【特別報導】出軌後的前進 從鐵路特性解讀事故背後

▲圖片提供/法新社

撰文/吳佳珍(經典雜誌撰述)

過兩年多前,台鐵普悠瑪號才在宜蘭新馬站出軌翻覆,造成重大傷亡,如今又在花蓮清水隧道發生太魯閣號出軌,奪走四十九條生命,成為台鐵半世紀以來最嚴重事故。為何看似安全可靠的鐵路運輸卻如此脆弱?台灣的鐵路安全究竟出了什麼問題?

陽明交通大學運輸與物流管理學系教授張新立指出,可從鐵路運輸的特性及發展來了解事故背後的潛在危險因子。

他表示,鐵路運輸技術最大的發明是緣翼鋼輪(flanged steel wheels)的使用,讓鐵路車輛能左右搖擺於兩條平行鐵軌之間而不出軌,並利用鋼輪與鋼軌之間較小的滾動摩擦係數,以較為經濟的動力拉動重量極大的列車。而要讓搖擺的列車不致出軌,不僅需有堅實的路基及軌枕固定軌道,更得配置大量人力隨時檢查軌道是否磨損過度或軌道扣件鬆動。

高速下的風險管理

「鋼輪與鋼軌的摩擦力小,車輛才跑得快,但就需要較長的距離來煞停,這是鐵路運輸的優點、也是缺點。」張新立指出,早期由人工駕駛鐵路車輛時,往往需要很長的安全視距,以便讓司機員在看到前方軌道異物後來得及煞停車輛,更進一步的做法則是在鐵路兩側加設圍籬以防異物入侵。

隨著科技發展,鐵路運輸的動力已從過去的蒸汽動力轉為柴油電力,進而使用外接之電力,行駛速率也從一八二五年史上第一輛火車的每小時二十四公里,進步到現今三百公里的高速鐵路,甚至超過五百公里的磁浮列車。

換句話說,以前還能等司機員看到再煞車,但現在車速已經快到人無法及時反應。因此,在列車的運行與安全上也走向自動化,以克服司機員反應不及的風險,先進國家的鐵路系統更透過完善的安全管理系統,做全面性的行車風險管理,以預防事故發生。

然而,台鐵在朝向高速化邁進時,卻未能及時做好所需要的風險管理。

以太魯閣號事故為例,由於事故地點尚未建置邊坡或外物入侵的監測預警系統,仍然仰賴司機員以目測判斷路況。倘若該路段設有災害或入侵警告系統,可能有機會在工程車滑落鐵軌到太魯閣號撞上的一分多鐘內,扭轉悲劇。

提升路權的專有化

高速之下,除了須朝向自動化控制,另一個關鍵則是「侵入的防制」。太魯閣號事故發生後,台鐵企業工會聲明表示,台鐵受外車或外物違規侵入已成常態,工會曾多次督促政府重視此問題未果。例如二○一九年因外車外物侵入路線所造成損害者即高達四十一件,處處敲響了警鐘,「路權安全」的重要性卻被輕忽漠視。

鐵路運輸系統的路權可分三類:A型路權(專有路權),軌道與外界交通完全隔離,如台北捷運、高雄捷運、台灣高鐵;B型路權(部分隔離路權),部分軌道與外界隔離,如淡海輕軌、高雄輕軌;C型路權(共用路權),軌道與外界交通混合行駛,如美國舊金山的叮噹車。

至於台鐵,既有傳統的平面路段,也有地下及高架化路段,台鐵企業工會表示,台鐵局雖然號稱是專有路權,但不管是平交道或這次緊鄰施工道路的事發處,都未真正與其他運輸路線隔離。

張新立指出,早期各國的軌道系統皆從平面起家,但隨著鐵路高速化的發展,現代的新軌道系統(如捷運、高鐵)多已朝向完全排除外界交通干擾的專有路權設計,舊軌道系統也逐步高架或地下化,以提升車輛運行的安全性。只是,台鐵至今仍難達到全線均專有路權,許多平交道及路權兩側還是無法全面阻隔人車侵入,成為安全管理上的破口,需要更多防護措施以確保列車安全運行。

至於在這次事故當中,不少人質疑屬於傾斜式列車的太魯閣號如果不販售站票,或許不至於釀成如此重大的傷亡。張新立認為,在安全與營運的立場之間,台鐵確實面臨兩難。

所謂傾斜式列車,即列車在過彎時會朝彎道內側傾斜來抵抗離心力,不用像普通列車需減速,可節省行駛時間。他表示,台鐵之所以在東部幹線採用傾斜式列車,是為了因應多山、多彎道的地形,其實是不得已的做法。

「若就安全考量,不管是高鐵、還是台鐵傾斜式列車(太魯閣號、普悠瑪號),這類高速列車最好都不要賣站票。」張新立認為。

而在營運方面,太魯閣號、普悠瑪號過去原先只在連假期間開放站票,但由於東部幹線長期以來一票難求,二○一九年台鐵才在各方壓力之下,開放平日站票,解決花東民眾的疏運需求。台鐵當時表示,站票限量一百二十人經過載重測試,控管人數確保安全無虞。

張新立指出,傾斜式列車過彎時,高速所產生的離心力更容易磨損軌道,需耗費人力每天巡檢、養護軌道,或投資設備檢測軌道平整性,否則輕則造成列車搖晃,重則導致出軌,在複雜的鐵路運輸系統中,任何環節都存在魔鬼。

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【台灣歷年重大鐵路事故】
資料來源:台鐵、綜合報導 製表:吳佳珍

1976年4月21日 41死 41傷
事故起因 南下33次觀光號在彰化縣大村車站,撞上闖越平交道的彰化客運大村國中學生專車。
1981年3月8日 30死 130傷
事故起因 北上1002次自強號行經新竹頭前溪橋南,撞上擅闖平交道的砂石車,是自強號1978年上路以來最重大事故。
後續主要改善 自強號車頭塗裝加上橘紅色警示漆「貓頭鷹紋」;勘查西部幹線平交道,廢止橋梁前無人看守的平交道。
1990年12月20日 遊覽車乘客25死 27傷 火車乘客7傷
事故起因 北上1020次自強號於高雄路竹—大湖之間,因遊覽車在平交道倒車,造成衝撞。
1991年11月15日 30死 112傷
事故起因 北上1006次自強號在苗栗縣造橋鄉豐湖村,與南下的莒光號交會時對撞
2018年10月21日 18死 215傷
事故起因 由樹林開往台東6432次普悠瑪號,行經宜蘭線新馬站前彎道時高速出軌。
後續主要改善 行政院針對台鐵進行總體檢,提出144項改善建議;台鐵研發裝設自動速限系統,預計今年底完成安裝。
2021年4月2日 49死 216傷
事故起因 由樹林開往台東408次太魯閣號,撞上滑落邊坡的工程吊貨車,在花蓮清水隧道出軌。

【國際歷年重大鐵路事故】
資料來源:路透、綜合外電 製表:吳佳珍

1993年.韓國 79死 198傷
事故起因 列車出軌
1997年.中國 126死 230傷
事故起因 火車相撞
1998年.德國 101死 88傷
事故起因 列車出軌
後續主要改善 更換不良設計的車輪、將列車車窗改為緊急時能以破窗鎚擊破的玻璃窗。
2005年.日本 107死 562傷
事故起因 火車出軌撞上公寓
後續主要改善 推動安全管理系統、設立獨立的安全組織、強化內部人員安全思維。
2011年.印度 70死 300多傷
事故起因 列車出軌
2012年.阿根廷 51死 700多傷
事故起因 火車衝向車站
2012年.埃及 50餘兒童死亡
事故起因 火車撞上校車
2013年.西班牙 79死 140傷
事故起因 在彎道出軌
後續主要改善 增設各路段「歐洲列車控制系統」(ERTMS),若超速將自動減速甚至停車。
2016年.喀麥隆 79死 550傷
事故起因 列車出軌
2016年.印度 150死 150傷
事故起因 列車出軌
2016年.伊朗 49死 103傷
事故起因 火車相撞
2018年.印度 50餘死 200傷
事故起因 火車撞上節慶人群
2019年.剛果 50餘死
事故起因 列車出軌
2019年.巴基斯坦 64死 30傷
事故起因 車內失火

傾斜式列車 ↑ 二○一八年普悠瑪號出軌後,各界開始關注傾斜式列車。屬於此類列車的太魯閣號及普悠瑪號,過彎時不用減速,但車身易搖晃,也更需養護軌道。(攝影/蕭耀華)
車廂遭到嚴重擠壓 ↑ 今年清明連假的太魯閣號事故,列車出軌後衝入隧道且擦撞隧道壁,車廂遭到嚴重擠壓。 (攝影/蔡哲文)
火車出軌撞上公寓 ↑ 二○○五年日本JR福知山線事故,因超速行駛造成列車出軌,撞向鐵道旁的公寓大樓。 (圖片/達志影像)
花東縱谷平原上的台鐵列車 ↑ 奔馳在花東縱谷平原上的台鐵列車,乘載了無數人生。安全是回家唯一的路,而落實又是安全唯一的路,期盼台鐵未來能浴火重生。 (攝影/黃世澤)

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