高鐵難航(上)

https://yuuji.wordpress.com/2010/03/15/ukhsr1/

Plans for a new high-speed rail network, featuring 250mph trains, have been announced by Transport Secretary Lord Adonis.”

這陣子,曾政府在高鐵事件後,或者眼看自己氣數快盡,進入了董建華時代的自動導航模式:就是所有事情不做不錯,在做的事情就繼續,新的政策就全部2012作罷;害得小的時事評論博客的工作都失業大吉,幸好小的從沒想執筆掙錢,要不然大慨都要用綜援才可以生活。

不過,幾天前,英國政府建議興建英國第二條的高速鐵路,是英國幾十年來的高鐵研究的另一重要里程。英國的高速鐵路研究源於六十年代時,日本新幹線通車後,令歐美發達國家甚為震驚。原因是這一個東亞戰敗國不單能在二十年間重新發展起來,更甚的是新幹線打破了歐美對鐵路速度的想法,創下了時速二百公里以上運轉的神話,挽救了在歐美因為航空普通及化而視為夕陽工業的鐵路。十九世紀,英國發明了鐵路和火車,成為了一向人們心目中的鐵路大國。英國也在十九世紀時到處為其他國家和自己的海外殖民地建造鐵路。但戰後因為英國國鐵設備老舊,鐵路開始變得不受歡迎的交通工具,令英國國鐵貨運量和客量持續穩定地下降,於是就開始了現代化計劃。而現代化計劃後的第二步,就是把鐵路高速化。

英國除了南部鐵路外,鐵路網絡仍然是非電化為主。高速化通行全國列車的不二之選,當然是柴油機車。當年的大西方鐵路(GWR)曾在四十年代訂製了兩輛燃氣渦輪機車(Gas Turbine Locomotive)試驗,雖然效果未如理想,但燃氣渦輪比傳統燃油引擎部件少,而且有着更高速和高效的優點,支持了日後英國國鐵對燃氣渦輪機車的研究。另一邊廂,法國國鐵(SNCF)1955年的實驗創造出機車能行走331km/h的世界記錄。至60年代,新幹線通車後,英國國鐵高層想將來往倫敦至格拉斯哥的城際客車(Intercity)提速至最高155英里/250公里每小時。於是他們在六十年代引入的「輕型」柴油機車 Class 55 功率仍然不足以跑過時速一百英里/160公里。再者,西岸幹線(West Coast Main Line)彎道連綿,令列車高速運行時要面對高低軌都補償不了的離心力問題。唯一的解決辦法,就是引入擺式列車,讓列車可以無需減速就可過彎。因而他們走向了先進客運列車計劃(Advanced Passenger Train ,簡稱APT)的一步。

西岸幹線彎道連綿 圖中是沿線最高點Shap Summit

西岸幹線彎道連綿

當英國高速鐵路的要求在摸索中得到後,第一列以燃氣渦輪作牽引動力的實驗型先進客運列車(Advanced Passenger Train Experimental,APT-E)在一九七二年面世了。同一時間,同以燃氣渦輪推動的法國TGV 001也面世了。他們除了燃氣渦輪機車外,還要是集中動力式怖局,和新幹線背道而馳。APT-E車組共有兩輛機車和兩節驗測車,並有有主動液壓搖擺裝置和掛接式轉向架連接車卡。適時,第一次石油危機令英國國鐵研究部知道石油珍貴了。燃氣渦輪的高速效率雖然不錯,但低速效能低,耗油量大,不再符合能源危機下的需求了。更甚者,原本由利蘭提供的燃氣渦輪引擎因為其貨車引擎計劃中途中止而不再提供了,當燃氣渦輪不易替代,傳統柴油引擎又太重的時候,燃油驅動看來不成了。不過,他們繼續測試收集數據,一九七三年在大西方幹線(Great Western Main Line)試驗時上創下了時速152.3英里/245.1公里的國內紀錄,離他們希望的最高速度時速155英里/250公里不遠。當然,APT-E的目標本來不是用來實用化的,而只是一種實驗品。因此1976年測試完成後,機車就放入英國國家鐵路博物館作館藏了。

英國國鐵總工程部的工程師想到APT-E可能不符合英國國鐵的需要的時候,就APT-E開發之時同時開發用傳統燃油引擎牽引技術的高速列車(High Speed Train,簡稱HST)。HST的固定車組由兩輛輕型柴油機車牽引和幾節時速二百公里的新一代客車組成。HST和一般機車牽引列車最不同的地方是有二:其一是輕軸重(軸重17.5噸)接上 2250匹馬力/1,680千瓦 的雙機車設計,其二便是車組中的國鐵第三代客車(BR Mk. 3 Coach)。第三代客車用上新一代制動碟,達至緊急制動時速200公里列車跟時速160公里的車輛一樣的距離,又用上全體式車殼設計保障乘客安全,成為英國國鐵新一代的客車標準。測試因有APT的大量數據,尚算順利。不出數年,當APT計劃好像要停擺之時,HST旋即拿上大西方幹線和東岸幹線(East Coast Main Line)使用,1976年起為英國長途客運服務。那時這些服務帶上了城際服務125(InterCity 125,即最高時速125英里/200公里)的標籤,為英國國鐵的城際服務品牌打了個強心針。而且HST於1987年創下了時速148英里/238公里的官方世界柴油列車時速記錄。結果HST成了英國國鐵最自豪的作品,面世後三十多年後,仍然是英國長途客運的主力,為大西方幹線、東岸幹線、中部幹線(Midland Main Line)跨省城際(Cross Country)的乘客服務。

那麼,APT-E看來不行了,而HST解決了非電化區高速化的問題,那就到西岸幹線高速化問題未解決了。雖然西岸幹線終於在六十年代電化了,不過因為前述的曲線連綿,車速仍然限於時速110英里/176公里,根本談不上高速化。西岸幹線貫通如伯明翰、曼城、利物浦、格拉斯哥等英國主要大都市,國鐵高層自然寄望西岸幹線能走上時速250公里的城際火車。APT何去何從呢?

1978年,戴卓爾夫人上任前的一年,原型版先進客運列車(Advanced Passenger Train Prototype,下稱APT-P)面世了。因為是供乘客用的原型車,APT-P冠以列車型號,成了英國國鐵370系。1979年,創下了時速162.2英里/261公里的國內時速紀錄,到了海峽隧道新線開通前試車才打破!

APT-P 英國國鐵370系

APT-P 英國國鐵370系

不過,設計APT-P有一個大問題:就是電力機車應該放在哪兒?列車越走得高速,集電弓會因為自身追隨架線的特性向電纜回彈,引發一股傳動波,就等如我們用手拍落繩子上,繩的另一端就會跳起一樣。如果一列列車有多於一支電弓的話,電弓震動的問題就有可能令其他電弓離線。於是,歐洲的高速列車都傾向只設一支電弓,再用車頂的特高壓輸電纜傳往沒有相連電弓的牽引機組。但是,當時英國法規不容許車頂有高壓電纜,工程師又擔牽引機車只集中於一端的話,傳動力會不平均,和影響側擺裝置的平衝。只好把兩輛機車放在列車的中間,把列車分成兩半。又因為機車的通道不會讓乘客通過,以至客車的佈局基本上是以兩輛機車之間為對稱軸,兩邊相互有一樣的設備!

APT-P編組佈局

APT-P編組佈局

APT-P計劃另外一項十分重要的系統就是C-APT(Control APT)車內信號系統。英國一直都不設列車保護的信號系統,不論是地上傳送速度碼還是車上主動保護的系統。為了讓APT可以安全地用擺式裝置「超速」行駛,在西岸幹線上要每公里放一個無線信標,車載電腦會因應信標指示在駕駛室標出新的限速。若果C-APT收不到信標指示的話會要求司機返回正常速度。

C-APT流程圖

C-APT信標

由於C-APT只是提示列車何時能以高於本則限速行駛,不是一個全面的信號保障系統。沒有辦法確保列車不會超速,而國鐵也沒有錢去更新行之有年的信號系統,國鐵工程師仍然寄望APT的緊急制動距離能與原有列車相等之下,APT用上了一套液壓被動式制動裝置,用液體的阻力去阻慢車輪達至制動效果,來加大制動力和減少制動碟的消耗。這個做法與電力制動方法相似,不過是以液體接觸式而不是電力非接觸式去阻慢車輪。

三列十四卡的APT-P列車面世後,就於1981年開始在西岸幹線上作載客測試。可是讓記者試搭的那一程車,列車南下途中多番故障,給記者在鐵路旁拍下了部分車卡側擺裝置不能令列車傾斜,而且擺式裝置性能「太好」,完全抵消了離心力,令轉彎時眼看到轉向而身感不到轉向,令乘客投訴頭暈目眩,結果劣評如潮。原因是因為英國國鐵面對APT計劃多番裁走撥款,銳意以湛新而未經可靠性測試的技術推到車上,再在列車未試驗好的時候就讓公眾試搭,嘗試改變公眾對鐵路不濟的印象,可惜更加令公眾對國鐵的感觀打上更大的折扣。最後APT-P只好撤離載客服務,回到內部測試。

兩三年的時間後,APT的主要問題也解決了。到1984年,APT-P靜靜地回到西岸幹線載客。戴卓爾夫人政府對國鐵已經失去耐性,一直減去對國鐵的撥款,大勢已去矣。雖然那段時間英國國鐵包括撥款尚算收支平衡,但APT計劃就要草草收場。到了1986年,APT大部分到了送往廢鐵場支解了,最後只剩下一組六節編組和一輛牽引車卡。至於APT核心的的液壓主動側擺技術就賣了去了意大利讓他們發展自己的擺式列車,就是日後聞名於世界的Pendolino擺式列車系列。意想不到的是,二十年後,Pendolino會賣到英國並以新的車體將APT的技術放上西岸幹線行走!

這是APT的孫兒呢!

Class 390 Pendolino

不過,APT計劃對英國還是有一點得着的:1985年,東岸幹線開始電化時,英國國鐵用了APT當中的技術去設計時速140英里 /225公里的推拉式列車。列車還預留了加裝擺式裝置的空間,是為英國國鐵91系機車。國鐵的公關還創下了城際服務225(InterCity 225,即最高時速225公里/140英里)的名字去推介這個服務。不過,國鐵經已再沒有錢去更新東岸幹線的信號系統,因此實際運行時時速也未能超越二百公里這個限制。

Intercity 225 91系機車成了APT技術的承傳者

Intercity 225 91系機車成了APT技術的承傳者

經過多年嘗試和失敗,終於明白國外把心一橫建新線的政策比英國傳統上把原有線改善提速和改造列車更合理。尤其是西岸幹線現代化工程歷時十年,超支四倍,結果只得七折,只因主要樽頸擠塞問題未解決,最高速度也只是提至125英里/200公里而非原定之140英里/225公里,成了英國現代鐵路改善工程的反面教材。海峽隧道新線(現稱 High Speed 1)雖則動工日期一再延遲,但就差不多按時、相對西岸幹線來說還是按成本完成工程,所以建新線比提速化算多了。

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