職場苦樂 – 鐵路系統

  上次談軌道時,見不少網友對其他鐵路系統頗感興趣,決定在此為大家介紹一下。不過篇幅所限,只能比較簡略地說一說,有興趣的話請留言,下次可就大家想知多一點的部分再深入地談。


(上海磁浮系統 – 圖片來自維基)

鐵路系統可分為磁浮系統和輪軌系統兩大類。磁浮系統利用磁場的排斥力推動列車,由於車輛懸浮在空中,少了輪/軌間的阻力,速度可高達每小時五百公里以上。不過此項技術並未成熟,暫時真正商業運作的高速系統,只有上海的浦東機場至龍陽路一條「示範運營線」。另外日本為愛知世博而建了一條低速磁浮系統,時速只達一百公里,仍在營運中。由於技術不成熟、生產成本高昂、產生磁場須耗用大量電力、德/日不願把技術轉移等因素,令磁浮系統發展緩慢,在可見的將來尚未可以取代輪軌系統。

輪軌系統有接近二百年的歷史,以前稱為「火車」,是因為列車以蒸氣機車驅動,而蒸氣由燃燒煤炭產生,在機車內自然是火光紅紅了。後來,蒸氣機車逐漸被內燃機車(以柴油為主要燃料)所取代。而當代鐵路車輛的最重要發展,自然是以電力驅動的動車組作為客運列車的主流。以前的列車是以一至兩部機車(即火車頭)帶動,而電聯車則在數個車卡設有馬達,取電後可獨立提供動力,不但可隨意增減車組的長度,若車組中的任何一卡因故障失去動力,整組車仍可依靠其他動車驅動。


(台灣高鐵列車 – 圖片來自維基)

在高速鐵路中(時速二百公里以上),暫時仍以二萬五千伏交流電的架空電纜供電系統為主,而輪和軌均用鋼材。各國的高速鐵路系統的分別主要表現在車卡的設計,除了在流體力學方面下功夫(即做出所謂的「流線型設計」),車身物料如何在重量、耐用、堅固度、抗風壓及成本等各方面取得平衡,亦是技術研發的重點。在技術方面,暫時領先者是德、法、日等國,中國發展中的高速鐵路就是從這些國家引進車輛設計及組裝的技術。



(香港地鐵將軍澳線列車 – 圖片來自 www.hkrs.org.hk)

中、低速鐵路的類別比較多,尤其是服務城市的地鐵/架空鐵路系統(內地稱為城市軌道交通,台灣稱為捷運系統),由於車站頻繁,車速不需太高,有多種技術可滿足不同運量的要求。高運量系統(如東京及香港的地鐵)車輛較大,加/減速要求高,一般都採用鋼輪軌以支撐較重的車輛,取電方面則可分為架空電纜(香港地鐵)及第三軌(台北捷運)兩大類,而供電系統一般為一千五百伏的直流電。除此之外,亦有以線性感應馬達(Linear Induction Motor)技術驅動的系統,如東京的大江戶線及溫哥華的 Skytrain,把馬達「攤平」,以磁場的排斥力推動列車。

(台北木柵線 – 圖片來自www.citycat.hdud.idv.tw/)

載客量較小的系統(每小時二萬人以下),由於車輛的負重低,可以使用橡膠輪胎於混凝土表面行走,如香港機場的自動運輸系統、台北的木柵線,以及東京台場的百合海鷗號等,都是大家有機會乘坐的同類系統。橡膠輪胎有高摩擦系數的特性,比鋼輪更能應付急彎、高坡度及短煞車距離的要求,這種系統的彈性比鋼輪車輛高,故大量使用在中運量鐵路及機場的自動運輸系統中。


(東京 Tama 單軌 – 圖片來自維基)

另一款比較常見的就是架空單軌系統 (Monorail system),亦是採用橡膠車輪,不過是在巨型混凝土「路軌」的上面和兩旁,夾著路軌行走。此類系統在日本最多,共有六個城市採用為市內的運輸系統,而其他地方則多作觀光之用,如悉尼、拉斯維加斯及東京迪士尼等。混凝土路軌本身亦是橫樑,在地面只需佔用柱墩的位置,比其他架空系統的橋樑在用地及視覺上均有優勢。它的缺點是緊急疏散比較麻煩,因乘客不能跳下路軌逃生,要找另一列車來「過車」,或升上高台把乘客救回地面。此外,列車要轉線時要把整條混凝土路軌移動,需用上非常強大的馬達,維修保養費高昂。


(Cable Liner 系統 – 圖片來自www.railway-technology.com)

運量更低的系統亦有不少有趣的設計,例如這種纜索系統(Cable Liner),就是纜車的變種,有不斷移動(要在移動中上落),或停站的設計(站與站要等距),有些可以在停站時脫離纜索,開車時再重新掛回纜上,不一而足。此類系統多用作觀光或短距離運輸之用,暫時未有用作集體運輸的案例。

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5 Comments

  1. 回覆
    aaweb 2007 年 08 月 02 日

    原來鐵路都有咁多種類,下次去旅行時可以多加留意一下,睇下上完你呢堂"鐵路系統"學唔學到野先!哈!
    版主回覆:(08/03/2007 05:14:03 AM)
    對呀,上面舉的例子我大部分都坐過(除了台高鐵).

  2. 回覆
    galaxy 2007 年 08 月 03 日

    咁電磁軌附近的鐵野會否都被吸引 ?
    版主回覆:(08/02/2007 02:19:33 PM)
    應該會,所以車旁用"裙腳"覆蓋著磁鐵部份.

  3. 回覆
    minovski 2010 年 10 月 05 日

    想請教這位先進,據小弟所搭乘過的跨坐式單軌系統,發現其軌道高架橋的高度似乎都很高,甚至比台北捷運的AGT要來的更高,不知道是有什麼考量呢?
    版主回覆:(08/03/2007 05:16:19 AM)
    單軌系統的高架橋和其他系統並無分別,蓋得高的原因可能是要跨越現有的橋樑或其他障礙.其實跨坐式單軌建得太高反而有問題,因為故障時乘客不能跳車沿軌道逃生,而要用升降台把乘客逐一接下來,所以不應建太高.

  4. 回覆
    minovski 2010 年 10 月 05 日

    小弟搭乘的是大阪單軌,無論是其與北大阪急行互相轉乘的千里中央站,還是下車的豐川站,都能感覺到車站與軌道的高程都很高。
    版主回覆:(10/05/2010 01:24:52 PM)
    我沒坐過,所以不太清楚那邊的限制,但在已建了很多天橋的市區再建單軌的話,一定有我上面說的情況。

  5. 回覆
    minovski 2010 年 10 月 05 日

    其實小弟認為相較LRT,單軌系統很適合道路網不健全的舊城市使用,例如小弟所在的台南,跨座式或吊掛式的量體皆不大,轉彎半徑也可以很小,不過單軌系統在台灣有法規的限制,加上系統商獨佔專利的問題,要推廣實在不易。
    版主回覆:(10/05/2010 02:51:12 PM)
    單軌的好處在於高架橋佔地不多,對景觀的影響亦較少。不好處是載客量低,而且不合有太多支線的系統(因轉線要擺動整條橫樑)。你說的對,專利是最大的問題,我們香港不搞的原因之一,就是在此。

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