114 警察特考三等 交通警察人員類別交通組 交通統計與分析 考古題詳解

114 年・警察特考・三等・交通警察人員類別交通組
試題代碼 交通統計與分析

第 一 題25 分

某縣市為改善高齡者機車安全問題,發展二種交通安全教育方案。該縣市招募 100 位目前仍在騎機車的高齡者,將其隨機指派至此二種交通安全教育方案學習機車安全,並進行教學成效評估。

下表為教學後之教學成績敘述統計量(descriptive statistics)。請繪製盒型圖(Boxplot),並利用相關敘述統計量進行此二種交通安全教育方案之比較。

敘述統計量方案 1方案 2
最小值39.03.0
最大值98.085.0
平均數67.843.5
眾數42.042.0
第 1 四分位數48.029.0
中位數71.040.5
第 3 四分位數85.063.0
標準差19.320.4
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核心觀念

盒型圖用五數摘要呈現資料的位置與分散情形:最小值、第 1 四分位數 Q1Q_1、中位數、第 3 四分位數 Q3Q_3、最大值。盒子的範圍為 Q1Q_1 至 Q3Q_3,盒內線為中位數;盒子長度稱為四分位距:

IQR=Q3−Q1IQR=Q_3-Q_1

依常見的 1.5IQR1.5IQR 規則,低於 Q1−1.5IQRQ_1-1.5IQR 或高於 Q3+1.5IQRQ_3+1.5IQR 的觀測值判定為離群值;盒鬚延伸至非離群觀測值的最小值與最大值。

解題方法與盒型圖

先由表中 Q1Q_1、中位數、Q3Q_3 畫出盒子,再以最小值、最大值作為兩側盒鬚端點。以下為盒型圖示意,數值標示為準:

方案 1:39 ── [48 ─────────│71 ────── 85] ── 98
方案 2: 3 ── [29 ────│40.5 ───────── 63] ── 85
 │=中位數

方案 1 的四分位距為:

IQR1=85−48=37IQR_1=85-48=37

離群值界限為:

48−1.5(37)=−7.5,85+1.5(37)=140.548-1.5(37)=-7.5,\qquad 85+1.5(37)=140.5

最小值 3939 與最大值 9898 都在界限內,因此依此規則沒有離群值。

方案 2 的四分位距為:

IQR2=63−29=34IQR_2=63-29=34

離群值界限為:

29−1.5(34)=−22,63+1.5(34)=11429-1.5(34)=-22,\qquad 63+1.5(34)=114
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第 二 題25 分

某縣市不同年齡層的無照駕駛比率為:未滿 18 歲占比為 35%,18 歲至 64 歲占比為 35%,高齡者占比為 40%。性別部分,未滿 18 歲男性占比為 79%,18 歲至 64 歲男性占比為 61%,高齡者男性占比為 32%。

(此題原卷文字擷取不全,請參考原卷。)

18 歲、18 歲至 64 歲和至少 65 歲之機率為何?

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核心觀念

年齡層若互斥且涵蓋全部對象,各年齡層的機率總和必須等於 11,也就是 100%100\%。題目列出的未滿 1818 歲、1818 至 6464 歲及高齡者占比分別為 35%35\%、35%35\%、40%40\%,合計為 110%110\%,不符合機率分配的基本條件。

此外,題目最後的「18歲、18歲至64歲和至少65歲」類別重疊。以下依前文將第一組解讀為「未滿 1818 歲」,並假設三個占比是尚未標準化的權重。

解題方法

將三個權重除以其總和 110%110\%,使標準化後的機率總和為 11:

P(未滿18歲)=3535+35+40=722≈31.82%P(\text{未滿18歲})=\frac{35}{35+35+40} =\frac{7}{22}\approx31.82\% P(18至64歲)=3535+35+40=722≈31.82%P(18\text{至}64\text{歲})=\frac{35}{35+35+40} =\frac{7}{22}\approx31.82\%
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第 三 題25 分

某縣市欲了解民眾對 TPASS 通勤月票之購買價格的想法,設計問卷並調查訪問 1,000 位當地民眾。下表為問卷受訪者對不同 TPASS 月票價格之願意購買人數統計表。

TPASS 月票價格願意購買人數
1,000120
800150
600350
500500
300700
100800

該縣市欲了解願意購買人數與 TPASS 月票價格是否有關係,以上述資料建立迴歸模式,並得變異數分析表(ANOVA)之分析結果如下表所示。試完成下表之空白處,並說明該 ANOVA 表之檢定分析結果意義,顯著水準為 α=0.05\alpha=0.05。(10 分)

來源自由度(DF)平方和(SS)均方(MS)FF 值
模型(SSR)____380,189________
誤差(SSE)____15,145____
總計(SSTO)____395,333

該縣市建立迴歸模式了解願意購買人數與 TPASS 月票價格之關係,迴歸模式如下表所示。試計算 TPASS 月票價格之參數估計值,並說明其意義,顯著水準為 α=0.05\alpha=0.05。(10 分)

| 變數 | 參數估計值 | 標準誤差 | tt 值 | Pr⁡>∣t∣\Pr>|t| | |---|---:|---:|---:|---:| | 截距 | 900.312 | 52.648 | 17.10 | <.0001<.0001 | | TPASS 月票價格 | ____ | 0.084 | -10.02 | 0.0006 |

TPASS 月票價格若訂為 750 元,請計算願意購買人數。(5 分)

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核心觀念

本題考簡單線性迴歸的變異數分析(ANOVA)、斜率估計與迴歸式預測。以月票價格 xx 為自變數、願意購買人數 yy 為應變數,迴歸式為

y^=b0+b1x\hat y=b_0+b_1x

ANOVA 中,模型平方和與誤差平方和分別為 SSRSSR、SSESSE,總平方和為 SSTO=SSR+SSESSTO=SSR+SSE;模型均方為 MSR=SSR/DFRMSR=SSR/DF_R,誤差均方為 MSE=SSE/DFEMSE=SSE/DF_E,整體迴歸檢定統計量為 F=MSR/MSEF=MSR/MSE。

解題方法

共有 n=6n=6 組價格觀測值,且模型含截距與一個斜率參數,因此:

  • 模型自由度:DFR=1DF_R=1
  • 誤差自由度:DFE=n−2=4DF_E=n-2=4
  • 總自由度:DFT=n−1=5DF_T=n-1=5

模型均方為

MSR=SSRDFR=380,1891=380,189MSR=\frac{SSR}{DF_R}=\frac{380{,}189}{1}=380{,}189

誤差均方為

MSE=SSEDFE=15,1454=3,786.25MSE=\frac{SSE}{DF_E}=\frac{15{,}145}{4}=3{,}786.25

所以

F=MSRMSE=380,1893,786.25≈100.36F=\frac{MSR}{MSE} =\frac{380{,}189}{3{,}786.25} \approx100.36

平方和可驗算為 380,189+15,145=395,334380{,}189+15{,}145=395{,}334,與題目表列 SSTO=395,333SSTO=395{,}333 相差 11,屬表列數值的四捨五入或整數化差異;自由度及 FF 值仍依題列的 SSRSSR、SSESSE 計算。

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第 四 題25 分

兩個變數之皮爾森相關係數(rr)值為 0.2。請詳述是否代表此兩個變數間無關係?另請說明可進行哪些統計分析,以探討其關係。

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核心觀念

皮爾森積差相關係數 rr 衡量兩個數值變數之間線性關係的方向與強度,其值介於 −1-1 與 11 之間:

r=Cov⁡(X,Y)sXsYr=\frac{\operatorname{Cov}(X,Y)}{s_Xs_Y}

r>0r>0 表示線性正相關,r<0r<0 表示線性負相關;∣r∣|r| 越接近 11,線性關係越強;rr 接近 00,只表示線性關係較弱,不能據此判定兩變數完全無關。

本題 r=0.2r=0.2,表示樣本中兩變數呈現偏弱的正向線性關聯。這不代表兩者沒有關係,因為相關係數只反映線性關係,仍可能存在非線性關係;也可能有離群值、測量誤差或其他變數影響相關程度。相關亦不代表因果。

解題方法

先釐清 r=0.2r=0.2 的解讀範圍,再依研究目的選擇分析方法:

  1. 檢定線性相關是否顯著:若資料符合適用條件,可檢定母體相關係數 ρ\rho 是否為 00。常見假設為 H0:ρ=0H_0:\rho=0、H1:ρ≠0H_1:\rho\ne0。判斷須依樣本數、檢定結果及顯著水準,不能只看 rr 的數值。
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