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捷運技術半年刊 第46期 41
四、輕軌對號誌設計與交通工程設施影響分析
輕軌與機動車輛在靜態、動態、與駕駛行為之差異,以及設置路中隔離路權軌道之後,
相較於之前純汽機車車流的路口環境,所造成之差異包括:
█ 特殊的車輛尺寸
█ 考量站立旅客之舒適與安全,所導致較低的列車加減速度
█ 考量車站設置於路口進端或遠端,導致列車接近路口時,不同於機動車輛之初始速度
與加減速率
█ 因設置隔離路權軌道,所導致與橫交及轉向車流額外的潛在衝突
█ 因實施優先號誌,所導致定時號誌時制運作受到擾動
這些差異對於路口號誌及交通工程設計之影響分析,詳細說明如下:
(一) 列車長度
新型的輕軌電車多以「模組化」的概念進行設計,透過不同模組的組合,產生介於20至
45公尺不同的基本列車長度。實務上較常採用三種典型的基本列車長,分別為:18至21公
尺、30至35公尺、40至45公尺,透過連結多組的基本列車,可以進一步延長輕軌列車的總長
度,德國的規範允許平面輕軌電車連結後之總長度最長為75公尺。【6】
輕軌電車長度對號誌設計最主要之影響為時相轉換時「清道時間」的計算。設置清道時
間之意義,在於讓黃燈最後一秒車頭才通過停止線之車輛,車身能夠安全地在衝突流動抵達
之前離開衝突點。當控制輕軌電車的號誌,採用與一般機動車輛相同的公式與參數計算清道
時間,可能發生輕軌電車在綠燈結束時清道時間不足的問題,因而影響接續進入路口車輛與
行人的安全。但另一方面,若任意延長輕軌之清道時間,將可能導致時相轉換時,損失時間
過多的問題,因而影響路口運作效率。
因此當台灣引進平面輕軌系統時,應該檢討現行清道時間之公式與參數,是否能繼續套
用在輕軌車流,此外應該同時研究如何避免時相轉換之總時間長度,不會因為單一運具清道
時間的延長,而導致整體路口運作效率降低。
(二) 減速率
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一般機動車輛的平均減速率可達到2.5 m/s ,緊急情況下只要鋪面與輪胎狀況允許,減速
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率可以達到4.0 m/s 【4】。相較之下輕軌電車的減速率設定值,是由旅客的舒適度來決定,當
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加減速率超過1.3 m/s 時,站立的旅客將明確感受到此變化甚至感到不舒適,因此正常營運狀況
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下,輕軌電車的加減速通常設定在0.9~1.3 m/s 之間,只有在緊急情況下,輕軌的減速率是由鋼
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輪與鋼軌的摩擦係數來決定,透過煞車系統之選擇,最大可達到2.75 m/s 。【4】機動車輛與輕
軌電車在不同的速度下,因為不同的減速率所導致不同的煞車時間與距離,整理如表 2所示。
表2 輕軌電車與機動車輛煞車時間與煞車距離比較表
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機動車輛(a = 2,5 m/s ) 輕軌電車(a = 1,0 m/s )
速度變化(km/h)
煞車時間(s) 煞車距離(m) 煞車時間(s) 煞車距離(m)
20 → 0 2,2 6,2 5,6 15,4
30 → 0 3,3 13,9 8,3 34,7
40 → 0 4,4 24,7 11,1 61,7
50 → 0 5,6 38,6 13,9 96,5