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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李建佑
研究生(外文):Jain-You Lee
論文名稱:都會大眾運輸系統整合之研究
論文名稱(外文):The Research of Commuter for Mass Trainsit System
指導教授:莊明振莊明振引用關係
指導教授(外文):Ming-Chuen Chuang
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:應用藝術所
學門:藝術學門
學類:應用藝術學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:134
中文關鍵詞:通勤運輸小型車大眾捷運都會運輸交通工具設計
外文關鍵詞:Commuter Transitmicro cartransportation designmass rapid transit systemelectric car
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私人運輸工具的過度成長和不當使用﹐在各國以及台灣官方運輸評估報告中﹐己經被運輸研究學者認定為都市交通無法改善的最主要原因。雖然在運輸學的觀點﹐認為都市私人車輛之成長﹐可以靠建立高運量捷運系統來抑制﹐因而都市交通擁塞的問題可以獲得解決。截至目前為止﹐在各大都會區中﹐高運量的大眾捷運系統,己經被大量地發展建造和營運﹐但是都市居民們卻仍然得面對都市道路上擁塞的車陣﹐和嚴重的空污及噪音。而汽車設計長期以來﹐並不被認為是解決都市交通問題的一種途徑﹐而純粹以刺激消費、促進銷售為目的﹐是造成私人車輛成長的一個主因。因此本設計創作嘗試透過運輸學的角度﹐歸納出解決都市交通問題所要掌握的要點﹐以及未能突破的部分﹐再以工業設計的方法重新對私人運具以及大眾運輸系統作出新提案。
本次設計創作分成三個階段﹐第一階段為了解一般大眾運輸學﹐解決都市交通問題的對策知識和限制﹐包括大眾運輸工具種類及特性、長短期發展策略。第二階段為整理近年都市交通問題相關報告研究﹐如年度運輸評估報告、都會區小型汽車與機車持有與數量成長調查、行車使用型態。從公共運輸理論、現行運輸政策和系統不能有效解決都市交通問題的現象中﹐我們將找出癥結來作為本設計第三階段的設計參考依據﹐以私人運具做為基礎﹐作出修正或與大眾運輸結合運作﹐期望保留私人運輸直達性、自主性的優點﹐並利用大眾運輸系統專用路權、快速、大量運輸的模式﹐以使都市路面車輛數量減少。並以電腦媒材輔助設計過程,來提出1~3個建議提案。表達型式以公共或私人運具設計圖面、模型為主。
The overly growth rate and undue using of personal transportation had regarded as the major factors resulting the urban traffic problem now. Mass rapid transit system maybe an answer. Although we built many advanced mass rapid transit systems for many cities in the past, the urban people still facing the air pollution and noise from the traffic. Transportation design was used to be a kind of method to stimulate the consumption,not a solution for the problem. So we try to find the true causes and bottleneck of the existed technology in transport-research vision, and submit new proposals for how to combine personal transportation and mass rapid transit in industrial design method.
The design process will be divided into 3 phases﹕ (1) Understand the general transportation technology and strategy. (2) Investigate the related transportation evaluating reports and white paper in the lately 10 years. Analyze to conclude the crux of traffic problem. (3) Base on above result to submit 1~3 proposals. For experiment the possibility and value of digital design, the digital media would be used as the major medium to aid design. All design ideas will be developed and evaluated in virtual reality space. The final design result still will be expressed in both traditional and digital ways, include renderings、digital models and scaled physical models of new transportation.
目錄      
中文摘要 ……………………………………………………………… I
英文摘要 ……………………………………………………………… Ii
誌謝 ……………………………………………………………… Iii
目錄 ……………………………………………………………… Iv
表目錄 ……………………………………………………………… V
圖目錄 ……………………………………………………………… Vi
一、 緒論………………………………………………………… 1
1.1 設計創作動機與背景………………………………………… 1
1.2 設計創作目的………………………………………………… 3
1.3 設計方法與架構流程………………………………………… 4
1.4 設計創作條件………………………………………………… 6
二、 都市運輸與技術…………………………………………… 7
2.1 都市運輸……………………………………………………… 10
2.2 私人運輸……………………………………………………… 11
2.3 副大眾運輸…………………………………………………… 12
2.4 大眾運輸…………………………………………………… 11
2.4.1 以路權劃分大眾運輸工具…………………………………… 12
2.4.2 大眾捷運系統………………………………………………… 14
2.4.3 以運量劃分大眾運輸工具…………………………………… 15
2.4.4 捷運、公車、火車的角色區別………………………………… 17
2.5 車輛用電能動力技術………………………………………… 18
2.5.1 電池技術限制………………………………………………… 18
2.5.2 電池技術種類………………………………………………… 19
2.5.3 電動車輛基本構型…………………………………………… 22
2.5.4 機電複合動力技術 (mechanical-electric hybrid) …… 23
2.6 其他實驗性的運輸工具……………………………………… 24
2.6.1 租賃制小型車………………………………………………… 24
2.6.2 個人捷運系統(personal rapid transit) ………………… 27
2.6.3 運人專用輸送帶(板)系統…………………………………… 32
2.6.4 可攜性的替代用運輸工具…………………………………… 33
2.6.5 彈性車體設計運具…………………………………………… 35
2.6.6 特殊小型代步工具 Ginger…………………………………… 36
2.6.7 機車防滾設計BMW C1……………………………………… 38
2.6.8 直列配置雙人座三輪驅動車M. Benz F300………………… 39
2.6.9 老人代步車以及降低考照年齡的小型車…………………… 41
三、 運輸評估研究與對策………………………………………… 42
3.1 大眾運輸現況與問題………………………………………… 42
3.1.1 大眾運輸效益評估…………………………………………… 42
3.1.2 大眾捷運系統運量評估……………………………………… 43
3.1.3 小結-大眾運輸無法明顯抑制私人運輸的成長……………… 46
3.2 私人運輸工具所形成的問題和對策………………………… 46
3.2.1 台灣地區自用小客車使用狀況調查………………………… 47
3.2.2 台灣地區機車使用狀況調查………………………………… 53
3.2.3 私人運輸不當使用問題……………………………………… 57
四、 設計初期提案………………………………………………… 60
4.1 設計方針……………………………………………………… 61
4.1.1 通勤低乘載率問題…………………………………………… 63
4.1.2 私人運具使用專路權的可能性……………………………… 65
4.2 設計條件……………………………………………………… 70
4.3 設計構想發展………………………………………………… 72
4.3.1 無車頭導引運輸……………………………………………… 72
4.3.2 列車導引運輸………………………………………………… 74
4.4 設計構想評估………………………………………………… 77
4.4.1 小型車在車廂內的配置排列………………………………… 77
4.4.2 月台的裝卸程序……………………………………………… 78
4.4.3 月台、車站的規劃設計……………………………………… 80
4.4.4 小型車設計…………………………………………………… 82
4.5 小結…………………………………………………………… 85
五、 結論…………………………………………………………… 86
5.1 車廂設計……………………………………………………… 87
5.2 月台裝載作業流程…………………………………………… 88
5.3 小型車設計…………………………………………………… 91
5.4 車站、月台動線規劃…………………………………………… 99
六、 輔助技術、模型、展示……………………………………… 103
6.1 一般汽車設計流程及技術…………………………………… 104
6.2 草圖…………………………………………………………… 107
6.3 草模…………………………………………………………… 111
6.4 比例實體模型………………………………………………… 116
6.4.1 小型車實體模型…………………………………………… 116
6.4.2 列車實體模型………………………………………………… 119
6.5 參賽…………………………………………………………… 120
七、 結論與建議…………………………………………………… 124
7.1 設計成果……………………………………………………… 124
7.2 系統運量評估之建議與實際比例的小型車試作…………… 125
7.3 小型車的設計心得…………………………………………… 127
7.4 小型車在設計上的安全考量………………………………… 129
參考文獻 ……………………………………………………………… 132
圖 目錄      
圖1.1 設計創作報告架構…………………………………………… 5
圖2.1 電動車輛的能源動力配置…………………………………… 22
圖2.2 機電複合動力車輛,E1,BMW製造…………………………… 23
圖2.3 Peugeot 與Honda所研發的租賃制小型車………………… 25
圖2.4 租賃中心的模組式取車站…………………………………… 26
圖2.5 租賃中心地下化車庫的比例模型…………………………… 26
圖2.6 離線軌道及車站示意圖……………………………………… 27
圖2.7 離線軌道及車站示意圖……………………………………… 28
圖2.8 個人捷運系統的支撐方式…………………………………… 29
圖2.9 個人捷運系統車站…………………………………………… 30
圖2.10 具備輕型動力的代步工具…………………………………… 34
圖2.11 騎帶自行車的乘客和一般乘客的干擾問題………………… 35
圖2.12 ZOOM,為法國Matra車廠在1992的提案……………………… 36
圖2.13 ETA BETA,為Pininfariana在1995的提案……………… 36
圖2.14 兩輪電動運輸工具Ginger………………………………… 37
圖2.15 BMW C1………………………………………………………… 39
圖2.16 Mercedes Benz F300,兩人座直列配置跑車…………………
圖2.17 F300前懸吊系統及其高級內裝………………………………
圖2.18 F300車長……………………………………………………… 40
圖2.19 老人代步車或降低考照年齡的小型車……………………… 41
圖3.1 80~89年機動車輛成長趨勢………………………………… 53
圖4.1 各種類型和動力的通勤用車設計…………………………… 65
圖4.2 缺乏天候對抗能力的輕型動力運具………………………… 66
圖4.3 個人捷運系統………………………………………………… 67
圖4.4 個人捷運系統的離線設計個人捷運系統的離線設計……… 68
圖4.5 個人捷運系統的支撐方式…………………………………… 69
圖4.6 雙驅動系統車輛採跨坐式支撐系統的干涉問題…………… 73
圖4.7 跨坐式雙驅動系統車輛行駛於軌道構想圖………………… 74
圖4.8 小型車裝載於列車車廂內之示意圖………………………… 75
圖4.9 裝填器運作示意圖…………………………………………… 76
圖4.10 小型車車身上對應裝填器的”軌道”……………………… 76
圖4.11 車廂內停放格的排列配置…………………………………… 78
圖4.12 月台裝卸作業流程…………………………………………… 79
圖4.13 雙層月台車站………………………………………………… 80
圖4.14 車輛進入雙層月台車站……………………………………… 80
圖4.15 列車進站……………………………………………………… 81
圖4.16 兩人座通勤用車……………………………………………… 82
圖4.17 車廂橫斷面及小型車排列圖………………………………… 83
圖4.18 車廂縱斷面及小型車排列圖………………………………… 84
圖4.19 小型車大體架構圖…………………………………………… 85
圖5.1 第二次提案…………………………………………………… 86
圖5.2 開放式車廂…………………………………………………… 87
圖5.3 裝卸流程說明-1……………………………………………… 89
圖5.4 裝卸流程說明-2……………………………………………… 89
圖5.5 裝卸流程說明-3……………………………………………… 89
圖5.6 裝卸流程說明-4……………………………………………… 90
圖5.7 裝卸流程說明-5……………………………………………… 90
圖5.8 車輛諸元及四面圖…………………………………………… 91
圖5.9 底盤配置說明………………………………………………… 92
圖5.10 輔助輪啟動說明……………………………………………… 93
圖5.11 特殊移動模式切換說明……………………………………… 93
圖5.12 車門向上開啟狀態…………………………………………… 94
圖5.13 Daihatsu,單人座農用車之內裝…………………………… 94
圖5.14 Daihatsu,單人座農用車,”Midget”……………………… 95
圖5.15 Daihatsu,單人座農用車,”Midget”之尺寸圖…………… 95
圖5.16 通勤用車行駛於都市車道想像圖…………………………… 96
圖5.17 通勤用車行駛於都市車道想像圖-2………………………… 97
圖5.18 車輛修改比較圖……………………………………………… 98
圖5.19 色彩提昇辨識性說明………………………………………… 99
圖5.20 離線車站動線規劃圖………………………………………… 100
圖5.21 月台動線規劃………………………………………………… 101
圖5.22 未完成的車站設計想像圖…………………………………… 102
圖6.1 半塗裝的油土模型…………………………………………… 104
圖6.2 以電腦逆向測量並運用在1﹕1油土粗胚製作……………… 105
圖6.3 可供塗裝或翻模的油土部件模型…………………………… 106
圖6.4 玻璃纖維製成的1﹕1車身模型……………………………… 106
圖6.5 大量使用自動工母機製作車輛元件模型…………………… 106
圖6.6 電腦草圖範例……………………………………………… 107
圖6.7 軌跡感壓板…………………………………………………… 108
圖6.8 電腦草圖範例………………………………………………… 109
圖6.9 Key Sketch…………………………………………………… 110
圖6.10 外圍尺寸參考模型…………………………………………… 111
圖6.11 電腦草模……………………………………………………… 111
圖6.12 虛擬電腦模型工作空間……………………………………… 112
圖6.13 電腦草模發展和評估………………………………………… 113
圖6.14 以電腦模型評估踏板設計…………………………………… 114
圖6.15 以數位立體模型輔助車站設計……………………………… 114
圖6.16 以電腦輔助車體分件及規劃………………………………… 116
圖6.17 小型車1/10比例實體模型…………………………………… 117
圖6.18 比例實體模型與電腦模型之比較…………………………… 118
圖6.19 車廂側視及斷面示意圖……………………………………… 119
圖6.20 列車車頭設計過程…………………………………………… 119
圖6.21 小型車1/10比例實體模型…………………………………… 120
圖6.22 車廂1/10比例實體模型……………………………………… 120
圖6.23 Car Styling 第145期封面…………………………………… 121
圖6.24 初賽發表內容,Car Styling Vol.145 Page.76……………… 121
圖6.25 Car Styling 第147期封面…………………………………… 122
圖6.26 決賽作品……………………………………………………… 123
圖7.1 最小車寬極限之1人座小型車……………………………… 127
圖7.2 開放式車廂…………………………………………………… 128
圖7.3 1人座的小型車之內裝設計參考…………………………… 128
圖7.4 由後方出入的小型車設計…………………………………… 129
圖7.5 圖7.5 小型車構型上的新思考空間………………………… 129
圖7.6 小型車安全實驗尺寸參考…………………………………… 130
表 目錄      
表2.1 現行大眾運輸工具依運輸技術及路權型態所做的分類…… 13
表2.2 以運量高低及導引技術來區分大眾運輸系統……………… 16
表2.3 捷運系統與鐵路在運輸距離上的差異……………………… 17
表2.4 各國個人捷運系統之發展概況……………………………… 32
表3.1 台北捷運平均每日運量……………………………………… 44
表3.2 台北捷運與聯營公車營運比較……………………………… 45
表3.3 台灣地區84年~88年小型汽車數…………………………… 48
表3.4 汽車普及率與平均每戶擁有輛數…………………………… 48
表3.5 自用小客車車主每戶擁有輛數及擁有兩輛以上之戶數…… 49
表3.6 自用小客車車主每戶擁有自用小客車……………………… 49
表3.7 自用小客車使用者最主要使用用途………………………… 50
表3.8 車輛使用狀況………………………………………………… 51
表3.9 自用小客車駕駛人兼用其他交通工具的情形(民國89年)… 51
表3.10 不同排氣量車輛所佔比例…………………………………… 52
表3.11 台北都會區機車及自用小客車車輛數……………………… 54
表3.12 機車最主要用途統計圖……………………………………… 55
表3.13 機車駕駛人家中持有其他交通工具之情形………………… 56
表3.14 機車使用者兼用其他交通工具情形………………………… 56
表3.15 以機車作通勤用時,轉搭乘之其他交通工具………………… 56
表3.16 機車乘載率…………………………………………………… 57
表3.17 私人運具的乘載率與所佔用道路資源……………………… 58
表6.1 指令流程……………………………………………………… 115
表6.2 初賽結果,Car Styling Vol.145 Page.79…………………… 122
表6.3 決賽得獎結果………………………………………………… 123
參考文獻      
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37.交通部統計處,88年8月交通統計指標彙報,民國88年。
38.交通部統計處,89年重要交通統計指標,民國89年。。
39.交通部統計處,90年重要交通統計指標,民國90年。
40.交通部統計處,86~90年台灣地區機車使用狀況調查,民國86~90年。
41.交通部統計處,台灣地區自用小客車使用狀況調查,民國87年。
42.交通部統計處,台灣地區自用小客車使用狀況調查,民國89年。
43.台北市交通局,台北捷運與聯營公車營運概況分析,民國90年。
44.交通部統計處,台灣地區大眾汽車客運營運調查,民國89年。
45.台北捷運公司,台北捷運營運狀況報告,民國88年。
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