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一、前言
捷運系統中所有維修與營運設備之集合統稱為「機廠」。一個完善的捷運系統，機廠所扮演的角色極為重要，除提供電聯車組裝、儲放及調派之場所外，並需執行電聯車、軌道設備及相關子系統設備之定期檢查、預防維修與故障排除等工作。因此機廠內各項設施之佈設方式與規模，必須依據明確且清楚的維修策略及作業需求進行相關的規劃與設計，方可提高其使用之經濟性、安全性，進而達成永續經營及擴展系統的目標。
就軌道系統而言，並無制式機廠的規格、大小及配置要求，一切設計以滿足機廠所需執行的功能而定。本文除著力探討設置一捷運機廠，在其設施規劃設計方面所應考慮之項目及其步驟外，更透過高雄捷運機廠功能規劃之實例說明，提出適當之建議，期能提供未來規劃設計者參考。
二、機廠等級及維修計畫
機廠規模之大小須視捷運系統路線數與營運列車數量之維修需求而定，基本上，每一條捷運路線應配置有個別的機廠，以服務路線上之列車，使列車能在其輕維修廠內進行小型維修作業。而全路網將至少設置一座主機廠，提供比路線機廠更高一級的營運維修功能，如此俾達成整體路網運作及維修作業中心之目的。另為考量未來運量成長及擴展系統之需要，機廠面積應保留適當彈性，並有計畫的分階段興建，以便滿足各階段營運需求。因此，對於捷運機廠之規劃，首先應針對整個路網，依營運需求、停駐車輛數及維修計畫，決定各機廠之功能，方能進行各層次機廠之規劃設計作業。
機廠有各種不同之型態，依規模大小、列車及系統運作所需的服務水準而定。而機廠等級區分之目的主要在於規劃維修設備及人員之設置與權責劃分。
捷運機廠，依其維修等級可分為五級，分述如下：
(一)第一級機廠
●電聯車之停放。
●電聯車車廂內部之清潔。
●執行電聯車出車前之車輛安全檢查。
(二)第二級機廠
●包含第一級機廠之所有功能。
●電聯車車廂外部之清潔。
●執行電聯車每月定期之維修任務。
(三)第三級機廠
●包含第二級機廠之所有功能。
●電聯車車輪之車削整修(視階段營運需求設置)。
●執行該路線電聯車半年、年定期之維修任務。
●該路線電聯車故障之緊急搶修。
●提供該路線上電聯車、軌道、號誌、其他系統及相關零件之備品儲存。
(四)第四級機廠
●包含第三級機廠之所有功能。
●執行該路線電聯車非定期之檢修任務。
●該路線上機車頭、軌道維修車輛之停放。
(五)第五級機廠
●包含第四級機廠之所有功能。
●捷運系統整體路網軌道之定期檢查、維修。
●進行整體路網電聯車之緊急搶修任務。
●提供捷運系統整體路網上電聯車、軌道、號誌、其他系統、設施及相關零件之備品儲存。
●執行捷運系統整體路網電聯車及設備之翻修或大修任務。
●執行捷運系統整體路網機車頭及軌道維修車輛之定期檢查、維修及翻修或大修任務。
一個完善的捷運系統維修計畫應包括(1)有那些維修設施要使用；(2)這些設施如何使用；(3)設施要置於何處；(4)維修設施與其他設備之關係；(5)明確清楚地詳述各子系統維修策略與作業上之需求。一般營運維修策略應至少包括但不限於下列各項：
1.確保維修部門能夠提供足夠的車輛，可以滿足晨、昏峰列車營運需求及特殊狀況下之需求。
2.提供額外的預備車輛，以替換營運中故障的列車。
3.確保列車免於發生故障，以致影響乘客及員工之安全與健康。
4.提供最小的故障發生可能性，一旦故障發生，亦能迅速有效的排除並繼續服務。
5.確保列車清潔，以符合營運規章所訂之高服務水準。
6.確保列車可以達到設計之可靠度規範需求。
三、機廠設施規劃
機廠設施泛指駐車廠、維修工廠、物料儲存區、土木軌道廠及軌道維修基地、噴漆場、洗車場、底盤清洗場、污水處理場、管理中心電子維修辦公區、行政管理中心、維修管理中心、訓練中心、測試軌、工廠辦公區、機廠控制中心、柴油加油站、醫療急救站、員工餐廳及其他相關設施。至於各設施之功能則如下所述：
1.駐車廠：主要提供駐車及日檢之用，係為具有遮雨頂篷之場房，地面鋪設道碴式軌道並配置第三軌，供電聯車之停駐、清潔及日常檢查。本區最外一軌之兩側設有清潔車廂用平台，以方便清洗電聯車外部及進入內部清掃；另於兩端設斜坡供器具運送；本軌區並設集水坑及溝渠，可將污水導至污水處理場。
2.維修工廠：該工廠之相關佈設包括檢修區、頂昇區、轉向架維修區(含清洗區)、機電檢修區、大修區、零件大修工廠、地下車輪鏇修區、電池/充電室、空壓機室、維修/清潔用坑道及平台等。
3.物料儲存區：提供儲存各電聯車及各系統(含軌道)之備品。又特別設置具空調設備之電子零件倉庫供儲存精密電子零件。物料、備品、耗材可依其不同之使用頻率、體積、重量、形狀、特性等性質，規劃不同之倉儲料架以供儲放。其它車輛大型物件如轉向架等，將儲存在機廠中心倉庫或維修區的適當位置，由堆高機或搬運車等運搬機具運送物料。
4.土木軌道廠及軌道維修基地：供作為軌道維修車輛與機具之維修場所。平時軌道維修車輛係停放於土木軌道廠房附近或工廠內之其他軌道上。而土木軌道廠之周邊空地為軌道元件(包括道岔)、道碴之存放場所。軌道元件可利用軌道平台車上之吊桿，而道碴則利用鏟裝車具裝卸，由平台車運送到更換現場。
5.噴漆場：此係提供維修工程車輛或其他大型零組件維修噴漆之場所。
6.洗車場：設置於回駐車場前之支線軌道上，配備有自動化車廂外部清洗系統以及廢水回收與排放系統。列車清洗作業時，列車以洗車加聯結模式(最高速限5km/hr)進場，經由道旁開關感應而自動起動及關閉清洗作業，不須人員操作。惟列車反向通過洗車場時不會起動洗車設備。洗車模式可選擇純清水或以清潔劑清洗；另設置可供選擇以化學劑清洗(酸洗)。
7.底盤清洗場：供定期維修及底盤故障維修前之底盤清潔用途，並設置檢修溝、集水坑，將廢水導入污水處理場處理後再排放。此區配置維修坑照明、噴洗設備，以及架空滑動式直流供電系統，可供應電聯車推進之電力。
8.污水處理場：本場負責處理廠區生活污水、工廠區及洗車場所產生之廢水。倘機廠附近設有污水下水道系統，則放流水須處理至納管限值後排入污水下水道系統；若附近無污水下水道系統，放流水質仍需符合最新之放流水標準。
9.管理中心/電子維修辦公區：供維修管理單位及電機廠辦公、電子廠辦公及維修之用。電子維修區設號誌/通訊工場、自動收費/月台門工場，其功能為修理供電、電聯車電氣系統、號誌、通訊、自動收費、月台門及其他電子設備之電氣與電子組件。除此之外，更具有電氣維修必要之檢驗、測試設備、電子量測儀錶、機電系統維修所需之電腦軟硬体設備。
10.行政管理中心：提供捷運系統行政管理人員辦公用，設置行政辦公室、會議室等。
11.維修管理中心：提供捷運系統維修管理人員辦公用，設置辦公室、會議室等。
12.訓練中心：提供捷運系統員工與協力廠商訓練所需之場所。該中心之設施包括教室/駕駛模擬室/模型列車陳列室、圖書室、特殊戶外訓練設施之樣本設備室、辦公室空間及人員設施等。
13.測試軌：提供新車測試及營運列車翻修或大修後之功能測試。測試軌道兩側設有圍籬，尾端並設置緩衝設施，以維護安全。
14.工廠辦公區：機廠內設置辦公區，內含辦公室、會議室、衛浴設施，供機廠工作人員使用。另於工廠辦公區或鄰近工廠辦公區內設置監控中心，其功能為監控機廠照明、環控、污水處理等設備(施)之狀況，並對電力、火警、消防、洗車等系統進行監視，使於監控中心即可清楚了解機廠之運轉狀態。
15.機廠控制中心(DCC, Depot Control Center)：為機廠行車管制之監控中樞。機廠內車輛之調度，由機廠控制中心設定路徑，司機員依控制員指令調車。機廠控制中心以閉路電視及配合照明設施監視機廠區域。由於角色非常重要，故控制中心應具備有轉轍器遙控作動、第三軌電力控制、閉路電視監視(CCTV)、有線電話、行政電話系統、無線電通訊、子鐘、廣播系統、中央監控及資料收集系統(SCADA)之遠端操作單元(RTU)、電子郵件及傳真等多項功能。閉路電視監視(CCTV)區域應涵蓋平交道、駐車場入口及駐車軌區、轉換軌區、洗車場及室外軌道區等。
16.柴油加油站：包含地下油槽、管路及加油設備等，供軌道維修車輛加油之用。加油站應儘量臨近軌道旁，以方便軌道維修車輛加油。
17.醫療急救站：供機廠工作人員緊急救護用，包含休息室、檢查室、治療室等。
18.員工餐廳：提供員工用餐之場所，包括餐廳、廚房等相關設施。
19.其他相關設施：舉凡各變電站機房及緊急供電機房、機廠供電、電力及通訊、號誌電纜、建築物之水、電、通訊、電腦網路、機廠全區照明設備、避雷、接地、搭接及防蝕、消防設施、排水系統、廢棄物處理及服務道路、停車場及安全設施等，皆屬之。
四、機廠設備與軌道佈設
依各維修機廠之特性，配備相關的輔助設備，供待修車輛與設備之清潔、拆卸、組裝、測試、保養、修理等維修工作之用。機廠維修設備包含下列：(1)電聯車固定式頂升機，能同時升降一電聯車車組；(2)移動式軌道車輛頂升設備；(3)轉向架頂昇設備；(4)天車及其它起重裝置；(5)柱式懸臂吊車；(6)車床、銑床、鉋床、鑽孔機、電鋸等機械工廠設備；(7)輪軸壓床等特殊維修用機具；(8)地下式車輪整修機具之軌道，最少須能容納一電聯車車組，且軌道上應具備車輛推進裝置，可推、拉電聯車；(9)零件清潔／清洗設備，含超音波清潔裝備，噴砂室／設備，油漆房等；(10)每座機廠設置一自動洗車機；(11)電聯車底盤清洗設備，至少能容納一電聯車半車長，並採用滑動式供電方式推進車輛；(12)堆高機、搬運車等供運送、貯放物料／設備；(13)壓縮空氣及潤滑油劑供應設備；(14)轉向架轉盤；(15)輪軸轉盤、軸承抽出／壓入設備；(16)推進馬達測試站台；(17)電瓶充電器及相關設備；(18)滑動式供電系統，可提供電聯車推進及輔助電力；(19)各式手工具及工作台；(20)檢驗設備及電子量測儀錶，以及各機電系統維修所需電腦軟硬體設備；(21)號誌、通訊、自動收費、供電、軌道等系統之維修設備；(22)柴液式或柴電式機車頭，具對外輸出電力及壓縮空氣，能夠聯結拖拉電聯車或工程車輛；(23)柴油引擎動力軌道維修工程車輛及無動力載貨台車等；(24)維修所必需之其它設備。
機廠內部軌道係為UIC60鋼軌，軌距1435mm標準軌；道岔以單一型式佈設，使用標準型直線道岔(UIC60-140-1:7)；曲線曲率半徑須大於或等於140m，俾降低行車噪音及車輪、軌道之磨耗。軌道依各區功能配置不同而有各類之軌道型式，包括：
(一)道碴式軌道 －供電聯車行駛、換軌及駐車用。包括駐車場、進出駐車場、維修廠房間之連接軌道、測試軌。
(二)支柱架高軌道 －以型鋼支柱架高鋼軌，供檢視車輛底部或清潔用。設置於檢修坑區域，包括檢修區、底盤清洗場。
(三)埋入式軌道 －鋼軌埋入地面，軌道面與地面同一高程。包括頂昇區、轉向架維修區及橫向連接軌道、大修區等。
●機廠內軌道設計速度35km/h，最高調車速度25km/h。
●軌道路線佈設以作業流程順暢為主要考量。
●軌道路線需保持機廠運作之高度靈活性。
●配合作業流程需要，調度作業時，以減少列車調度時間、距離為原則。
●機廠出入口之轉換軌道前應設置橫渡線，以方便列車調度。
●列車清洗作業時應避免影響其他列車之進出作業。
●廠內調度作業時應避免影響其他列車之進出作業。
●駐車軌區應以任何一處轉轍器故障時，尚有替代路線可到達目的地為優先考量，且在最壞的情形下，仍有其他之駐車軌可以使用。
●機廠內以平面佈設，避免平面交叉為原則；道岔亦以單一形式佈設。(使用標準型直線道岔UIC60-140-1:7)。
●曲線曲率半徑大於或等於140m，以降低行車噪音及維修需求。
(四)機廠功能需求
大寮機廠為本捷運系統之主機廠(第五級機廠)，除負責橘線列車之運轉維修之外，並負責本捷運系統列車或模組之大修以及情況嚴重的修理。具駐車、調車、車輛維修、大修及車輛清洗(含底盤)之功能，並配置土木軌道廠及工程車輛停駐區、訓練中心、訓練軌道及測試軌道等，茲將機廠之維修功能情形整理如表二所示。
(五)機廠主要設施佈置
機廠功能主要係提供列車線上營運之收發車、停駐、清洗及維修之需求，故其相關設施之佈置必須考量營運動線之順暢。原則上優先佈置方案為：主線→車站→轉換軌區→洗車場(可選擇經過或不經過)→駐車場或維修區(車輛進入機廠後可直接進到維修區)。次優佈置方案為：主線→車站→轉換軌區→洗車場(可選擇經過或不經過)→駐車場→維修廠(由於基地長度限制，車輛進入機廠後不能直接進到維修區，須先進入駐車區後，再調頭進入維修區)。由於諸多條件限制與考量，本機廠最終選擇以後者方式佈置，並將洗車場與轉換軌區平行設置，以節省佈設所需長度；另依洗車時程安排，選擇經過或不經過洗車場。至此，本文亦將機廠主要設施之規劃情形整理如表三所示。
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六、建議
1.經由本文之探討，機廠規劃設計之考慮因素中，吾人對於機廠設施及設備著墨甚多，主要是由於維修設施及設備之選擇關係到未來之營運順暢與否，故規劃設計者應針對此部分進行方案比較及差異分析。
2.綜觀基地本身乃至各項外部限制之條件，終就無法讓大寮機廠之佈置十全十美，究其原因除須符合對附近居民之承諾外，原則上仍應以機廠之營運作業流程是否順暢及避免易產生噪音之軌道佈設為主要考量，故規劃設計者選擇機廠基地時，應考量機廠附近之整體環境以及對機廠設施佈設可能造成之影響。
3.機廠設計方案的產生對於捷運系統未來營運績效將有很大之影響，惟目前尚無完善之評估因素，可供規劃設計者進行方案評估採用，故規劃設計者應針對各設計方案佈設間之差異，進行更詳盡之比較分析，以尋求最佳方案之產生。
七、結語
本文已對機廠之規劃設計作了詳實且有系統的探討，基於機廠所需面積甚大，欲取得完整且合適之基地實屬不易，又目前民意高漲，規劃設計所需考量之外部限制條件更趨複雜，並不是侷限於單一機廠功能設計，就可滿足需求，而必須將其規劃考量範圍再擴大至整個區域。
在整個捷運系統中，機廠確實扮演著關鍵性的角色，尤其機廠設計不足將導致未來系統擴展遭受限制，而過度設計卻又會造成資源之浪費，因此，一個完善之捷運機廠規劃設計，首應考量實際及未來維修計畫需求，方可達到機廠運作之經濟性、安全性與預期之服務水準。
本文深入剖析機廠規劃設計流程及相關佈置內容，對於各級機廠之定義、功能及設施需求等，進行詳細之解說，特別是以目前正規劃設計中之高雄捷運橘線大寮機廠相關佈置進行案例分析，更值得一提，最後雖然選擇次優方案，但仍能滿足機廠各項規劃設計條件之需求。
參考文獻
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