(aviation)高速鐵路高速鐵路(200kph train)圖圖 4-9 航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率航空、公路與高速鐵路在不同距離之市場占有率現代

22、運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統47另另外外高高速速鐵鐵路路完完工工之之後後，並並將將與與各各都都會會區區陸陸續續興興建建完完工工之之捷捷運運系系統統及及舊舊有有台台鐵鐵系系統統結結合合在在一一起起，而而成成為為台台灣灣西西部部運運輸輸走走廊廊之之大大眾眾運運輸輸網網路路，如如圖圖4-10所示。所示。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統48圖圖 4-10 台灣西部運輸走廊未來之大眾運輸網路圖台灣西部運輸走廊未來之大眾運輸網路圖現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統49結論與建議 鐵鐵路路運運輸輸系系統統因因設設備備龐龐大大與與資資本本密密集集特特性性，易易形形成成獨獨佔佔，而而引引起起各各國國政政府府制制定定法法律律限限制制其其營營運運之之定定價價與與範範圍圍。近近年年來來其其他他運運具具的的激激烈烈競競爭爭，鐵鐵路路業者陷於生存困境。業者陷於生存困境。鐵鐵路路須須自自行行負負擔擔維維護護路路權權(right-of-way)費費用用，不像公路業者可免費獲得政府提供完善公路系統。不像公路業者可免費獲得政府提供完善公路系統。鐵鐵路路業業者者，須須確確實實檢檢討討營營運運效效率率問問題題。以以免免成成為為明日之夕陽工業。明日之夕陽工業。現代運輸學 Chapter 4 現代鐵路運輸系統50