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現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較1現代交通先趨─磁浮列車和高速鐵路的比較作者：王雯琦壹、研究動機現在的科技日新月異的發展，交通也越來越進步，發明了很多不同的交通工具，爲了是要讓人們生活更方便快速。在之前上自然課，陳老師就有跟我們介紹日本最新發明的交通工具，是一種靠磁力來前進的列車－磁浮列車，在我了解這種列車是靠磁鐵的力量讓它浮起來之後，我就很想知道磁浮列車和臺灣的高速鐵路到底有什麼不同，兩種交通工具有什麼相似點，我很想一探究竟。聽說磁浮列車開的非常快，比高鐵快很多，而且又能節省很多能源，真的是一項很棒的發明，不過我對磁浮列車和高鐵有很多的疑問，所以我才會想要研究這個主題。貳、研究目的一.了解「磁浮列車的原理」及設計概念。2.了解「高鐵的構造」及設計概念的概念。3.分析「磁浮列車」的對生活上的改變。4.分析「高鐵」的對生活上的改變。5.分析磁浮列車的優點及缺點。6.分析高鐵的優點及缺點。7.比較高鐵與磁浮列車的不同處。參、研究方法資料蒐集法、並列比較法四、文獻探討(1)「磁浮列車的原理」及設計概念：1.磁浮列車是利用同磁性相斥的特性，使車子下方和軌道帶相同磁性，車子便能因為斥力而「浮」在軌道上了。同時因為車子與軌道間沒有接觸，所以幾乎沒也摩擦。科學家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成爲“無輪”列車，時速可達幾百公里以上。另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，使電磁鐵和導軌間保持10─15毫米的間隙，並使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮於車道的導軌面上運行。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較2(2)「高鐵的構造」及設計概念：1.車殼以底架地板、側鐵鈑、端架鈑及車頂架鈑構成。車體結構除具防蝕性外。在車體材料採用鋁合金材料，以減輕重量。在結構接縫處須密封以確保防水及防麈。另考慮列車高速通過隧道時，因空氣動力效應而在車體外突增之空氣壓力波及迅速交替變化之正負空氣壓力等影響，為避免造成車內乘客有不適感，新型高鐵車廂皆採氣密性設計，同時對於車門及車間連接處須特別加以設計，以保氣密性及耐衝壓與耐疲勞。高鐵列車兩端須呈流線形設計，且車廂外表須平滑以減少空氣阻力。集電弓外型採流線形，皆對減低空氣阻力進而節約牽引能源有所助益。高速鐵路圖片：現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較3高鐵商務艙乘車空間(3)「磁浮列車」的發明對生活上的改變：1都市捷運系統大多位於人口稠密的都會區，甚至不可避免的會經過住宅區，現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較4人們對於捷運系統的噪音已經是可以說是深惡痛絕。而磁浮車輛可以說是噪音問題的唯一解，原因在於磁浮車輛無車輪與軌道接觸所產生的噪音，車輛本身也無會產生噪音的齒輪箱等傳動機構。同時磁浮車輛對軌道所產生的是整個磁鐵面的面接觸而不似車輪對軌面的點接觸，對於地面所產生的振動感會較低。(4)「高鐵」的發明對生活上的改變：1.可以縮短目前台灣南北的城市差距,讓不敢搭飛機的人也可以有另一種速度媲美飛機的交通工具,給台鐵競爭壓力,看台鐵會不會進步點。(5)興建高鐵的原因1.台灣的高速鐵路計畫為現金的世界上規模龐大的BOT工程建設之一，也是我國至府首度推動民間投資參與的重大國家建設。政府為了解決台灣西半部交通壅塞的問題，並促進地方發展，決定興建高速鐵路台灣高速鐵路全長345公里，共設置8個車站。預估興建期共需投入四千多億新台幣，並且在民間營運35年之後，便會轉移給政府。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較5伍、研究歷程三、磁浮列車的優缺點一覽表：優點最快速度低耗能利於保護環境安全磁浮列車500公里由於沒有輪子、無摩擦等因素而能省電30%。因無輪軌接觸震動小，對車輛和路軌的維修費用少。因軌道摩擦小，所以發出的噪音很低。當磁浮列車時速到達300公里以上時，雜訊只有656分貝。列車運行的動力來自固定在路軌兩側的電磁流，同一區域內的電磁流強度相同，而排除了列車追尾或相撞的可能。列車的整個安全系統可相互檢測自動替補。缺點懸浮高度技術高速穩定性和可靠性磁浮技術懸浮高低，因此對路線的平整度、路基下沉量及到結構方面的要求技術要更高超導磁浮技術由於渦流效應懸浮耗能較常導技術更大，冷卻系統重，強磁場對人體與環境都有影響由於磁浮系統是以電磁力完成懸浮、導向和驅動功能的，斷電後磁浮的安全保障措施，尤其是列車停電後的制動問題仍然是要解決的問題。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較6四、高鐵優缺點一覽表：優點改善大眾運輸發展環境減少空氣污染減少困難提升國內水準省時高鐵提高運輸服務的品質。提升生活環境品質減少民眾決定工作或居所的困難新技術引進國內，提升工程技術水準，提高國家聲譽達到「一日生活圈的目標」，縮短旅行時間缺點影響其他運輸工具成本費用會讓其他現有運輸公具使用結構產生衝擊建造高鐵的成本相當龐大高鐵的費用約700多元，費用很高◎兩種列車的優點相同處：1.都可減少空氣污染，列車的構造都是用很環保的材料。2.方便省時：兩種列車的設計方向都是為了要省時，因此速度非常快速，既方便又省時。3.因為列車新技術引進國內，提升工程技術水準，所以提高國家聲譽。◎兩種列車的缺點相同處：1.費用：因為速度快速，因此乘坐費用有點貴，不能像捷運一樣天天坐。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較7五、磁浮列車和高鐵對生活上的改變一覽表：項目噪音的改善車廂的震動感較低省時磁浮列車磁浮車輛可以說是噪音問題的唯一解，原因在於磁浮車輛無車輪與軌道接觸所產生的噪音，車輛本身也無會產生噪音的齒輪箱等傳動機構。磁浮車輛對軌道所產生整個磁鐵面的面接觸而不是車輪對軌面的點接觸，對於地面所產生的振動感會較低。磁浮列車最高可行駛500公里，因此對於現代繁忙的生活來講，是一項便利的交通工具項目縮短城市間的差距讓其他交通工具更有競爭力省時高鐵可以縮短目前台灣南北的城市差距,讓不敢搭飛機的人也可以有另一種速度媲美飛機的交通工具可以給台鐵一些競爭上的壓力，讓台鐵更進步速度很快，方便又省時◎磁浮列車和高鐵隊生活上的改變相同處：1.縮短城市間的差距：因為速度很快，便利的運輸，因此很快就可以縮短程式和鄉村之間的差距。舉例：台灣全長3百多公里台鐵松山站起站到高雄憩站所需時間4時6分高鐵台北起站到高雄左營站憩站所需時間96分2.讓其他交通工具更有競爭力：因為便利的交通工具會拉走其通運輸工具的乘客，讓其通運輸工具又多了一個競爭對手。磁浮列車和高鐵隊生活上的改變不同處：3.噪音問題：磁浮列車行駛時完全不會有噪音，但是高鐵暫軌道上行駛時還是會有摩擦力，因此部會完全沒聲音，還是會有一些聲音。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較8陸、研究結果(一)了解「磁浮列車的原理」及設計概念。(二)了解「高鐵的構造」及設計的概念。項目車殼以底架地板、側鐵鈑、端架鈑及車頂架鈑構成車體材料採用鋁合金材料結構接縫處密封以確保防水及防麈採氣密性設計兩端呈流線形設計作用堅固耐用減輕重量讓車內環境舒適，乘客安全避免空氣動力效應車體外突增之空氣壓力波及迅速交替變化之正負空氣壓力以減少空氣阻力(三)分析「磁浮列車」的對生活上的改變一般情況改變噪音問題磁浮車輛部會和車輪軌道接觸產生噪音，車輛本身也不會產生噪音。同時磁浮車輛對軌道所產生的是整個磁鐵面的面接觸而不是車輪對軌面的點接觸，對於地面所產生的振動感會較低。搭乘交通工具花費太多時間磁浮列車最快時速可達500公里，可節省很多時間，因此對於現代繁忙的生活來講，是一項便利的交通工具。交通工具行磁浮車輛對軌道所產生整個磁鐵面的面接觸而不是車輪對軌面的點項目利用同磁性相斥的特性列車和軌道間沒有摩擦力電動力運行系統作用使車子下方和軌道帶相同磁性，車子便能因為斥力而「浮」在軌道上。最高時速可達500公里電磁鐵和導軌間保持10─15毫米的間隙，並使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮於車道的導軌面上運行。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較9駛時不平穩接觸，對於地面所產生的震動感會較低。(四)分析「高鐵」的對生活上的改變。一般情況改變因交通不變等原因，使城鄉差距變大高鐵列車搭乘方便省時，因此可以縮短目前台灣南北的城市差距，使都市與鄉村之間資源共享，也能讓不敢搭飛機的人也可以有另一種速度媲美飛機的交通工具。有些交通工具的品質有待加強讓其他交通工具更有競爭力，可以給其他運輸工具一些競爭上的壓力，讓他們更進步搭乘交通工具花費太多時間速度很快，方便又節省時間(五)分析磁浮列車的優點及缺點。優點原因速度快列車因和軌道間不會產生摩擦力，因此速度最快可達500公里。安全列車運行的動力來自固定在路軌兩側的電磁流，同一區域內的電磁流強度相同，而排除了列車追尾或相撞的可能。列車的整個安全系統可相互檢測自動替補。低耗能由於沒有輪子、無摩擦等因素而能省電30%。因無輪軌接觸震動小，對車輛和路軌的維修費用少。利於保護環境因軌道摩擦小，所以發出的噪音很低。當磁浮列車時速到達300公里以上時，雜訊只有656分貝。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較10缺點原因改進方向懸浮高度磁浮技術懸浮高低，因此對路線的平整度、路基下沉量及到結構方面的要求技術要更高在技術方面要更精湛高速穩定性和可靠性由於磁浮系統是以電磁力完成懸浮、導向和驅動功能的，斷電後磁浮的安全保障措施，尤其是列車停電後的制動問題仍然是要解決的問題。必須作好完整的安全設備技術超導磁浮技術由於渦流效應懸浮耗能較常導技術更大，冷卻系統重，強磁場對人體與環境都有影響在技術方面要更精湛(六)分析高鐵的優點及缺點。優點原因改善大眾運輸發展環境會對其他運輸工具造成衝擊，因而提高運輸服務的品質。減少空氣污染搞鐵採用環保鋁合金材料，也減少廢棄的排放和噪音問題，提升生活環境品質。減少困難快速又方便的交通，減少民眾決定工作或居所的困難。提升國內水準新技術引進國內，提升工程技術水準，提高國家聲譽。省時達到「一日生活圈的目標」，縮短旅行時間。現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較11(七)比較高鐵與磁浮列車的不同處。項目磁浮列車高鐵設計概念磁性懸浮同一般火車噪音大小磁浮列車行駛時完全不會有噪音高鐵暫軌道上行駛時會有摩擦力，因此不會完全沒噪音。柒、參考資料1.高鐵網站知識=11050421063963.yahoo知識=1405112205445捌、研究心得缺點原因改進方向影響其他運輸工具會讓其他現有運輸公具使用結構產生衝擊提升運輸工具的服務品質成本建造高鐵的成本相當龐大減少不必要的花費費用高鐵的費用約700多元，費用很高多推出一些優惠方案現代交通先趨-磁浮列車和高速鐵路的比較12這次的獨立研究，對我來說是一項蠻大的挑戰，除了要具備資料能裡的能力之外，還要懂得如何找尋最正確的資料，所以在製作的過程中是非常不簡單的，尤其是要找到台灣沒有的磁浮列車，更是難上加難，所以我很感謝老師不厭其煩的幫我修正資料的錯誤，讓我的資料能又正確又完整。這次的獨立研究，是最後一次了，我更應該好好把握，認真完成，也謝謝老師的指導。