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論文中文名稱:臺鐵電車線系統改善效益之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Research on Performance Improvement of Taiwan Railway Overhead Catenary System [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:106
畢業學期:第二學期
出版年度:107
中文姓名:張瑋麟
英文姓名:Wei-Lil Chamg
研究生學號:105428502
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/06/26
論文頁數:100
指導教授中文名:林利國
指導教授英文名:Lee-Kuo Lin
口試委員中文名:曾惠斌;黃兆龍
中文關鍵詞:臺鐵電車線主吊線風險分析經濟效益
英文關鍵詞:Taiwan RailwayOverhead Catenary SystemMessenger WireRisk AnalysisEconomic Appraisal
論文中文摘要:近年來臺鐵客運量逐年增加,且部分電車線設備使用已逾38年,導致電車線設備故障事件增加,影響旅客服務品質,故提升電車線系統可靠度是緊迫而關鍵的課題。本研究蒐集民國89年至106年間臺鐵電力事故的相關資料,進行電車線事故的統計與分析,獲知平均每年發生24.06件事故,平均每件事故需搶修4.68小時。導致電車線系統故障之要因以外物侵入及隨機性失效為主;而故障次數最高的組件為主吊線,占全部事故之44.57%,為最需改善的重點要因。
本研究並對臺鐵電車線系統進行風險分析,得知主吊線、接觸線及電桿的風險等級較高,必須採取風險減緩措施,以期將風險等級降至合理可接受的範圍。
臺鐵為提升鐵路營運安全,自民國104年開始執行西部幹線的主吊線更新工程。本研究針對該工程進行經濟效益評估,在不考慮設備建置成本的情況下,且假設評估年期為30年,益本比為1.09,具有經濟可行性。若不考慮設備建置成本,益本比則為0.31,雖不具有經濟可行性,但以長遠觀點而言,該工程完成後除可減少設備維修及搶修作業,另對於提升行車準點率及服務品質確有幫助。
論文英文摘要:In recent years, the number of passengers of Taiwan Railway has a steady growth while the quality of service has been compromised due to an old overhead catenary system that has been operated over for more than thirty-eight years; accidents because of this dated System also has increased noticeably. Thus, to improve the reliability of the overhead catenary system becomes a matter of priority.
This study collects the statistics and analysis of the overhead catenary system accidents based on the data of power failure between years 2000 to 2017. Study finds that there are average 24.06 accidents occurred per year with 4.68 repairing hours per incident. The main causes are the intrusions of outside objects and random failure while the second cause that takes up to 44.57% of the whole pie is due to the malfunction of the mechanical parts-messenger wire-apparently becomes the most needed improvement item on the list.
Learnt from the risk analysis of the overhead catenary system in this study, the mechanical parts of messenger wires, contact wires and the poles yield to a higher level of risk, which requires to mitigate the risk to a lower level to an acceptable and reasonable range.
To elevate the operation safety of the railway, Taiwan Railway Administration has conducted the replacement project of messenger wires on the Western Line since 2015. Based on the economic appraisal of this replacement project in this study, the benefit-cost ration is 1.09 with a hypothetically 30-year construction time period, which makes this project feasible; while omitting the construction cost that would bring down the benefit–cost ration to 0.31 which does not reflect the economical feasibility, however, with the completion of this replacement project, it will reduce the equipment maintenance and repair work in the long run, meanwhile improves the punctuality of the train and the quality of the service.
論文目次:摘要 i
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法與流程 3
1.4 研究架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 臺鐵營運概況 5
2.1.1 臺鐵電氣化建設 5
2.1.2 車站、路線及車輛設施 6
2.1.3 客貨運業務 6
2.2 臺鐵電車線系統更新之相關工程概述 6
2.2.1 環島鐵路整體系統安全提昇計畫 6
2.2.2 鐵路行車安全改善六年計畫 6
2.2.3 臺鐵電務智慧化提升計畫 7
2.2.4 鐵路立體化、電氣化、雙軌化計畫 7
2.3 臺鐵電車線系統 11
2.3.1 電力系統 11
2.3.2 電車線系統組成 11
2.3.3 架線方式 12
2.3.4 支持及定位裝置 13
2.3.5 自動平衡裝置 14
2.3.6 分群制度 15
2.3.7 接地聯軌系統 15
2.4 電車線系統故障相關研究 16
2.4.1 可靠度理論 16
2.4.2 國內相關研究 17
2.4.3 國外相關研究 18
2.5 臺鐵電車線養護管理 25
2.6 經濟效益評估 28
第三章 電車線事故統計與分析 32
3.1 89年至106年電車線事故統計與分析 32
3.1.1 電車線事故分類及統計 32
3.1.2 電車線系統故障分析 42
3.2 歷年重大電車線事故探討 47
3.2.1 歷年重大電車線事故統計 47
3.2.2 103年2月28日中壢至楊梅間電車線事故 47
3.2.3 105年6月22日富源至光復間出軌事故 48
3.3 106年電車線事故探討 49
3.3.1 近年電車線事故統計 49
3.3.2 電車線事故原因分析 49
3.3.3 電車線事故原因探究 51
3.3.4 交通部鐵路營運監理小組調查情形 53
3.4 風險分析 54
3.4.1 風險矩陣 54
3.4.2 風險評估 56
3.4.3 減緩措施 60
第四章 電車線系統改善可行性評估 65
4.1 主吊線更新理論分析 65
4.1.1 概述 65
4.1.2 理論分析 66
4.1.3 電腦模擬分析 69
4.2 主吊線更新實驗測試 70
4.3 主吊線更新經濟效益評估 70
4.3.1 改善措施成效推估 71
4.3.2 評估指標及基本假設 72
4.3.3 成本分析 73
4.3.4 效益分析 75
4.3.5 經濟效益評估 79
第五章 電車線系統改善執行績效 83
5.1 近年重大鐵路建設 83
5.1.1 員林市區鐵路高架化計畫 83
5.1.2 臺鐵臺中都會區鐵路高架捷運化計畫 84
5.2 鐵路行車安全改善六年計畫 85
5.3 臺鐵電務智慧化提升計畫 90
5.4 電車線設備加速改善作為 91
5.5 臺鐵電車線養護管理執行績效 94
第六章 結論與建議 96
6.1 結論 96
6.2 建議 96
參考文獻 98
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