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20171031-SMG0035-快訊小紅條兒

樂鍇·祿璞崚岸觀點:制定台鐵新新自強號技術規範及對新車的期待

台鐵普悠瑪自強號。(盧逸峰攝)

台鐵普悠瑪自強號。(盧逸峰攝)

從某媒體「匯流筆陣」看到一篇『新新自強號」爬坡牽引力恐略顯不足 呼籲修改招標的採購規範」,該文作者陸君認為新購車案應該要修改規範,讓新車具有大動力系統,以克服千分之三十五的坡度,並以三車列拖拉測試,以確保牽引力足夠克服千分之三十五的坡度,避免將來新車動力不足……云云。筆者也撰文提出下列看法回應,以拋磚引玉讓大家共同思考。

首先,筆者了解台鐵投標規範之制定,一般都是依據台鐵行駛路線,由機務單位資深工程師或委託顧問公司,參考過去購車規格,再探詢各國軌道車輛公司最新技術,後彙整撰擬出初稿通過台鐵內部機制審查和總工程師確認。之後,台鐵也會將此經審查及確認的初稿,提送公共工程採購網進行「公開閱覽」,讓所有業界都有機會提供意見。經過上述流程,再由承辦單位或顧問公司研修定稿,依內部程序經總工程師核准後,呈送交通部核定,成為台鐵的技術文件以及採購的最終版本。

有些顧問公司為了完善規範,在蒐集各廠家規範之最佳部分後彙整出新規範,但常變成所有廠家都作不到的規範。再不然,就是規範裡刻意採用某一家的產品規範,讓其他廠牌沒法投標。這些情況就是為何必須透過公開閱覽時讓各界去檢視修正的原因,甚至在公開招標後的四分之一等標期時,還可提出修改意見,如此,就可以大大減少上述「四不像」或「綁標」之情況。但無論如何,不可否認的,業主多半仍依其經驗多少有所偏向,譬如以台鐵的發展歷史來看,具有高度日本情結是眾所週知的,而以過去日本產品品質的良好印象,國人也不以為忤。此次採購台鐵新新自強號的規範,就是經過上述過程後綜合而產出的,所以應該是非常公開公平了。

因此,首先,陸君停標修改規範的要求,在時間點上,若對規範有意見,應該在本案「公開閱覽」甚至公共招標期四分之一期限內提出,相信台鐵會全盤考慮,現在才提出,似已錯失最佳時機。尤其事實上本案已為回應各廠商意見,自兩年前一延再延,然台鐵有其執行預算之壓力,以及國人在普悠瑪事件後,對台鐵新車要求孔急下,更不可能說停就停,否則將影響執行率,並必招致國人撻伐。同時,亦對耗費巨資備標多時的兩家公司不公平。至於規範偏向,既已公開閱覽完成,相信所有廠商也應該不能再說什麼了。

27日是台鐵普悠瑪罹難者頭七,台鐵執勤駕駛佩上黃絲帶(台鐵FB)
27日是台鐵普悠瑪罹難者頭七,台鐵執勤駕駛佩上黃絲帶(台鐵FB)

其次,本案若可停標,陸君所依據停標修改規範的理由,依照各種機電設計原則,似乎也不太正確。分述如下:

一、基本設計條件必須因應環境需求:陸君所提測試應考量在坡度千分之三十五路線及千分之二十五路線滿載下的狀況實施,似乎是為了未來營運著想。但事實上台鐵這種路線僅存在於支線或進出地下高架段(如沙崙線及集集線),其行駛距離皆非常短。其中,未來新新自強號絕對不會通過千分之三十五坡度路線,至於主線進出地下化或高架段的千分之二十五坡度路線,因行駛距離太短,在車輛還沒來得及加速測試到要求速度時就已通過了,因此測試不出什麼結果,以此不存在或太短的運行環境當作基本條件來進行車輛設計及測試,實務上是不切實際的。

二、設計必須參考舊有車種資料,以避免憑空想像,並避免重蹈覆轍:該車種之車輛規範編組採2M2T,顯然是參考日本普悠瑪及太魯閣號的設計,其規範書之所以如此規劃,自有其機械及電機佈置之空間需求考量,以及驅動力分布等高等技術思考。若需變化,車輛製造商必須考量整體性,以RAM計算重新驗證修改後的各項機電系統可靠度才能修改,曠日廢時。絕不是如陸君所提,可隨意將動力配置從2M2T隨即轉換成3M1T。

三、超過規格的測試不一定好,更可能鑄錯:陸君亦建議可採用3車列編組進行拖拉試驗,則更是萬萬不可。熟稔火車機械設計者皆知,每輛車的車體設計,乃依照國際鐵路標準規範而進行,車體都有其最低強度要求,但也有最大承受衝擊及拖拉力的限制。設計實務上,除了以FEA模擬分析外,更嚴格的還可依合約規範事前約定,要求在形式測試(Type test)時,先製作一部實車,進行車體破壞試驗(Destructive Test),依國際標準測試程序,以實際證明在某些設定負荷條件下,可以安全無虞。否則,若依照陸君的建議做法,採以非法規規範之多車列過負荷(overloading)拖拉測試,首先聯接器先因過荷而毀損,接著車體可能因拖拉過重過久或衝擊過度,而疲勞乃至塑性變形。如此,測試完成後,可能聯結器全數變成廢鐵或列車嚴重毀損成看似老車。屆時,明明只是拖拉能力測試,最後變成疲勞破壞試驗,新車還沒上線就準備要宣告報廢了。因此,超規測試不一定就是好的,測試方式更不能憑空想像設計。

四、規範怎麼規定,驗收就該怎麼進行:因此,陸君文中曾提到之前普悠瑪及太魯閣號是在千分之二十路線上進行測試,這就是正確而應該依循的驗收標準。因為台鐵主線上確實有這種尋常車輛通過的坡度,車輛只要能依照規定速度通過,其牽引力自應符合,反之當然無法驗收。因此,此次兩家廠商進行投標,自然也依照這種規範進行設計製造測試。而不知陸君為何會只要求瑞士公司需在千分之三十五高坡度測試,而且還推測瑞士公司動力略顯不足?事實上筆者從維基解密發現,之前太魯閣號的動力設計也是2M2T,並不是3M1T。按實務推估日立此次投標,動力系統也不可能改變,因此預估若要進行千分之三十五坡度滿載測試,日立公司動力應該也不足。但無合理依據即要求兩家進行這種測試,是不正確的。

五、動力系統的改變,必須系統思考:事實上,假設可以按陸君希望進行測試,車廠為了要拖拉三車列,車輛聯結器必須加大規格;車體必須加強骨架以克服拉壓力;動力系統必須增加驅動模組,而使驅動電流量變大,除電纜變粗外,為了保護弱電系統免受加大驅動電流干涉的EMI/EMC設施也要加多;因全荷重加上千分之三十五坡度之黏著係數要大,所以必須加重車體。從而,因為動力加大,重量加重,速度加快,爬行產生的反作用力因而變大,軌道的防爬措施及軌道道床設計也須配合改變,否則加重車體的車子完成後也無法於原軌道使用。整體的結果是,在車輛部分,整個車列總重量增加不知凡幾。假如日立公司真如此設計考量,預估首先將面臨車體超重罰款,軸重更可能因而超重而在本案中被淘汰。總之,詳如前述,車輛動力變更必須要系統性的思考,除了各子系統設計完善外,之後因各子系統互相牽動,而必須整合成最佳化設計。最後連鐵路局的電務、工務等工程單位都要配合調整方能順利運行。因此,設計過程是牽一髮而動全身的,並非如陸君所想把動力變更,車輛就可如想像的高速運行了。

普悠瑪6432次在新馬站發生出軌翻覆意外,台鐵人員漏夜搶修。(郭晉瑋攝)
普悠瑪6432次在新馬站發生出軌翻覆意外,台鐵人員漏夜搶修。(郭晉瑋攝)

此外,筆者無意間拜讀陸君在「匯流筆陣」之大作,倡議台鐵在600輛車中,應採購一定比例數量之傾斜式列車,顯然其對日本及日立公司車輛有所偏好。再從本次陸君之立論,也很明顯看出對日本車輛之喜好程度,與本人及一般台灣人相同。然而,自本次發生普悠瑪事件後,傾斜式列車已使乘客避之惟恐不及。再則,發現日本車輛公司交車竟然未接好ATP,而成為翻車事故原因之一;並且蘋果日報還報導因故讓台鐵無法採購到備品,使日立公司所產太魯閣號需花費七個月才買得到備品更換,甚至如黃國昌委員質詢中所提,現無留存備品,再再已讓國人對日本製車開始產生動搖。此外,日本KYB公司將造假產品獨賣台灣,以及近期三菱公司產品數據造假,眾多負面事件影響下,相信很多人對日本鐵路車輛的口碑信心,恐怕都要開始懷疑了。

無論如何,相信國人會期待過去如普悠瑪等日本製車輛慢慢所顯現的負面問題,經過嚴謹的規範設計,不會發生在新新自強號上。尤其,國人應該也會期待,這次無論誰來參標,能真心對待台灣,並符應台灣政府國車國造的希望,多多進行鐵路技術移轉及交流,並多向台灣採購高端產品組件。尤其日本廠商更應以此挽回台灣人民對日本製車輛的喜好,而不應如以往只買台灣的椅子、燈具,繼續如日本車輛公司般採取技術封鎖,讓台灣唯一之鐵路車輛公司在經過十多年合作後,還只能打造不鏽鋼車體,其他關鍵的零組件技術產品則全部進口而使台灣軌道技術空白。如此,把台灣當作日本鐵路車輛的殖民地,將很難挽回台鐵鐵道迷對日本製車輛之喜愛!相對而言,此次若由瑞士公司得標,而能提供上述各種台灣國內採購及技術移轉條件,加上瑞士產品一貫給人細膩精緻,如其製錶工藝之精品印象,瑞士車輛將取代日本而成為台灣鐵道迷的新寵。

總之,制定鐵路車輛的規範是非常嚴謹的,全世界鐵路規範乃由UIC、EN、AAR等為起源,車廠依據上述規範,配合鐵路業者需求進行車輛設計製造及測試。日本則準用JIS,再參考轉換前述國際通用規範,作為車輛製造的規範。同時,鐵路營運單位,當然也都遵循上述規範,以及考量自身鐵路軌道條件,經過許多專家討論後而撰寫各種鐵路產品採購規範,絕不可能憑個人想像做出規範,更不能以一面之詞決定規範。陸君所述內容,似乎並不熟悉鐵路規範及設計車輛之原則,並且不了解車輛設計必須符合台鐵內部營運規章背後之原因,僅只以個人理想捏造,可能無法說服台鐵接受進而修改規範。

最後,本人希望陸君可再提出變更規範的其他有利證明,使真相越辯越明,如此可俾利鐵路愛好者窮究鐵路知識之欲望,亦可使台鐵未來採購規範更加完美。

*作者為國立成功大學地球科學系副教授

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