21 March 2007

回應與挑戰(4)︰MOTCT在PTT上的評論


(圖片來源︰樂生院人間寫實Flickr相簿)

PTT網友MOTCT在三月十八日的MRT板,針對樂生療養院90%保存方案中的工程問題,提出不同的看法。我整理如下︰

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其一︰正線曲線的彎度問題

台北市政府捷運局的規範裡,正線的曲線彎度是以200公尺為半徑的圓所劃出的弧度,這個半徑我們稱為曲率半徑。

至於正線的意思是指,經常性作為列車開行使用的路線。計算的公式如下:

R=10/Sin(D/2)
R為曲率半徑(圓曲線半徑),D為圓曲線之中心角度

一般來說,鐵路幹線在平面曲線之角度大多在5度以內,在山嶺地區亦甚少超過6度,較大的曲線角度(即較短的半徑)僅在車場較為常見。(引自周義華,運輸工程)把數字帶進去算,當

R=229(公尺),D=5(度)
R=191 ,D=6
R=163 ,D=7
R=143 ,D=8

用國中就學過的內插法就知道,北市捷運局取R=200本身就已經有點over了,當然彎道比較彎可以透過限速解決,但是養路的支出及所花的時間(經常為之)本身,對於使用單位台北捷運公司無疑是一場夢魘。

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其二︰S型曲線的問題

第一,S型曲線工程上稱為反向曲線(也就是由兩條方向相反的單一曲線組合而成),其線型與超高維護不易,雖然此類曲線多用於低速之側線或車場中之軌道(參見周義華,運輸工程,P348)但是其對於車輛及軌道本身之損耗並不會因此消滅,對於日後之養路工作與車輛維修實為不利。

此外,該段位置位於機廠區外而非機廠區內,非屬於機廠內部而屬於正線(幹線)。亦即,該段施作必須以正線之標準施作,故台北市政府捷運工程局依其規範於兩單曲線間取25公尺非無所本。此點觀諸周義華先生之運輸工程一書關於「而在必須採用時,應該兩單曲線間加入至少30公尺以上之直線」可略知一二。(如前書,P348)

其次,雖然新莊機廠進度不影響其他區段進度,但是做為捷運列車調度、整備、保養及電力供應之新莊機廠標一日不成,則其他區段只能閒置養蚊子,變成另類蚊子館。而利用各線調度將造成嚴重之運能虛靡及妨礙其他各線正常行車,此外,經常性利用跨區供電之方式對捷運之供電系統之穩定性有極大威脅(此即「暫態非常態」之理)。就橘線而言,將經常性減少1/4之電力供應,對於供電系統之穩定性威脅不可謂不大。不知「不會造成新莊捷運延遲通車的問題」從何而來?

還有,沒事幹把已經蓋好的公共工程拆掉重做?你想害捷運局的人被台北市議會狗幹、公共工程委員會砍批、審計部找麻煩、檢察官請去「泡茶」嗎?台北市捷運局的人或許沒啥文化概念,但是他腦袋沒有壞掉,不會想去「籠子裡面」蹲的好嗎?真的出包到時候被關的不會是樂生青年,要幫捷運局他們想一下啊。

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其三︰再論S型曲線的問題

通常一般來說,S型曲線(正式名稱為反向曲線,以下以S型曲線代之)要嘛不是「先向左再向右」,不然就是「先向右再向左」。

所以可以想見的是,鐵路或者捷運列車在S型曲線上面跑的時候是會表演「大龍甩尾」的畫面的;但是鐵路列車通常都是一體成形,用一根或一根以上的大樑貫穿車廂前後,只倚靠裝在車廂底部的轉向架(Bogie)來行進。

這個轉向架基本上轉向的幅度比不上汽車前輪,它只能小幅度的左右擺動。所以你想一下,前半段過彎後半段還沒過對於架在大樑下面的轉向架有多傷?這個是軌道跟轉向架還有車廂再互相拉扯呀,傷到的是軌道、轉向架和車廂三者。沒有辦法想像的,就拿張紙畫一個S型軌道(兩條平行的S型曲線),然後在S型上面畫一個長方形,然後再在這個長方形的兩端各畫一個小長方形來看看。

台北捷運的電聯車一節是23.5公尺,所以台北市捷運局抓25公尺在學理上還是嫌緊(參照周義華先生運輸工程一書,應取30公尺以上為妥)

那麼,過短的反向曲線直線段(緩衝段)會有什麼問題呢?答案是會翻車。

在鐵路工程上有一個專業術語,我們稱為蛇行搖動(Yawing)。有看過蛇爬嗎?有些種類的蛇是以S型的方式前進的,不能想像的話就去看看路上「蛇行」是什麼樣子。

蛇行搖動簡單地說,就是先左再右(先右再左也一樣)時,因為離心力所導致的左搖右晃。此外還要再加上過彎道既有的左右擺動(Rolling)你覺得突然劇烈地左搖右晃會不會翻車?這種情況你就拿一個長方體,然後以垂直軸(三度空間座標的Z軸)為中心左右轉圈圈(蛇行搖動),再加上左右搖動(左右擺動)就可以知道了。

台鐵本路沒有因為路彎而翻車是因為他們在設計、鋪設鐵軌的時候就不會弄出一條會翻車的軌道,問題是以目前的資料看起來各位蠻想讓台北市捷運局幹出「蓋一條會翻車的軌道」這種事情。這跟坐不坐人沒有關係,跟速度倒是有關係,不過我不敢保證5公尺的直線段可以用25公里的時速來開。而且這是在有潛藏性風險,也就是讓捷運從業人員提著頭來幹的情況下才有這種「營運難度問題」—淺見以為,叫別人提著頭幹,這難度也太高了點。

此外,要提醒各位,有進就有出;入機廠保養之車輛固然可以慢行,但是要開出去載客做生意的車輛勒?當然也是可以慢慢發車,但是到時候被罵的是台北捷運公司(日後的使用單位,捷運局是施工單位,蓋好以後轉給台北捷運公司營運),不是各位—竊以為,幫別人製造非戰之罪實在不是什麼有品味的行為。

至於木柵線的中山國中沒有機廠,是因為在動物園的隔壁有一個木柵機廠,列車都由該處發出,到中山國中折返。如果你想拿這一招套在新莊線的話,不好意思,整個橘線只有在南勢角、蘆洲和新莊有機廠,而南勢角的中和機廠,實際上只是一個只能停6列車的停車場,連維修都沒有辦法。

而從蘆洲發車?蘆洲機廠的位子也不夠放新莊線的車。從其他各線調度?那個運輸能量的浪費(運能虛靡)跟對於其他各線行車的妨礙你自己拿台北捷運路網圖來看一下。更不要說新莊線東門站到忠孝新生站之間還比其他區段要晚一年才能通車,其他各線根本沒有辦法支援新莊線。

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以上資訊,可以上PTT,或參閱網路PTT捷運版


7 comments:

楊友仁 said...

我個人認為拿周義華那本書出來談實在有點落伍
那是我十幾年前念台大土木系時的教科書
而且很多都是從美國舊資料翻譯來的
所以算起來,至少是二三十年以前的舊算式了
要不要拿點新東西出來談談?

Anonymous said...

我也是土木系畢業的同學,那本運輸工程我也是整本讀完了。

不過我實在不懂,為什麼MOTCT說這段軌道是在「機廠廠區外」,照他的說法,廠區內的軌道不就只有「直線」嗎?

而且供電用的TSS/BSS變電站,根本上和機廠是兩回事不是嗎?只要找得到地方,都可以用的。

另外,據我所知,東門站在捷運局的規劃中,在民國100年就可以通車,到時候應該是有很多機廠可以調度。

julianwang3 said...

有讀土木的來參與是好事
因為土木專業須嚴肅看待

「文史工作者」在大談土木專業之前
得先交待為什麼主張拆某些文物
卻主張保存某些文物的矛盾 =="

此外
文建會宣稱樂生是
「地方事務 中央不能介入」
好一個邱坤良
和路寒袖成雙成對了

那文資法既然沒用
不如折紙飛機算了

julianwang3 said...

http://blog.pixnet.net/ccindustry/post/3451250

弱慢 said...

我有想要搜尋周義華的這本書,可是找不到耶,可見真的很舊,絕版了吧。

MOTCT said...

To 楊友仁:
周義華老師的那本運輸工程雖然是民國80年8月初版的,但是這十幾年來已經改版過5次,我手邊的是90年8月版(93年10月五版二刷)。還有,有些工程的東西不會在短時間內改變,你讀過土木工程應該知道這一點:鑽炸法鑽炸那麼久了,有什麼驚天動地的變革嗎?不然你也可以去看台鐵黃副局長民仁的新世紀鐵路工程學(基礎篇),裡面講的東西意思是一樣的。

To anonymous:
當初在網路上討論的時候,比較注重的是機廠界標外方(也就是機廠範圍以外)的部份,後來在PTT的捷運版(MRT)針對機廠範圍內的軌道線型已經有後續的討論了。
另外,捷運機廠的功能有很多,主要的其一是維修列車,其二是儲存列車。新莊機廠不蓋好,車子放哪裡?要怎麼修理?
還有,即便東門站打通,由於目前其他捷運機廠的容量也普遍吃緊,撇開空車回送造成之運能虛糜及高難度運轉調度不論,到時候能不能挪出多餘的停車位給新莊線列車不無疑問。

To 弱慢:
周義華老師的運輸工程,你可以向鼎漢工程顧問公司[(02)2748-8822]洽詢,我是蠻懷疑這本書會掛掉啦,因為在國內要考運輸工程這一科的話,所有人都會說看這本。

蒼空 翔 said...

以現在而言,一些還沒試完的新車都要丟到土城機廠,看來土城還有一些空間,不過回送路線請自行考慮看看(不知道東門站能不能換線就是了...)