107 地方特考三等 交通行政 運輸規劃學 考古題詳解

核心觀念

本題評量運輸需求分析中個體運具選擇模式（Disaggregate Mode Choice Model，通常為 Multinomial Logit, MNL）​的實務建置流程與應用邊界。核心概念包括：

1. 旅次特性資料調查：區分「社經特性」（個人／家戶屬性）與「旅次特性」（空間、時間、運具與活動情境），並針對不同旅次目的（通勤、休閒、航空出入境）之差異化決策行為設計調查問卷。
2. 隨機效用理論（Random Utility Theory）與變數界定：

• 共生變數（Generic Variable）：在各替選方案間具相同邊際效用（相同參數 $\beta$）。
• 方案特定變數（Alternative Specific Variable, ASV）：各方案具不同係數，或僅出現在特定方案之專屬變數（含方案特定常數 ASC）。
• 虛擬變數（Dummy Variable）：以 $0$ 或 $1$ 表示質化、類別或情境門檻之變數。

3. 個體模式預測與聚合化（Aggregation）：個體模式產出為「選擇機率」而非「總旅次量」，其在短期與長期運量預測上的適用性取決於母體資料取得難易度、外在環境變遷及總體旅次規模預測能力。

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解題方法

一、各類旅次之特性資料調查（排除社經特性）

本題特別指明「不含社經特性」，故調查設計應著重於空間、時間、成本、路徑及活動情境屬性。

1. 共同特性資料（所有旅次皆須調查）

• 旅次起訖點（O-D）：出發地與目的地之具體地址或交通分區（Traffic Analysis Zone, TAZ）。
• 起訖點空間區段時間：步行至場站時間、等候時間（車外時間，OVTT）、實際乘車時間（車內時間，IVTT）、轉乘時間。
• 整體旅行費用：票價、通行費、自用車油資推算、各場站／目的地之停車費。
• 現行與替選運具：當次旅次實際選擇之運具，以及個人所能取得或使用的替代運具組合（Choice Set，例如：客運、高鐵、計程車、自用小客車）。
• 轉乘特性：轉乘次數、轉乘運具類別與轉乘節點。

2. 特定特性資料（依旅次目的區分）

• 平日通勤及商務旅次：
• 到工／行程時間彈性：是否有嚴格的上班打卡限制、公務會議固定時間要求（遲到懲罰容忍度）。
• 旅次頻率與行程性質：每週固定通勤天數、單日往返或多日公差、是否有中途多停靠點（Trip Chaining）需求。
• 公務費用核銷條件：車資是否可由雇主全額或部分報銷（顯著影響價格敏感度）。
• 假日休閒旅次：
• 同行團體特性（Group Size）：同行人數（影響自用車共乘平攤成本與大眾運輸多人購票之相對優勢）。
• 同行成員照料需求：是否隨行推車、孩童或行動不便長者。
• 目的地活動停留時長：在沿線商場（如華泰名品城）、休閒景點的預計停留時間。
• 機場出入境旅次：
• 行李負擔特性：隨身與託運行李之件數、體積及重量（大件行李對轉乘與步行的抗拒程度極高）。
• 航班起降資訊：航班表定起降時間、出境或入境、國內線或國際線（涉及報到提前量）。
• 特殊配套服務使用：是否有市區預辦登機（In-town Check-in）與行李託運需求、接送機型態（租車、專車接送、親友送機）。

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二、個體效用函數之變數設定

設旅次者 $n$ 選擇運具 $i$ 的效用函數為： $U_{in} = V_{in} + \varepsilon_{in} = \sum_k \beta_k X_{ink} + \varepsilon_{in}$

各類變數在機場捷運系統模式中之具體設定如下：

1. 共生變數（Generic Variables）

此類變數假設旅次者對不同運具的該項服務屬性，其邊際效用評價一致（各運具對應相同的參數 $\beta$）：

• 車內旅行時間（$IVTT_{in}$）：所有運具（機捷直達／普通車、國道客運、高鐵、計程車、自用車）之車內時間，設定單一共生參數 $\beta_{IVTT}$。
• 車外旅行時間（$OVTT_{in}$）：包含步行、候車與轉乘時間，設定單一共生參數 $\beta_{OVTT}$。
• 旅行成本（$Cost_{in}$）：運具所需之實質貨幣支出（票價或油資與停車費總和），設定單一共生參數 $\beta_{Cost}$。

2. 方案特定變數（Alternative Specific Variables, ASV）

此類變數包含運具專屬特性，或允許不同運具具有不同邊際效用之參數設定：

• 方案特定常數項（Alternative Specific Constant, ASC）：捕捉該運具未被觀測到之固有屬性偏好（如安全感、準點率信賴、舒適度）。通常指定某一基礎運具（如自用車）為 $0$，其餘運具設為獨立常數，如 $ASC_{MRT}$、$ASC_{Bus}$、$ASC_{Taxi}$。
• 班距／班次頻率（$Headway_{in}$）：大眾運輸專屬變數（機捷直達車、客運、高鐵具有固定班距，私人運具此變數不適用或為 $0$）。
• 轉乘次數（$Transfers_{in}$）：搭乘各該大眾運具至最終目的地所需之換乘次數，私人運具此項為 $0$。

3. 相關旅次特性之虛擬變數（Dummy Variables）

用以捕捉不同旅次目的與情境對運具選擇效用的結構性偏好轉移（通常與 ASC 交互作用）：

• 大件行李虛擬變數（$D_{Luggage}$）： $D_{Luggage} = \begin{cases} 1, & \text{攜帶大件行李（如 } 20 \text{ 吋以上行李箱} \ge 2 \text{ 件）} \\ 0, & \text{其他（輕便隨身手提包）} \end{cases}$ 置於計程車或機捷之效用函數中，預期係數為正（有大件行李偏好直達或設有行李架之運具）。
• 旅次緊急／特定時段虛擬變數（$D_{Urgent}$）：

核心觀念

本題評量程序性「傳統四步驟都市運輸規劃程序」（Four-step Travel Demand Forecasting Model）之第二步驟——旅次分布（Trip Distribution）​之核心理論與模式應用，主要涵蓋兩大核心：

1. 重力模式（Gravity Model）理論基礎：源自牛頓萬有引力定律與空間相互作用理論（Spatial Interaction Theory），探討產生端與吸引端之交通活動強度，以及空間阻抗（Impedance）如何共同決定分區間的旅次交換量。
2. 多運具複合阻抗函數（Composite Impedance Function）之建構：在台灣都市特有的「私人汽車、公共運輸、高普及率機車」混合車流環境下，旅次分布分析先於運具分配（Mode Choice）執行，如何將不同運具之特性（服務水準、成本、時間）整合為區間綜合阻抗，為評估都市路網可及性與分佈預測之關鍵。

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解題方法

一、 重力模式之基本原理與數學公式

1. 基本原理 重力模式假設兩交通區之間的旅次分布量，與出發區的旅次產生量（Trip Production, $P_i$）及目的區的旅次吸引量（Trip Attraction, $A_j$）成正比；而與兩區之間的旅次阻抗（Travel Impedance, $C_{ij}$，如距離、時間或廣義成本）成反比。

2. 標準數學公式（產出限制式重力模式，Production-Constrained Gravity Model） 實務規劃最常採用的標準產出限制式如下： $T_{ij} = P_i \frac{A_j \cdot F_{ij} \cdot K_{ij}}{\sum_{k} A_k \cdot F_{ik} \cdot K_{ik}}$

• 式中變數定義：
• $T_{ij}$：交通區 $i$ 至交通區 $j$ 的預測分布旅次量。
• $P_i$：交通區 $i$ 的總旅次產生量，滿足邊界限制條件 $\sum_j T_{ij} = P_i$。
• $A_j$：交通區 $j$ 的旅次吸引量因子。
• $F_{ij}$：摩擦因子（Friction Factor）或阻抗因子，為區間阻抗 $C_{ij}$ 的遞減函數。
• $K_{ij}$：社會經濟調整係數（Socio-economic Adjustment Factor，或稱 K-factor），用於修正特定分區對之間因特殊地理屏障、社經文化所衍生的非阻抗性偏差（常態下設為 1.0）。

3. 常用阻抗函數型式 摩擦因子 $F_{ij} = f(C_{ij})$ 常用之數學型式包含：

• 冪函數（Power Function）：$F_{ij} = C_{ij}^{-\alpha}$（適用於長程或區域際旅次）
• 負指數函數（Negative Exponential Function）：$F_{ij} = e^{-\beta C_{ij}}$（適用於短程或都會區內部旅次）
• 伽瑪函數（Gamma Function）：$F_{ij} = a \cdot C_{ij}^{-b} e^{-c C_{ij}}$（兼具短程平緩與中長程陡降特性，現行軟體最廣泛使用）

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二、 小汽車、大眾運輸及機車共存時之阻抗函數處理方式

在台灣都市交通特性中，機車具有極高的持有率與市占率，不同於歐美僅考慮小汽車與大眾運輸。在傳統四步驟模式中，旅次分布先於運具分配執行，分區對 $(i, j)$ 間不能僅採用單一運具阻抗，其系統化處理流程包含下列三個步驟：

1. 步驟一：建立各個別運具之廣義成本函數（Generalized Cost, $GC_{ij}^m$） 將時間價值（Value of Travel Time, $VOT$）納入考量，將行車時間、費用及不適性轉化為統一維度（貨幣或等效時間）： $GC_{ij}^m = \alpha_1 \cdot IVTT_{ij}^m + \alpha_2 \cdot OVTT_{ij}^m + \frac{Fare_{ij}^m + OperatingCost_{ij}^m + ParkCost_{ij}^m}{VOT}$ 針對三種主要運具分別處理其阻抗特徵：

• 小汽車（Car, $m = c$）：阻抗包含車內行車時間（$IVTT$）、終點尋位與停車步行時間（$OVTT$）、油耗與車輛磨耗成本、道路過路費，以及高額停車費（$ParkCost$）。
• 機車（Motorcycle, $m = m$）：阻抗包含行車時間（反應機車在混合車流中之機動性與專用道特性）、起訖端步行時間（極低）、低油耗成本，以及極低或無停車費之特性；另可納入天候脆弱性或安全風險懲罰項。

核心觀念

本題評量重點為智慧型運輸系統（ITS）領域中交通行動服務（Mobility as a Service, MaaS）​之架構設計，以及巨量資料（Big Data，特別是電信信令與 APP 軌跡資料）​在運輸需求分析與先進用路人資訊系統（ATIS）／先進大眾運輸系統（APTS）上的實務應用。

1. MaaS 整合架構與層級（Levels of Integration）： 依據 Jana Sochor 等人提出之 MaaS 整合階層模型，MaaS 整合包含：

• Level 0：未整合（No integration）。
• Level 1：資訊整合（Integration of information，如多運具路網與即時到站查詢）。
• Level 2：預約與訂票整合（Integration of booking & ticketing）。
• Level 3：支付與費率整合（Integration of payment & pricing，如單一帳戶、套票組合、包月制）。
• Level 4：社會目標與政策整合（Integration of societal goals，如結合交通需求管理 TDM、低碳運具補貼）。

2. 交通需求管理（TDM）與小汽車管理策略： 臺北—宜蘭走廊具有「假日嚴重壅塞、國道5號雪山隧道容量受限、臺鐵花東線運能飽和」之廊道特性。MaaS 的核心政策目標是促使私人運具（小汽車）旅次轉移至大眾運輸，包含停車轉乘（Park and Ride, P&R）、接駁轉乘（Kiss and Ride, K&R）、共乘（Carpooling）及最後一哩路（Last-Mile）之共享運具銜接。

3. 行動通信信令資料（Cellular Signaling Data）特性： 行動裝置與基地台互動產生之被動式資料（如換手 Handover、週期性位置更新 Periodic Location Update, PLU、基地台定位 Cell-ID），具備「樣本母體大、全時段連續監測、無須主動回報」等特性；APP 會員端則可收集主動式高精度 GPS 軌跡與使用者查詢／預約意圖（Stated Preference & Revealed Preference）。兩者結合為動態起訖矩陣（Dynamic O-D Matrix）反推與精準推播之核心基礎。

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解題方法

本題為典型的申論題型，作答切入點應緊扣「臺北—宜蘭廊道之特殊交通特性」進行具體規劃，避免空泛條列：

1. 第一子題（政府整合服務方案規劃）：

• 切入點：政府擔任「規則制定者、數據平台建構者與公共運輸主管機關」，整合對象必須包含「大眾運輸（臺鐵、國道客運、宜蘭在地公車／台灣好行）」與「小汽車（P&R 停車場、租車、共享汽機車、計程車、共乘）」。
• 架構開展：依題目指定的三大要素——「運輸方式整合」、「預約服務」、「支付與費率」分項推展，並落實無縫運輸（Seamless Transportation）與旅運需求管理。

2. 第二子題（信令與需求資料之應用）：

• 切入點：區分「信令資料（巨觀、連續、流動量）」與「會員需求資料（微觀、個人化、旅運意圖）」，從「中長期規劃與調度（供給端）」與「即時用路人資訊與導引（需求端）」雙向對稱作答。
• 架構開展：分述在路網 O-D 矩陣構建、瓶頸路段偵測、動態加班車調度、個人化替代路徑推播、綠色運具行銷誘導等方面的實務作法。

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選項分析

本題為申論題，無選項分析。答題時須針對題旨二大子題建立清晰的層級與邏輯體系，不可偏廢任一評分指標。

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解題技巧與常見陷阱

1. 切勿遺漏「小汽車」的整合規劃： 部分考生只寫高鐵、臺鐵、捷運與市區公車的整合，完全忽視題目明確要求的「小汽車之整合服務方案」。小汽車無法直接消滅，必須透過 MaaS 設計「外圍攔截、P&R 停車預約與費率折抵、北宜共乘媒合、宜蘭端共享租車代步」等機制，方能達成運具轉移目標。
2. 切合時事背景與在地脈絡： 本題命題背景為交通部當年於國道5號與宜蘭地區試辦之「UMAJI（遊買集）」MaaS 計畫。答題時直接點名臺北端（南港轉運站、市府轉運站）及宜蘭端（礁溪、宜蘭、羅東）之國道客運、臺鐵、台灣好行、在地租賃車，能展現出題委員所偏好的實務專業度。
3. 區別「信令資料」與「GPS/需求資料」之技術極限： 信令資料定位精度受限於基地台密度（鄉村地區誤差較大），難以精準判斷微觀車道，但極度適合統計大規模走廊 O-D 流量；APP 端需求資料精度高且有使用者屬性，但僅限於有開 APP 的會員。論述時若能說明兩者「互補融合（Data Fusion）」，為高分關鍵。

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【答案】

一、政府可規劃之公共運輸與小汽車整合服務方案

政府作為 MaaS 平台的監理者與主導推動者，針對臺北—宜蘭走廊假日國道5號過飽和問題，應自「運輸方式整合」、「預約服務」及「支付費率」三面向整合公共運輸與小汽車：

核心觀念

本題評量都市鐵路立體化（高架或地下化）建設計畫在「資源有限」前提下的跨領域評估體系，涉及《運輸規劃學》中之「計畫評估」（Project Evaluation）與「投資決策分析」（Capital Budgeting）。

本題以命題當年（民國 107 年）相關法規與作業規範為準（如交通部民國 101 年頒布之《鐵路平交道與環境改善建設及周邊土地開發計畫審查作業要點》及行政院《政府公共建設計畫先期作業實施要點》；現行《鐵路平交道與環境改善建設及周邊土地開發計畫審查作業要點》後續雖歷經修正，評估核心架構依然一致）。

本題核心觀念在於釐清兩大評估視角之根本差異，並據以建立排序準則：

1. 經濟評估（Economic Evaluation）：立足於「社會全體福祉極大化」，透過成本效益分析（Cost-Benefit Analysis, CBA）衡量資源配置效率，用以檢視計畫之「經濟必要性」。
2. 財務評估（Financial Evaluation）：立足於「投資與營運主體之現金流平衡」，透過現金流量折現分析衡量收支自償與資金調度，用以檢視計畫之「財務可行性」。
3. 資本配額與優先順序（Capital Rationing & Prioritization）：在政府總預算上限下，結合量化效率指標與多準則評估法（MCDA），排出最佳推動梯次。

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解題方法

本題解題切入點應緊扣題目要求的「評估方法」、「評估項目」、「設定參數」，分別建立經濟與財務評估模組，最後提出綜合排序決策機制：

鐵路立體化評估制度
 ├── 1. 經濟評估制度（檢視經濟必要性）
 │ ├── 評估方法：CBA（NPV_E, BCR, EIRR）
 │ ├── 評估項目：社會成本 vs. 社會效益
 │ └── 設定參數：社會折現率、時間價值、分析年期等
 ├── 2. 財務評估制度（檢視財務可行性）
 │ ├── 評估方法：DCF（NPV_F, FIRR, SFR, DSCR）
 │ ├── 評估項目：現金流出 vs. 現金流入（含TOD）
 │ └── 設定參數：資金成本率、通膨率、去化率等
 └── 3. 建設優先順序評定機制
 ├── 經濟與財務門檻檢驗（必要與可行篩選）
 ├── 資本配額指標排序（BCR, NPV/C）
 └── 多準則決策分析（MCDA/AHP 綜合排序）

一、 經濟評估制度（檢視經濟必要性）

1. 評估方法

採用社會成本效益分析（Cost-Benefit Analysis, CBA），將各期社會成本與效益折現，計算以下指標：

• 經濟淨現值（$NPV_E$）： $NPV_E = \sum_{t=0}^{T} \frac{B_t - C_t}{(1 + r)^t}$
• 效益成本比（$BCR$）： $BCR = \frac{\sum_{t=0}^{T} \frac{B_t}{(1 + r)^t}}{\sum_{t=0}^{T} \frac{C_t}{(1 + r)^t}}$
• 經濟內部報酬率（$EIRR$）：使 $NPV_E = 0$ 之折現率 $r^*$。
• 判斷基準：計畫之 $NPV_E > 0$、$BCR > 1.0$ 且 $EIRR > r$，始具備經濟必要性。

2. 評估項目

• 社會成本（$C_t$）：
• 工程興建成本（土建、軌道、機電、號誌）。
• 用地取得與拆遷補償之「機會成本」（扣除純移轉性款項）。
• 營運維護與機車車輛更新重置成本。
• 施工期間之外部成本（施工交通衝擊延滯成本、環境噪音損失）。
• 社會效益（$B_t$）：
• 運輸直接效益：行車時間節省價值（平交道消除停等時間、列車運轉提速效益）、行車營運成本（VOC）節省。
• 行車安全效益：消除平交道所減少之交通事故死傷與財損價值。
• 環境外部效益：減少汽機車平交道停等怠速之空氣污染與碳排放量、平交道警音與鐵路震動減輕效益。
• 都市縫合效益：平交道阻隔破除帶來之兩側通聯活化（評估時須扣除資本化於不動產租金增值之部分，避免雙重計算）。

3. 設定參數

• 社會折現率（$r$）：依國家發展委員會規範設定（實務基準常採 $3\% \sim 5\%$）。
• 分析年期（$T$）：包含施工期，營運期通常設定為 $30 \sim 50$ 年。
• 旅客時間價值（$VOT$）：區分工作與非工作旅次，採用全要素工資法或意願調查法（SP）標定。
• 單位行車成本率與車輛營運成本（$VOC$）：各車種每車公里耗油、磨損成本。
• 統計生命價值（$VSL$）與事故單位成本：評估事故傷亡節省之經濟價值。
• 影子價格調整因子：扣除稅捐、公營事業補貼等純市場移轉性支付。

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二、 財務評估制度（檢視財務可行性）

1. 評估方法

採用現金流量折現法（Discounted Cash Flow, DCF）​與自償率分析：

• 自償率（Self-Financing Ratio, $SFR$）： $SFR = \frac{\text{營運期各年淨現金流入現值總和}}{\text{興建期工程建設費用現值總和}} = \frac{\sum_{t=1}^{T} \frac{R_t - O_t}{(1 + i)^t}}{\sum_{t=0}^{n} \frac{C_t}{(1 + i)^t}}$ (其中 $R_t$ 為各年收入，$O_t$ 為營運維護費用，$C_t$ 為建設投資成本，$i$ 為財務折現率)
• 財務淨現值（$NPV_F$）、財務內部報酬率（$FIRR$）​與還本期（Payback Period）。
• 債務償還比率（$DSCR$）：檢視每年可支配營運現金流入償還借款本息之能力。
• 判斷基準：自償率需符合交通部法定補助級距門檻，且地方政府配合款在其法定舉債額度（《公共債務法》）與財政承擔能力範圍之內。