2017全國大專院校工程創意競賽銀獎心得分享

基隆輕軌捷運建設計畫

交通組碩一 陳譽仁

組名│八年EXP(27.5)
成員│陳譽仁、陳昱甫、陳奕廷、曾明儀、趙浩雅、(林修逸)
指導教授│許聿廷教授

基隆河谷廊帶通勤的大眾運輸服務目前仰賴公車客運,既有的臺鐵受限於臺北市區軌道的壅塞、東西部幹線列車的交織,無法為基隆市民提供舒適、可靠、足夠的軌道運輸服務;基隆市區也受制於起伏的地形,點狀的軌道服務難以與深入村里的公車客運匹敵。但是,道路容量有限再加上基隆河谷與內湖的持續發展會使日益嚴重的經常性塞車延長公車客運的旅行時間,且因道路上的不確定因素較多,使公路運輸的穩定性不及軌道運輸。

因此,軌道運輸會是相比公路客運的較好選擇,解決基隆河谷廊帶軌道服務的不足才是通往提升通勤服務水準的路。不過,環抱基隆市區的丘陵與河谷地形的狹窄使得在本廊帶增建軌道設施困難重重,也容易使工程經費暴增而失去經濟性。但我們在眾多可能題目中選擇規劃基隆輕軌,即便面對重重挑戰,學習成為工程師的我們依然期望在困難中找尋機會,並且享受解決問題的過程。


基隆河谷廊帶

得知競賽消息

在得知工程創意競賽消息時是今年的五月,當時忙著與軌道營運與管理課程的期末報告奮鬥。看到這次的主題與軌道相關便感到十分興奮,想著去年參加橋梁改建的工程創意競賽僅得銀獎的扼腕,期望藉由這次更有興趣的主題,挑戰更進一步的結果。因此連忙拉著同學一同參加,由一群對軌道有興趣的同學組成團隊,希望藉由這次比賽發揮,將平時對軌道政策的大略想法,透過縝密的規劃、設計與計算,付諸報告。

其中,本團隊的組成十分有趣,有我這位上一屆銀獎團隊的成員,甚至有陳昱甫這位上屆金獎得主,也有曾明儀:與上上一屆獎項失之交臂的同學,我們再度跳入火坑,繼續試著將理想付諸現實。此外,多數隊友都有修過廖慶隆老師的輕軌運輸系統工程,其中的期末報告就是要我們規畫基隆市區的輕軌服務。我想這才是讓我們聚在一起,並且選擇以基隆輕軌為題的主要原因。

選題

在詳讀簡章時,競賽主題扣合討論熱烈的前瞻計畫,可選的題目包括基隆輕軌、新竹輕軌、臺中綠線延伸與臺南單軌。我們思考著:新竹輕軌規畫的自由度大但細節不明確,臺中綠線延伸的範圍太小,臺南單軌現地道路環境限制很多,恐怕難以發揮。

不過,在準備輕軌課程期末報告過程中,對基隆當地的軌道服務問題已有一定程度的了解,也知曉規劃時即將面對的種種先天限制,我想我們就是喜歡挑戰困難,在各式題目中選擇一個最困難的以測試自己的極限。此外,身為臺大土木的學生,能夠在大學期間便接觸輕軌運輸系統工程,藉由極為資深的廖慶隆老師引導而概念性的知曉輕軌系統的特性,再藉著賴勇成老師的軌道營運與管理學習規劃軌道所需的工具與知識,我想是一件十分幸福的事,而唯一限制我們完成這項競賽的或許只有自己的創意了。

南港展覽館前擁擠的地下空間

逐步思考問題

規劃範圍內的軌道設施限制重重:南港展覽館附近被板南線車站、臺鐵路線與高鐵尾軌填滿的擁擠地下空間極度限縮可能的方案;臺鐵的軌道在汐科與八堵之間不是與緊靠道路、民房就是緊貼山坡,使增建軌道窒礙難行;八堵站附近東部幹線岔出的地方也因門前有小河,後面有民地,即使試圖設計立體橫渡,可能會連可施工性都沒有;基隆車站為半地下化,倘若未來要延伸輕軌近基隆市區,把完工沒多久的車站拆掉好像也過意不去。

此外,即便想出了一個工程可行的方案也不能忘記殘酷的現實,隨意高架、地下、挖隧道與徵收帶來的結果會是暴增的經費估計與一去不回頭的經濟可行性與財務可行性。

因此,我們只好逐一拆解問題,試圖在重重限制中找尋那珍貴的可行解,而想出兩處橫渡線的改建、南港展覽館岔出新線至南港車站北側設站以及與臺鐵混合使用三線的營運模式,並將與捷運民生汐止線直通運轉的狂想放入未來規劃以避免減損規劃的經濟可行性。

本組規劃的軌道配置

重重限制下找尋創新可能

規劃中最有趣的部分便屬與臺鐵混合營運的三軌營運模式,為了最大化軌道容量,我們借鑒紐約地鐵的三軌營運模式,尖峰時的擁擠方向配有快車專用與慢車專用的兩股軌道,此時相反方向的快慢車則共用剩下的一條軌道而完全避免追越待避的問題,再假想以臺鐵縮短本區段的閉塞區間長度為前提,並且搭配傳統暨區域鐵路容量分析軟體,分析種種改善之後的容量。

此外,我們甚至提出在端點增解聯以減低尖峰非擁擠方向的容量使用,綜合各式方案以得出還算可行的結果。我們也在報告末尾加上對於基隆輕軌未來的想像,想像基隆輕軌能與捷運民生汐止線直通運轉,便能使輕軌列車深入臺北市區,大幅增加基隆輕軌的可及性,再搭配規劃延伸進基隆市區的輕軌支線,大幅提升基隆市民選擇軌道運輸服務的意願。

隊友間的密切合作

我想獲得銀獎一部份的原因是隊友之間的緊密合作與腦力激盪,隊友們也在過程中各展長才,結合所有隊友的努力才能完成如此複雜的規劃。而我們在熱烈的討論之中總能拋出許多天馬行空的想法,甚至在過程中還曾討論將輕軌路線拉上國道一號路側,不過因現實的考量而作罷,而討論過程中最瘋狂的莫過於我們的隱藏隊友。

沒錯,我們有一位即使複賽期間已經在西班牙研讀軌道工程,仍想要參與我們競賽準備的隱藏隊友 ── 林修逸。初賽報告必須感謝他的鼎力協助,複賽時即使他人在國外仍跨海支援,分享在西班牙的見聞。經過這次工程創意競賽,即便結果不如想像,但過程中對規劃工具操作的練習與解決問題的思考,想必將成為未來實際面對工程問題的珍貴經驗。

不過,在隊友合作之外,師長的協助才是如今獲得銀獎最不可或缺的一部份,即便團隊內有數位過去曾經參加過本競賽,對報告內容的疑惑還是十分仰賴許聿廷老師的解答,提供的意見也非常精確且關鍵。

我們也很感謝賴勇成老師在百忙之中抽空檢視我們的報告,並給予評論方便我們找出問題。最印象深刻的還是在準備簡報時,許聿廷老師竟然邀請眾多老師一起聆聽與評論我們的報告,包含廖文正老師、游景雲老師、陳柏華老師、黃尹男老師、詹瀅潔老師,沒有眾多師長們的幫助,我們的報告不會如此完整。

最後,就我們所知,在本競賽之外,基隆輕軌的可行性研究正如火如荼地執行中,期望未來本路廊上能有一個舒適、可靠且符合當地需求的大眾運輸服務,以提升民眾的生活品質並帶動基隆的再發展。