5. 探索新幹線設計意圖

Gambulus
電信看交通
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11 min readMar 27, 2020

他山之石可以攻錯!高鐵該怎麼蓋,世界上有很多案例可以參考,可以不用從頭摸索走冤枉路。對岸是計畫經濟,八縱八橫錢灑下去就有,亂花錢不難只是參考價值並不高;對台灣最有啟發的路線系統,非新幹線莫屬,因為除了地理條件與城市分布都很相近以外,管理哲學也值得借鏡。

把維基百科記載的新幹線路線資訊畫到地圖上頭,可以發現許多有意思的事情。當中最重要的是路線邏輯:高鐵並非只停大城市,為了彌平城鄉差距也會在人口較少的地方設站,路線遍布全國,站距大約 30 公里;但即便是小鄉鎮設站,絕大部分都與舊有火車站共構,不會特意找素地企圖搞造鎮計畫

https://drive.google.com/open?id=1HwHZuGFYb-dNt-0Lv-mKyQC4KN_Cx6j9

站距 30 公里的原因不難猜。以 700 系的性能資訊為例,加速度 2 km/h/s 常用減速度 2.7 km/h/s,從靜止狀態加速到時速 300 耗時 150 秒,時速 300 煞停耗時 111 秒,如果維持在時速 300 的時間,與加減速同樣 261 秒,總行駛距離為 32.6 公里,均速 225 km/h;再計入小站停靠 60 秒,移動均速剩下 202 km/h。要是站距再打七折,高鐵都不高鐵了!

畫面出處:外科医・大門未知子 第3期 Last ope

東海道新幹線配合東京奧運啟用,連接東京到大阪。這條路線有趣的地方在於,列車必停的大站有東京、新橫濱、名古屋、京都、新大阪,剛好對應到台北板橋台中台南高雄,地理分布有那麼幾分神似;台灣的網路鄉民戰南北,日劇裡也常是關東關西互別苗頭。

1964 年通車後,過了 24 年新增三個站,目的很明顯是站距 30 公里條件下把車站塞到滿;但因為路線初興建時沒預留普及設站的配套,所以新富士沒有共構無法轉乘,三河安城則跟苗栗站一樣連接通道要走很遠;2003 年再多一個品川站,首都圈人潮分流還是其次,最大目的是為了連接將來的中央新幹線磁浮列車。

從東海道新幹線的建設軌跡,可以學到什麼?高速鐵路一開始市場導向,只停靠旅客需求量最大的東京大阪營運廊帶;但後來營運邏輯轉為普及服務,所以除了路線不斷延伸之外,還出現原有路線追加車站的狀況,新設車站難免不合身,小站的月台雨遮長度也從 16 節縮為 12 節車廂。但這些事情在 1988 年已經發生,當年的高鐵局如果有認真做功課,就可以閃過很多設計上的失誤!就算違抗不了行政院長的外行領導內行,至少也能避免轉乘不順甚至缺乏轉乘的設計錯誤。明明有前例可循,田中虎尾太保三站也能搞砸,真不簡單!

又比如終點之所以設在新大阪,是因為路線要繼續往西延伸,如果硬要與大阪站共構,路線就必須先往南再北返大迴轉,不然就得做成跨海大橋才到得了神戶,不進蛋黃區是有原因的;台灣高鐵設站新左營不進城,反而斷了台北直達屏東台東的可能性,抄到了皮毛卻與真正目的背道而馳。

東海道新幹線的轉乘車站,幾乎全部是東海道本線,可以視為與城際鐵路搶生意,或者看成運輸量較大的火車站做服務升級。該視為合作還是競爭,差別在經營心態:日本因為 1987 年鐵路分割民營化,並將各區域新幹線與城際鐵路交由同一家 JR 公司經營,所以是分工合作各司其職,轉乘動線順暢班表也緊密銜接。

反觀台鐵局跟台灣高鐵各自獨立,變成相互競爭自掃門前雪,不起眼的地方還偷偷扯後腿,就算長官要求合作也是陽奉陰違,轉乘很不友善旅客成了最後輸家。不然屏東人幹嘛那麼生氣?如果看懂 JR 管理層面的意圖,卅年前也應該要把高鐵與台鐵合併這件事情納入規劃才對!

搶生意這件事情本身就很有趣,日本的案例是競爭力強的新幹線,搶競爭力弱的城際鐵路,兩邊合併擺平利益衝突;台灣的搞法是車速慢的捷運去挑戰車速快的台鐵,而且沒有減少衝擊的配套,真是不得不佩服地方政府的無賴與交通部的顢頇

在東海道新幹線之後,陸續延伸山陽、東北、上越等等新線。因為路線是在民營化之前定案,所以還是有追加車站後,轉乘配套不足的老症頭;但也有疑似政客操弄的痕跡,例如新尾道、水沢江刺、栗駒高原、本庄早稲田就顯得很沒效率,站距過短也沒有轉乘,就跟屏潮計畫縫合農田一樣詭異。

但另一方面,新設車站也有獨特亮點。為了開發越後湯沢站當地滑雪的觀光價值,特地拉一條兩公里的支線設置新站,下車後以纜車直達滑雪場。介紹影片裡面通過新幹線閘門,放好行李租了雪具,馬上就可以上山滑雪,高鐵成了觀光業最強大的後盾!

從北陸新幹線開始更是赤裸裸支援觀光,2015 年已經有個叫做 “黒部宇奈月温泉” 的車站,2022 年還會有加賀温泉、芦原温泉,與九州新幹線的武雄温泉、嬉野温泉的車站開通。車站不好好的用地名,故意後綴溫泉二字!

所以台灣高鐵該不該延伸到恆春台東與宜蘭?考古題明明一大堆,沒道理答錯!

北海道新幹線對於台灣的啟發是,或許可以研究澎湖到嘉義之間挖一條海底隧道,除了可以安裝高壓電纜通訊光纜,最重要的是以鐵路運輸取代目前的海運空運。

青函隧道的建設起點,是洞爺丸事故,當年津輕海峽一次帶走超過 1400 條人命;黑水溝的戰績也不差,六死三留一回頭的時代就不提,早年光盛海盛連盛三條船就包下 170 人,近年空難更達到 11 次 289 人。

圖片來源:JRTT

津軽海峡兩岸相距 23.3 公里,但為了讓隧道低於海底 100 公尺,所以兩邊陸地下方的坡道合計長達 30.55 公里,坡度 12‰。

圖片來源:中文百科全書

澎湖到嘉義最短距離 43.5 公里,水深大約 130 米。現代的車輛比較會爬坡,以高鐵坡度 25‰ 建設基準做估算,嘉義端最少需要 4 公里長的坡道,澎湖端 5 公里往返地面;就算以機場捷運的 50‰ 估算,隧道全長也都將近 50 公里,與青函隧道同一個量級。但因為 60 年來工程技術不斷進步,施工難度應該相對簡單不少,日本人當年都蓋得起來了,台灣沒有蓋不起來的道理。

北海道因為幅員相對廣闊,有新幹線施展的空間;湖西到馬公兩端海岸相距才 14 公里,頂多一個站,只能全力發展觀光,力求隧道投資儘快回本。

澎湖機場定期班機主要往返台北台中嘉義台南高雄,平均一天 70.28 班,ATR72 可提供 70 個座位,一天可供五千人往返;船運則有台華輪兩千人、滿天星兩千人、其餘業者約四千人。海空運產能全開每日 1.3 萬人,平均需求也許只有三成。但因為火車票價大概只有飛機輪船的 1~2 折,門檻降低後交通需求量可以暴增五倍十倍,先猜每日 2 萬人。以同樣超商規模的員林站來看,2018 年每日進出站至少都有 16617 人,猜 2 萬事實上顯得保守。

假設每公里造價 30 億,與青函隧道同樣 53 公里要花 1600 億;耐用年限抓 70 年,每天攤提成本 626 萬元。隧道成本就算全部給火車乘客出,每人每趟附加費 313 元,加上自強號 53 公里票價 120,也不過是船票的半價。挖海底隧道應該會是可行的投資

東海道新幹線可視為火車升級,中央新幹線則是市場進一步細分,高鐵再升級為磁浮列車。於是同樣的問題再來一遍:到底要交通平權,還是鄉下有鄉下的樣子

其實這跟專利保護有期限一樣道理:新科技剛出來總是要保障獲利,不然缺乏獎勵下沒有人想創新;但專利保護期過了之後必須解除保護才會眾人受益,否則既得利益者也不會想繼續創新;缺乏創新人類社會就不會進步,新藥如此,資訊業如此,軌道運輸也一體適用。

電信業當然走過同樣的路:一開始電話撥接非常貴,沉迷網路對戰每月費用不小心會破萬;然後 ADSL 上路,有點貴但撥接變成不用錢;現在光纖到府小貴,ADSL 比訂報紙還便宜,電話撥接早已淘汰。為了加速普及,監理單位還發明了一個叫做 X 值的公式參數,比專利保護期限還嚴格。如果不鼓勵創新,到今天大家都還在用比光纖貴的撥接

高鐵相對於火車,一開始是創新,但賺夠了之後不應繼續保障獲利,於是除了路線延伸、設站塞到滿之外, JR 東海還拿出更快的磁浮車,否則跟撥接一樣,躺著賺就好了。交通部延長台灣高鐵 BOT 年限,票價還直接攻頂,也沒有普及服務,明顯政策失誤!

為了保護創新,中央新幹線自然排除掉長野與京都,東京到名古屋 286 公里幾乎走直線,40 分鐘就到了。為了走直線,預定 2027 年通車的中央新幹線選擇穿越赤石山脈,這給了台灣高鐵延伸台東,一個條件相近的示範案例!

圖片來源:静岡新聞社

上圖 135 ~ 160 公里處,也就是穿過山梨靜岡長野三個工區之間的赤石山脈,要打出一條 25 公里長的隧道。台東到屏東要打大武山隧道的話,東西向長度同樣 25 公里左右,山脈高度大約海拔 2450 公尺,與中央新幹線最長的隧道大約落在相同等級。

中央新幹線是先確定路線才決定要打隧道,但台灣高鐵如果要延伸台東,卻會反過來先確定要挖隧道,才能決定平地路線該怎麼走。隘寮南溪河谷可以有效縮短隧道距離,河流進入平地的位置在三地門,屏東最適合設站地點落在屏東航空站;六塊厝要切過市區拆整排房子,明顯不可行;更南邊的潮州要繞遠路,就別再搶鏡頭了!

設站六塊厝,將造成市區一刀切開!

新幹線六十年來從東海道一路蓋到北海道,月台長度出現微妙的變化:
東海道 16 節車廂
山陽 16 節
東北 16/12/10 節
上越 16 節
北陸 12 節
九州 8 節
北海道 10 節

其實這就跟樹葉的葉脈一樣,中間最粗,越往邊緣越細。台北到高雄如果相當於東海道新幹線,可以預期延伸線大概會類似北海道或九州,月台越來越短,列車編組也會隨之縮水。

不過日本鐵道因為營運距離長,JR 客運部門依照地區拆分成六家公司,跨地區需要轉車,所以車廂數量大可以隨需求調整;台灣南北不過 400 公里,方法不能照抄,延伸線的短編組要怎麼有效率進出台北高雄區間?

其實答案簡單,早在光華號的時代,就已經有列車在台北彰化高雄分解組合的案例;目前的迷你新幹線 (高鐵列車降速跑城鐵軌道),也是在盛岡站分解組合:

延伸線必然是往人口密度較低的地方建設,這暗示著除了延伸以外很可能需要開岔:北高區間 12 節車廂,離開北高區間的車輛需要分解,進入北高區間需要組合。

也就是說,台北高雄往外延伸,應該要各有兩條流量較低的路線,台北分岔往基隆與宜蘭,高雄開岔往恆春與台東!根據上一篇探討的超商數字,基隆市 209 宜蘭縣 208 台東縣 86 屏南 (郵遞區號927~947) 85,帳面數字看起來算是平衡.但實際上因為花蓮地震太多不適合高鐵,得透過宜蘭與台東兩站轉乘,可預期實際運量基隆小於宜蘭、恆春小於台東,列車長度也許不對稱,不再是 6+6,購買新車時要考慮調整彈性。

如果全國性的運輸架構真的有從上到下仔細思考清楚,基隆的 Tram-Train 應該是高鐵轉台鐵,而不是捷運轉台鐵。

有發現缺乏思考高度的鐵道局,繼北宜直鐵之後又想要亂花錢了嗎!

大致了解新幹線的硬體建設之後,其實更重要的事情是抽象的管理層面!迷你新幹線這種東西,是高鐵列車降速跑台鐵軌道。台鐵當年光是撥交台北站兩個月台給高鐵,都已經雞飛狗跳,哪還可能讓高鐵列車侵門踏戶,借道開往基隆?唯一的解方是高鐵股票買回下市,台鐵公司化,然後兩家公司合併,才有可能從相互競爭轉為相互合作。

台鐵已有多個站調整為鐵路立體化。由於立體化工程不能影響原有運輸能量,暗示除非新軌道就位在舊軌正下方,否則舊軌路廊到時候一定會空出來閒置。既然如此,何不讓高鐵與台鐵共線、車站共構,把立體化空出來的舊軌路廊改成高鐵軌道!桃園台南高雄,這三處地下化當然可以比照台北站,給予乘客同等便利的運輸服務;高架化的宜蘭員林嘉義,同樣存在高鐵路線認錯修正的可能性!

中央新幹線走直線速度快,可預期通車後的票價一定會比較貴,其餘舊路線彎來彎去還區間限速,沒有順便漲價的道理。套用同樣邏輯,台灣高鐵的北中高直達車,票價攻頂 4.386 元/公里,車速快也就認了;其餘較慢的班次照說應維持 3.655 元/公里才對,車速打折憑什麼收費不打折?

還記得電信業市區盈餘補貼山區的做法嗎?當高鐵與台鐵各自獨立時,高鐵把利潤分給股東,台鐵則是追求損益兩平努力扯後腿挖市佔;但是當兩邊如同 JR 一般合併經營的時候,高鐵利潤則會拿來填補城際鐵路與高鐵延伸線的虧損。前者只爽到股東,後者不只有助礁溪知本墾丁花蓮發展觀光,連澎湖旅客都能省下隧道附加費用。

看完新幹線的教案之後,難道還想不通,該怎麼做才能為經濟皇冠正確鑲上寶石,衝高 GDP 嗎?

下期預告:6. 糖鐵歷久彌新

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