[分享] 高雄環狀輕軌CAF Urbos電聯車初記

[fabg (藍天．翱翔)]

高雄環狀輕軌的CAF Urbos電聯車在11/07晚上就拖到C02車站，
11/08早上恰巧小弟在高雄，就為她和系統型式做了簡單的速記錄~

PS. 各項技術資料以正式官方公布為準，本文章部分資料乃為原廠資料，
    並非一定是高雄輕軌列車之相關資料

網誌好讀版：
http://fabg.pixnet.net/blog/post/41625469


純文字版：

在高雄捷運動工之後，由於既有捷運在十字形路網的結構下，難以發揮接駁轉運的
效益，因此高雄市政府開始在2001年起、進行環狀線輕軌系統的規劃，雖然早在
2004年就核定計畫經費與實施方式，但是由於財務與路線規劃的問題，因此遲遲
到2013年6月才正式開工。2014年11月7日晚上，第一組輕軌電車由高雄捷運南
機廠移動至輕軌路線的C2站，準備進行下一階段的實體測試。


高雄輕軌的最初規劃型式，原先參考的系統一直都是來自於承包高雄捷運機電系統
的西門子Combino輕軌電車，甚至在2003年年底到2004年春天之間，還請西門子
公司借用一組要送到澳大利亞墨爾本的Combino輕軌電車、在中央公園鋪設了一段
試乘軌道讓大家搭乘。不過最後，高雄選擇的輕軌電車型式，是來自於西班牙CAF的
Urbos 100型輕軌電車系統，這一套系統最特別的地方，在於她不使用一般的電車線
來供應電力，而是採用了最新的ACR（Rapid Charge Accumulator、快速充電式
超級電容）技術，讓輕軌過去最令人詬病的電車線影響視覺景觀的特性完全獲得解決。
值得一提的是，同型列車也在今年被引進至雪梨作為第二代輕軌電車，高雄輕軌與
澳大利亞輕軌系統之間的淵源，縱使到今天仍舊依然相互輝映着。


高雄環狀輕軌所使用的CAF Urbos 100型輕軌電車，Urbos 100型代表這系列的
電聯車採取的是全車100%低地板設計，也是21世紀輕軌電車的設計主流。近年
來，不管是西門子新一代的Avenio、Alstom Citadis、或是環狀輕軌選用的CAF
Urbos輕軌電車，皆是採用模組化設計，列車多半可以從基本3節編組、依據實際
需求增設列車長度。高雄環狀輕軌的Urbos電車，第一階段將引進9列車、至第二
階段時會採購到24列車提供服務。第一代的Urbos電車採用5節車廂設計，車輛
配置是Mc-S-T-S-Mc，現有車長34.166公尺，車寬2.65公尺，在每平方公尺
站5人的情況下，每列車可載客250人。


如果真的要說和原廠設計的差異，就是針對車門有做了一些調整。在CAF的原始
設計上，兩端的Mc車為1座單片車門、S車為2座雙片車門；高雄所採購的列車為
4座雙片車門的設計，也就是Mc車和S車各有1座雙片車門，車門打開時寬度應可
達1.2~1.3公尺的寬度，可因應水岸輕軌有自行車、輪椅與嬰兒車的載運需要。
由於列車是模組化的設計，因此可添購後續的增結組，最長可以讓列車增節到9節
的配置（Mc-S-T-S-M-M-T-S-Mc），列車長度會增加至43公尺。很多人會問，
輕軌通過路口的影響有多大，如果我們用9節的列車長度、通過40公尺寬度、並
搭配緩衝距離後，所需90公尺空間為長度設計，若列車通過時速每小時18公里
（每秒5公尺）時，大約需要18秒時間，相對於行人通過時間約需40秒。因此，
現有的輕軌電車具絕對足夠的時間能通過路口，唯一需要顧及的，就是平面的
交會車流是否會影響輕軌運行。


不過，高雄捷運從規劃到實際施工的間隔期間，對於輕軌列車技術來說，也是
有比較大突破的年代。過去，輕軌電車技術主要都源自於歐洲，由於歐洲國家
的輕軌系統多數都採取全線架空線供應電力（只有極少數走第三軌）。然而，
架空線對於位處熱帶的高雄，颱風的風損、臨海地區高鹽分與高溼度、以及
對於市區景觀的衝擊等等考量，一直是輕軌推動過程中比較大的阻礙。近年來
隨著電池科技發展，新型蓄電池不僅能在同樣的重量與體積下儲存更多電能，
也給了輕軌電車「釋放」電車線的機會。因此，高雄環狀輕軌在選擇系統形式
時，就不考量有架空線的輕軌系統，當時還一度傳出有可能使用地面第三軌
（把第三軌藏在軌道之間、集電設備在軌道裡面）的設計。不過最後雀屏中選
的CAF Urbos系統，是使用快速充電超級電容的技術，列車在站區透過剛性第三軌
供電，在車站與車站之間則是採用蓄電池行駛。


依據CAF的原廠資料，這一套ACR快速充電超級電容的技術，不只是超級電容本身，
也整合了全列車的機電系統，更妥善地運用每一個可以使用的電力。使用這套系統
的Urbos輕軌列車，在列車離開機廠前，必須要全車充滿100%的電力；列車出發
後，在兩站之間即仰賴超級電容提供車上的所有動力需求；由於列車採用電力回生
煞車系統（最終端的停車應還是採用摩擦煞車以維持停車準確性），列車減速時，
列車的動能會轉換為電能，重新回充到超級電容中；當列車停站時、列車會升起
集電弓，在20秒內進行1次快速充電，充電完成後再出發前往下一站。CAF的設計
中，集電設施有往上的集電弓、以及往下的集電靴兩種設計，目前看起來高雄輕軌
將採用集電弓式集電的手段。這種充電方式最大的好處，就是減少了電力傳輸時的
耗損，但缺點就是必須要在站區設置較大的變電設施，所以在照片的兩側，可看到
設置了兩座電力設備箱體。


筆者走到站區外面，進一步檢視輕軌電車與公車的轉乘環境。高雄市的主要幹線有
許多都採取快慢分隔的形式、但快慢分隔島的寬度僅有1~1.5公尺，因此往往出現
僅有站牌、但是又高達30~35公分以上的窄長型公車站台。當然，現階段輕軌工程
不論是設計或工程範圍都應該未擴及周邊的公車場站，不過對於高雄市而言，輕軌
車站與公車站位的整合，將會是高雄市公共運輸網絡的重要措施，就以第一階段路網
而言，輕軌兩側都有道路的凱旋路沿線（一心路至中華路、C1~C4站之間）、以及
第一階段末端的捷運西子灣站，都是公共運輸場站重要的整合位置。就以目前的佈設
型式來看，不僅公車與輕軌車站尚未整合，就連輕軌車站本體，為了要求與輕軌列車
底盤同高（35公分），也和鄰近的人行道有一定程度的高度差。遮蔽範圍、高度差、
與公車站位整合的這些議題，看似都是簡單而且非核心機電的工程細節，也往往是
捷運工程中最容易被顧問公司在設計階段忽略的內容，但卻是軌道系統完工後，會
影響乘客與營運單位的細節要素之一。這些美中不足之處，如果能夠在正式營運前
逐一補強，讓輕軌沿線的公車設施也能一併進行站位的整合思考與調整，相信對於
輕軌的營運會具有非常良好的幫助。


高雄輕軌第一階段的路線將會採用全面B型路權的方式設計，輕軌的設計方式其實與
A型路權的捷運系統不太相同，也和台鐵有蠻大的落差。由於沒有架空線，輕軌系統
的凱旋路路廊已經被設計成長條型的綠色廊道，並且旁邊使用矮植栽進行隔離。對於
臺灣的公共運輸系統而言，「流動地標」的觀念是臺灣的第一次，但是考量到臺灣的
都市環境，矮植栽的區域中在夜間的動物、或者是誤闖的人流，將會是輕軌系統未來
營運時最大的影響因子，新系統的進入都會有一些互動與適應的時間，這就有待後續
營運時，捷運公司與社區、民眾的宣導與互動了。



輕軌系統與其他公共運輸系統的最大不同，是輕軌系統較注重與整個都市環境、鄰近
公共運輸系統與一般交通系統的整合與互動。雖然輕軌在全球並不是新的系統，但是
對於臺灣而言卻是全新的公共運輸設計思維。同時，預期於2015年正式營運的環狀
輕軌，也會陸續延伸至第二階段，成為臺灣近年來第一座與軌道與車輛系統相互混用
的都市，環狀輕軌也肩負促進高雄捷運整體營收的強心針，究竟輕軌對於高雄都會區
的未來影響是甚麼，就有待後續持續關注了。


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推 zandy8551: 好文 推
推 amilu: 推~
推 KEYSOLIDER: 推
推 liyuoh: 讚
推 chewie: 推~應該這星期就要動態測試了吧
推 gigihh: 推。
推 gigihh: 另外想請教原PO，電池供應的電力是只給動力系統嗎？
→ gigihh: 還是整列車都要吃電池的電？例如照明、空調、旅客資訊等。
→ fabg: 電池會供應全列車的電力...(可能小弟文句沒有寫得很清楚)
→ fabg: 所以列車一離開車站，就完全仰賴自己的蓄電池供電了....
→ fabg: 其實並不是新的技術(現有的軌道列車也有這種能力)
→ fabg: 只是現有列車多數是當作失去電力的最後備援...
→ chewie: 不是蓄電池是超級電容...如果只用蓄電池是沒辦法只在20秒
→ chewie: 內充完的 Urbos另有一套蓄電池作為備援
→ chewie: 一字之差指的是完全不同的東西:P
推 gigihh: 不知目前有沒有高雄輕軌相關旅客資訊系統的設計資料。
→ gigihh: 一般捷運車站通常會設有資訊顯示與廣播系統，車上通常也
→ gigihh: 會有站名資訊的顯示與廣播設備，這些高雄輕軌應該都有吧！
→ fabg: chewie兄，就小弟個人了解，20秒似乎不會完全充完電力耶..
→ fabg: http://www.ceci.org.tw/book/100/web/174-189.pdf
→ fabg: To gigihh：您可以參考上面這網站，有一些技術的初步資料
→ fabg: 車上廣播系統我想會是有的，就看後續可上車參觀時再觀察
→ chewie: XD 總之不是直接對電池充電就是了
→ fabg: 理解理解，我在Blog的原文再做一點修正...感謝指正
推 gigihh: 感謝fabg大，不過北捷當初設計是沒有月台廣播的，也是
→ gigihh: 後來才加上去，不知高雄軌有沒有月台廣播設備。
→ chewie: 站名顯示跟廣播現在公車都有了 輕軌列車上當然也會有 站內
→ chewie: 有LED顯示 但廣播的部分就不知道了...
→ chewie: 路面電車有些有(如長崎)有些沒有 通常多路線路電共用月台
→ chewie: 有廣播(以供辨識) 專線專用的話就不見得需要...
→ fabg: chewie兄：Blog原文做了文字修正，您再看看(也寫了致謝)
→ chewie: 不用謝啦XD 我也是看JR副總工的資料.. 再推您的整理!
→ chewie: http://goo.gl/XTG17T 副總工的回覆 保固5年 超級電容
→ chewie: 可充放電100萬次,約10年壽命 蓄電池可充放電10萬次,約2年
推 Akulamaru: 本來在想這樣集電弓每站都要升弓降弓會不會很容易操壞
→ Akulamaru: 不過突然又想到既然它只有在站內停車才會使用
推 young90405: 推
→ Akulamaru: 那就不用考慮行進間要保持接觸，氣缸壓力、集電弓和
→ Akulamaru: 電車線強度都可以降低，也可以做小一點，不用考慮磨損
→ Akulamaru: 所以好像也不見得那麼容易壞？
→ fabg: 集電弓就要看她怎麼設計的...但是減少行進磨耗是真的
推 gigihh: 升弓應該是自動的吧！要不然司機忘了升弓不就
→ gigihh: 慘了。
推 qooisgood: 推
推 qooisgood: 對了 超級電容不等於電池 一個是物理充電
→ qooisgood: 一個是化學充電 本質上是不同的東西
※ 編輯: fabg (219.80.117.8), 11/10/2014 15:25:18
→ fabg: 感謝指正，BBS這邊原文也做修改了，避免大家誤解...
→ ewings: 超電容唯一的用途是當成電池的"快取"，延長電池的壽命，
→ ewings: 不然超電容的蓄電力只有電池的1/300
→ ewings: 另外ACR用的是鎳氫電池，循環充電次數不到一萬次，10萬次
→ ewings: 哪個只是可用次數，廠商都會拿比較寬鬆的定義讓數字好看。
→ ewings: 另外因為鎳氫的記憶效應嚴重，所以兩年就掛掉很正常，這
→ ewings: 個數據倒是比較老實
→ ewings: 噯呀，上面寫錯了，因為是鎳氫電池，所以ACR上的超電容的
→ ewings: 功率密度是電池的1/200。100公斤的超電容存的電只相當於半
→ ewings: 公斤電池
推 cbate: 未看先推
推 vios: push!
推 lidongyun: 推好文
推 Kagami3421: 推
推 ohsI: 扌隹
→ peter921: 能問一下高雄輕軌的鐵軌型式…不會容易被異物卡住嗎？
推 sunforest: 電聯車車頭有排障器
推 sunforest: ACR裡的鎳氫電池是備用的，主要還是以電容充放電
→ ewings: ACR裡面鎳氫電池存有30kWh,超電容只有7.8kWh
→ ewings: 就算是只用最大輸出的1/10,一組ACR的超電容也只能撐10分鐘
→ ewings: http://ppt.cc/tUjd
→ ewings: 運作時也是使用hybrid模式,只是超電容的使用次數較多
推 krishuang: 推
推 pikakami: 推優文
→ foregather: 鎳氫? 以高雄的溫度這下應該真的活不久了吧?
→ foregather: 還一點是, S不賣Combino很久了,那已經是上上一代的車
→ ewings: 豐田PIRUS的電池保固10年，ACR的電池部份只保固兩年，只
→ ewings: 能說廠商不笨
→ fabg: 感謝f兄指正，原文已修改為Avenio
※ 編輯: fabg (219.80.117.8), 11/11/2014 08:24:16
→ fabg: 進一步查詢，Avenio其實是從Combino Plus衍生的下一代輕軌
→ fabg: 並且在UITP 2009年年會時正式被定名，雖然官網還有Combino
→ fabg: 但是現在買到的電車應該都是Avenio了...