108 高普考普通考試 交通技術 交通控制概要 考古題詳解

108 年・高普考・普通考試・交通技術
試題代碼 交通控制概要

第 一 題25 分

交通號誌控制常以延滯(delay)當成號誌控制的績效評估準則。假設在某路口停止線進行停等延滯(stopped delay)之調查,該路口之週期為 6060 秒。為了避免週期與調查時段的共振效應,本調查以每次 1313 秒記錄一次,調查 2626 個週期。

調查結果如下:

  • 在此期間總通過的車輛數為 398398 輛車。
  • 未受阻車輛為 152152 輛車。
  • 調查停等總車次為 517517 車次。
  • 因調查的停等延滯有高估之嫌疑,其調整參數約為 0.910.91。
  • 車輛因加減速造成的時間浪費約為 31%31\%。

請回答下列問題:

(一) 在此期間平均每輛車停等延滯為多少?平均每輛受阻車輛停等延滯為多少?(1515 分)

(二) 在此期間平均每輛車臨近路口延滯(approach delay)為多少?(1010 分)

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核心觀念

本題考停等延滯與臨近路口延滯的換算。停等延滯只計算車輛完全停止的時間;臨近路口延滯則包括車輛因路口控制而減速、停止及加速所耗費的時間。

調查每隔 1313 秒記錄一次,因此每次記錄代表一段 1313 秒的停等狀態。總調查時間為

T=26×13=338 秒T=26\times 13=338\text{ 秒}

週期為 6060 秒,題目說明採用 1313 秒間隔是為避免週期與調查時段共振;計算總調查時間時,仍以 2626 次記錄乘以每次 1313 秒。

解題方法

(一)平均每輛車及每輛受阻車輛停等延滯

停等總延滯以「停等車次 × 每次記錄代表時間」計算:

Ds=517×13=6,721 車秒D_s=517\times 13=6{,}721\text{ 車秒}

以調查期間通過的全部車輛 398398 輛為分母,平均每輛車停等延滯為

dˉs=6,721398=16.89 秒/車\bar d_s=\frac{6{,}721}{398} =16.89\text{ 秒/車}

未受阻車輛有 152152 輛,因此受阻車輛數為

Nb=398−152=246 輛N_b=398-152=246\text{ 輛}

平均每輛受阻車輛停等延滯為

dˉs,b=6,721246=27.32 秒/受阻車\bar d_{s,b}=\frac{6{,}721}{246} =27.32\text{ 秒/受阻車}

(二)平均每輛車臨近路口延滯

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第 二 題25 分

路口號誌因左轉車流量的因素,常會增設左轉專用時相。若單邊的左轉車流量因素,常會採取綠燈早開與遲閉的手段。

今有一路口為兩時相:

  • 一為東西向時相。
  • 一為南北向時相。

由於東向西的左轉車流無法在正常號燈下通過路口,所以交通工程師設計出綠燈遲閉的時段。

請畫出該路口的時相圖(Phase diagram)以及迴圈圖(Ring diagram)。(2525 分)

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核心觀念

本題考查單邊左轉專用時相的設計,以及如何以時相圖(Phase diagram)和迴圈圖(Ring diagram)呈現號誌運作。東向西左轉車流無法與對向直行車流同時安全通行,因此安排在東西向直行綠燈結束後,延長一段只有東向左轉車可通行的綠燈,這就是綠燈遲閉(通常稱左轉遲閉,或 lagging left-turn)。

遲閉的關鍵是:東向左轉車流先與東西向直行車流共用綠燈;直行綠燈結束後,再給東向左轉專用綠燈;之後才轉換至南北向時相。由於題目未提供各時段秒數,圖中以符號表示,重點是時序與衝突關係。

解題方法

先依題意確定兩個主要時相:東西向時相與南北向時相。東向左轉與對向西向直行衝突,因此在東西向時相末端安排左轉專用綠燈,並以全紅等清道時間隔開衝突時相。時序如下:

東西向直行及一般左轉共用綠→東向左轉專用綠→黃燈/全紅清道→南北向綠\text{東西向直行及一般左轉共用綠} \rightarrow \text{東向左轉專用綠} \rightarrow \text{黃燈/全紅清道} \rightarrow \text{南北向綠}

東向左轉專用綠結束後,東向左轉燈應轉為紅燈;東西向其他車流也維持紅燈,直到南北向時相清道完成並開始放行。

時相圖(Phase diagram)

下圖以時間由左向右表示。G 為綠燈、Y 為黃燈、R 為紅燈;全紅 為所有方向皆紅的清道時間。E左 表示東向左轉專用車流。

時間 ───────────────────────────────────────────────────────────────→

東西向直行及西向左轉 |────── G ──────| Y |──── R ────|──────── R ────────|
東向左轉(E左) |────── G ──────| Y |─── G ────| Y |── R ──────────|
南北向 |────── R ──────|────── R ──────|全紅|────── G ──────|
 ↑
 東向左轉專用綠(遲閉)
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第 三 題25 分

幹道號誌連鎖設計之目的是要達到車流續進與流量最大的效果。今有兩路口(S1S1、S2S2)距離約 500500 公尺,在速限 6060 公里/小時的情況下,除考慮 S1S1 路口的綠燈啟動延滯 4.64.6 秒,請問兩路口的時差(Intersection Offset)應該為多少才合理?(2525 分)

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核心觀念

幹道號誌連鎖的時差(Intersection Offset),是相鄰路口號誌週期中指定時點的時間差;本題以「下游路口 S2S2 綠燈開始時刻,減去上游路口 S1S1 綠燈開始時刻」表示。要使車流續進,S2S2 的綠燈應配合車輛自 S1S1 啟動後抵達的時刻。

車輛的行程時間為距離除以行駛速率。題目另給 S1S1 綠燈啟動延滯 4.64.6 秒,因此車輛抵達 S2S2 的時刻,須在 S1S1 綠燈開始後再加上這段延滯。

解題方法

先將速率換算為公尺/秒:

60 公里/小時=60×10003600=503 公尺/秒60\ \text{公里/小時} =60\times\frac{1000}{3600} =\frac{50}{3}\ \text{公尺/秒}

兩路口相距 500500 公尺,行駛時間為:

t=50050/3=30 秒t=\frac{500}{50/3}=30\ \text{秒}
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第 四 題25 分

高速公路因節慶造成容量難於負荷,常會對於匝道進行管制。若要採取匝道封閉的手段,在民意疏導同意下:

(一) 有哪些條件是被考慮的?(1515 分)

(二) 封閉的方式有哪些?(1010 分)

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核心觀念

匝道封閉是以禁止車輛由特定入口匝道進入高速公路,減少匯入主線的交通量,降低匯流干擾並維持主線車流運作。封閉會把原本使用該匝道的車流導向其他道路或交流道,因此規劃時須同時評估主線效益、替代路線承載能力及對地方交通的影響。

本題以節慶期間的入口匝道封閉為背景,作答重點是:封閉前要評估哪些條件,以及如何實際封閉匝道。

解題方法

可分成兩個層次作答:

  1. 先判斷是否適合封閉:檢視封閉能否改善主線壅塞,以及被導出的車流是否有可行的替代路線。
  2. 再說明封閉如何執行:從管制設施、現場人力及資訊告示等面向說明,並交代封閉時間與改道資訊。

(一)實施匝道封閉時應考慮的條件

  1. 主線交通狀況與封閉效益 確認節慶期間主線是否有明顯壅塞、車流是否已接近或超過道路容量,以及封閉該入口後能否有效降低主線交通量或匯流干擾。若封閉對主線改善有限,便不宜只為管制而封閉。

  2. 匝道交通量及使用需求 調查該匝道的流量、尖峰時段及主要使用者。若匝道流量大,封閉後被導出的車流也大,須預先評估替代道路和鄰近交流道能否承受。

  3. 替代路線是否可行 應有清楚、連續且易於辨識的替代路線,並評估替代道路的容量、路況、路口服務能力及行車安全。若改道後造成地方道路、鄰近交流道或市區路口嚴重回堵,封閉可能只是將壅塞移轉到其他地點。

  4. 對地方交通與居民的影響 評估封閉對沿線居民、通勤者、商業活動及地方道路交通的影響,並安排民意溝通、資訊宣導及必要的地方交通疏導措施。題目所述「民意疏導同意」是實施封閉的重要社會條件之一。

  5. 封閉的時段與範圍 封閉時間應配合預測車流的方向、尖峰時段及節慶疏運計畫;範圍則應以能達到交通管理目的為原則,避免封閉過久或影響不必要的交通需求。

  6. 交通安全與現場執行能力 封閉點須有足夠視距與安全的管制空間,避免車輛在匝道入口前急煞、迴轉或違規闖入;

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