111 地方特考四等 交通技術 交通工程概要 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生對「交通資料蒐集技術與特性量測（Traffic Data Collection and Characteristics Measurement）」的掌握程度。交通流具備時間與空間的動態特性，量測方式依據**空間範圍（時空域尺度，Time-Space Domain）及觀測視角（固定式截面 vs. 移動式探針）**之不同，所能獲取的交通流參數（巨觀與微觀）亦有所差異：

1. 基本交通流參數定義：

• 微觀參數：個別車輛之點速率（Spot Speed, $u_i$）、時間車頭間距（Time Headway, $h_t$）、空間車頭間距（Space Headway, $h_s$）、車身長度與軸距。
• 巨觀參數：交通量（Flow/Volume, $q$）、時間平均速率（Time Mean Speed, $u_t$）、空間平均速率（Space Mean Speed, $u_s$）、密度（Density, $k$）、時間佔有率（Time Occupancy, $O$）、區間旅行時間（Travel Time, $t$）。

2. 時空幾何尺度分類：

• 點（Point, 零維/單截面）：觀測通過單一斷面之事件。
• 短區間（Short Section, $<10\text{ m}$）：藉由微距雙截面時差推算通過瞬間之速度與車長。
• 長區間（Long Section, $>500\text{ m}$）：跨越路段起終點之截面比對，著重路段整體的行車時間與空間平均速率。
• 移動取樣（Moving Observer）：以測試車混入車流，藉由相對運動原理推算全流率與區間均速（依據 Wardrop-Charlesworth 公式）： $q = \frac{x + y}{t_a + t_w}, \quad \bar{t} = t_w - \frac{y}{q}$
• 軌跡追蹤（Probe/AVL）：利用連續定位技術獲取個別車輛之二維時空軌跡與加減速動態。

解題方法

本題為典型的申論比較題。答題切入點應分為兩大軸線：「可量得之交通資訊」（精確區分微觀與巨觀參數、瞬時與區間特性）與**「所需之量測設備」**（列舉主流感測元件與系統架構）。解題策略採「分項條列詳述」搭配「綜合比較一覽表」，既展現深厚的專業理論基礎，亦能使閱卷委員迅速掌握答案核心。

各量測方式深入解析

1. 定點（Point Measurement）

• 交通資訊：
• 交通量（Volume/Flow rate, $q$）：單位時間內通過該定點斷面的車輛數。
• 時間車頭間距（Time Headway, $h_t$）：相鄰兩車通過感應點之時間差。
• 時間佔有率（Time Occupancy, $O$）：特定時段內，車輛遮蔽感應點之累積時間比例（可用以推估道路服務水準與密度趨勢）。
• 車輛通過時刻（Timestamp）。
• 若採微波/都卜勒雷達，可直接測得單車瞬時點速率（Spot speed）；若採單線圈，則僅能由假設車長推估粗略速率。
• 量測設備：
• 單環道感應線圈（Single Inductive Loop Detector）。
• 氣壓管偵測器（Pneumatic Road Tubes，單管配置）。
• 磁電／主動式磁阻感測器（Magnetometer Sensors）。
• 壓電感應條（Piezoelectric Sensors，單條）。
• 超音波偵測器（Ultrasonic Detectors）、被動紅外線偵測器。
• 定點閉路電視攝影機（CCTV 虛擬線圈影像偵測系統）。

2. 量測範圍 10 公尺內（Short Section, $< 10\text{ m}$）

• 交通資訊：
• 精確點速率（Spot Speed, $u_i$）：車輛通過已知間距 $d$（如 $3 \sim 6\text{ m}$）之兩感應點所花費的時間差 $\Delta t$，即 $u_i = d / \Delta t$。
• 時間平均速率（Time Mean Speed, $u_t$）：通過該短區間所有車輛點速率之算術平均值。
• 車身長度（Vehicle Length）與軸距（Axle Spacing）：結合車速與感應遮蔽時間精確計算。
• 車種分類（Vehicle Classification）：依車長、軸數與軸距進行大客車、大貨車、小型車、機車之精確辨識。
• 行車方向判定（Direction of Travel）：依兩感應器觸發之先後順序判別。
• 量測設備：
• 雙環道感應線圈（Dual Loop Detectors / Speed Traps）。
• 雙壓電感應軸重計（Dual Piezoelectric Axle Sensors / Weigh-in-Motion, WIM）。
• 雙光電／雷射光幕感測器（Dual Infrared/Laser Beam Sensors）。
• 側掛式都卜勒雷達／微波雷達測速儀（Radar Speed Guns / LiDAR）。
• 高速短距影像偵測器（短距立體視覺雙鏡頭攝影機）。

3. 量測範圍大於 500 公尺（Long Section, $> 500\text{ m}$）

• 交通資訊：
• 區間旅行時間（Travel Time, $t$）：車輛通過長路段起點與終點之時間差。
• 空間平均速率（Space Mean Speed, $u_s$）：路段長度除以平均旅行時間，即 $u_s = L / \bar{t}$。
• 區間延滯（Delay）：實際旅行時間與自由流旅行時間之差額。
• 巨觀車流密度（Density, $k$）：利用路段出入量守恆（Input-Output Analysis）累積計算路段即時存車數後除以路段長度。
• 起迄矩陣資訊（OD Information）：特定截面間之車流路徑配對。
• 瓶頸與壅塞事件偵測（Incident/Bottleneck Identification）。
• 量測設備：

核心觀念

本題為國家考試交通工程之「人本交通與路口幾何設計」核心考點。主要考核考生對於市區道路路口幾何配置、行車視距改善、人車衝突管理及無障礙設計規範之理解與整合能力。 相關依據與工程基準如下（以命題當年民國 111 年規範為準）：

1. 內政部《市區道路及附屬工程設計標準》第 14 條及《市區道路及附屬工程設計規範》第十五章「行人及無障礙設施」。
2. 交通部與內政部會銜發布之《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 185 條（行人穿越道線繪設原則）。
3. 交通部《交通工程手冊》之路口視距、轉彎幾何與轉角緣石半徑（Curb Radius）章節。

現行法已於民國 113 年制定公布《行人交通安全設施條例》及其施行細則，將路口人行道擴大、行穿線退縮與庇護島設置法制化，但解題核心工程原理與民國 111 年命題標準完全相符。

解題方法

申論題型宜採「先點出核心工程機理，再按功能分項論述」之架構作答：

1. 第一部分（目的）：切入點為「人車視線關係」、「衝突點位移」及「交通流延滯控制」。論述行穿線退縮如何消除車輛 A 柱死角、正向面對行人、爭取煞停視距，並提供轉向車輛緩衝儲車空間。
2. 第二部分（設計注意條件）：從幾何尺寸、人行動線心理、無障礙設施、轉彎內輪差及交通管制配套五大構面切入，展現系統性設計思維。

解題技巧

1. 破除常見盲點：考生常僅回答「避免 A 柱擋到」與「讓車子看得到行人」，此類回答篇幅過短、缺乏專業術語。必須補充「車身轉正（車頭垂直行人）」、「轉向儲車緩衝區（降低直行車延滯與追撞）」等專業論點。
2. 拿分口訣記憶法：

• 目的：「消死角、正視線、足視距、留儲車、促減速」。
• 設計條件：「距適度、防繞行、島庇護、避輪差、配設施」。

3. 退縮距離之關鍵數值：行穿線退縮標準距離一般以「一輛小型車長度（約 $3\sim 5\text{ m}$ 或 $4\sim 6\text{ m}$）」為最適範圍，過長會導致行人違規切角穿越，過短則無儲車與消死角效果。

【答案】

一、行人穿越道退縮之目的

行人穿越道（以下簡稱行穿線）自路口緣石交點往路段方向適度退縮，其主要工程目的如下：

1. 消除車輛轉彎盲區（克服 A 柱死角遮蔽） 車輛在路口轉向時，駕駛人視線極易受車身兩側 A 柱阻擋。行穿線退縮後，轉向車輛通過彎道時已逐步完成轉向動作，駕駛人之視線由轉彎斜視轉為正向面對行穿線，有效消除 A 柱盲區。

2. 改善視線角度並提升駕駛人視距 退縮使轉彎車輛行進方向與行人穿越動線趨近正交（垂直），駕駛人可在正常坐姿正前方視野內清晰看見橫越之行人，大幅增加駕駛人辨識行人所需之反應與煞停視距。

核心觀念

本題旨在測驗交通號誌設計中兩大基礎時間要素：清道時間（Clearance Time） 與 最短綠燈時間（Minimum Green Time） 之計算與工程應用。

1. 清道時間（Clearance Time, $C_p$）： 依據美國交通工程師學會（ITE）規範與國內《道路交通標誌標線號誌設置規則》（以命題當年民國 111 年法規為準）之原理，清道時間係由「黃燈時間（Yellow Interval, $Y$）」與「全紅清道時間（All-Red Interval, $AR$）」組成：

• 黃燈時間（$Y$）：主要供駕駛人於黃燈亮起時，具備足夠距離安全煞停；若無法安全煞停，則能以等速越過停止線。 $Y = t + \frac{V}{2a}$ 其中 $t$ 為駕駛人知覺反應時間（一般取 $1.0\text{ s}$），$V$ 為進路行車速度（$\text{m/s}$），$a$ 為減速度（一般取舒適減速度 $3.05\text{ m/s}^2$）。另依《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 231 條規定，行車速度在時速 $50\text{ 公里}$ 以下者，黃燈時間為 $3\text{ 秒}$。
• 全紅清道時間（$AR$）：確保在黃燈結束瞬間越過停止線之車輛，能在橫交衝突向綠燈亮起前完全清空路口衝突區。 $AR = \frac{W + L}{V}$ 其中 $W$ 為路口寬度（即車流所穿越之橫交道路寬度），$L$ 為設計車輛長度（一般小客車標準取 $6\text{ m}$ 或 $5\text{ m}$），$V$ 為車行速率（$\text{m/s}$）。

2. 最短綠燈時間（Minimum Green Time, $G_{\min}$）： 在未給定各時相車流量與車隊排隊長度的幾何條件下，依《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 232 條及交通工程學界通說，號誌時相之最短綠燈時間須滿足行人安全穿越道路之時間需求（行人安全綠燈時間 $G_p$）。

• 行人穿越時間公式： $T_p = t_p + \frac{W_p}{V_p}$ 其中 $t_p$ 為行人起步與認知反應時間（法規標準取 $7\text{ 秒}$），$W_p$ 為行人行走穿越之道路寬度（即同向行人穿越橫交道路之寬度），$V_p$ 為行人步行速度（法規標準取 $1.0\text{ m/s}$）。
• 關於 $G_{\min}$ 之折算，實務與學理有兩種定義方式，本解均詳列計算：
• 定義一（純綠燈滿足）：綠燈時間完全涵蓋行人起步與穿越需求，$G_{\min} = T_p = 7 + \frac{W_p}{V_p}$。
• 定義二（綠燈加黃燈滿足）：行人穿越清道可利用黃燈清道時間，$G_{\min} = T_p - Y = 7 + \frac{W_p}{V_p} - Y$。

解題方法

一、基本參數換算與假設

• 行車速限：$V = 40\text{ km/h} = \frac{40}{3.6} \approx 11.11\text{ m/s}$。
• 反應時間：$t = 1.0\text{ 秒}$；減速度：$a = 3.05\text{ m/s}^2$。
• 車身長度：設標準車長 $L = 6\text{ 公尺}$（若取 $5\text{ 公尺}$ 亦列出輔助說明）。
• 行人參數：起步時間 $t_p = 7\text{ 秒}$，步行速度 $V_p = 1.0\text{ m/s}$。

二、清道時間（Clearance Time）計算

1. 黃燈時間（$Y$）：

• 依 ITE 學理公式： $Y = 1.0 + \frac{11.11}{2 \times 3.05} = 1.0 + 1.82 = 2.82\text{ 秒}$
• 依《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 231 條，速限 $\le 50\text{ km/h}$ 之黃燈時間規定為 $3\text{ 秒}$。
• 故南北向與東西向之黃燈時間均採定案值 $Y = 3\text{ 秒}$（計算值亦四捨五入為 $3\text{ 秒}$）。

2. 南北向時相之全紅時間（$AR_{NS}$）與清道時間（$C_{p, NS}$）：

• 南北向車流通行穿越的是東西向道路，橫交路寬 $W_{EW} = 18\text{ 公尺}$。
• 全紅時間： $AR_{NS} = \frac{W_{EW} + L}{V} = \frac{18 + 6}{11.11} = \frac{24}{11.11} \approx 2.16\text{ 秒}$ （若車長採 $L = 5\text{ m}$，則 $AR_{NS} = \frac{18 + 5}{11.11} \approx 2.07\text{ 秒}$；號誌控制器以整數秒設定時，無條件進位取 $3\text{ 秒}$ 或實務經驗取 $2\text{ 秒}$）

核心觀念

本題旨在測驗考生對於**基地開發交通影響評估（Traffic Impact Assessment, TIA）**之範疇界定能力。基地開發會產生額外的衍生交通需求，若評估範圍過小，將低估對周邊路網之衝擊；若範圍過大，則耗費調查資源且模糊改善焦點。

界定交通衝擊評估範圍的核心在於**「時空環境與交通量門檻之聯動界定」，主要依據空間範圍（地理與路網空間）與時間範圍（分析年期與分析時段）兩大維度，並擴及運具與設施評估範疇**。

本題以命題當年（民國 111 年）法規與中央／地方作業手冊為準（主要參照交通部《建築物交通影響評估準則》、各地方政府《基地開發交通影響評估審查作業要點》及交通工程學界通用規範）。現行實務法規架構亦維持此「空間、時間、衝擊門檻」三維度判定標準。

解題方法

回答本題應採取**「系統化三維架構法」**切入，由「空間範圍」、「時間範圍」至「設施與運具範疇」層層推進，並提出客觀量化的界定門檻：

一、 空間評估範圍（地理路網範圍）之界定

空間範圍主要依據基地衍生交通量之大小及其對周邊路網服務水準（LOS）之影響顯著性劃定，通常區分為兩層級：

1. 直接影響區（微觀範圍）：

• 基地周邊第一線路網：基地所有車輛出入口、人行出入口、裝卸車位進出動線，以及緊鄰基地之相鄰道路。
• 相鄰第一處路口：各出入口沿主要動線向外延伸之「第一個號誌化路口」或「重大無號誌化路口」。

2. 間接影響區（中觀／宏觀路網範圍）：

• 衍生交通量門檻比例準則：沿各主要聯外動線延伸，當「基地衍生交通量」佔該路段雙向容量（Capacity）達 $5\%$ 以上，或佔交叉路口某一進道轉向交通量達 $5\%$～$10\%$ 以上者，該路段及路口必須納入評估範圍。
• 路網服務水準劣化準則：因基地衍生交通量加入，導致路口或路段服務水準由 $\text{D}$ 級降至 $\text{E}$ 或 $\text{F}$ 級，或車流停等延滯（Delay）增量顯著者，該節點必須納入。
• 參考服務半徑法：實務上常依土地使用性質與衍生旅次規模輔以半徑界定（如一般住宅／辦公商重以基地中心半徑 $500\text{ m}$ 內；大型購物中心、物流中心或大型轉運站擴大至 $1\text{ km} \sim 2\text{ km}$ 範圍）。

二、 時間評估範圍（目標年期與尖峰時段）之界定

交通衝擊具有時間動態性，必須針對最不利狀況進行分析：

1. 分析年期（目標年）界定：

• 現況調查年（Base Year）：基地規劃興建前之現況背景交通狀態。
• 完工營運當年（Opening Year）：基地正式完工啟用並投入營運之年份。
• 設計目標年（Horizon / Design Year）：完工營運後達到穩定營運狀態之年份（通常為完工後 $3$ 至 $5$ 年），用以評估背景自然成長率與基地完全營運後之複合長期衝擊。

2. 分析尖峰時段界定：