110 高普考普通考試 交通技術 交通控制概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查路口增設行車管制號誌的法規依據與設置判斷。民意代表或里長的建議可以促使主管機關調查，但不能單憑建議即決定設置；應依道路交通條件與號誌設置標準評估，確認符合設置必要條件。

法規依據以命題當年（民國 110 年）法規為準：

• 《道路交通管理處罰條例》第 4 條第 3 項，授權交通部會同內政部訂定道路交通標誌、標線及號誌之設置規則。
• 《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 226 條，規定道路符合一定條件時，得設置行車管制號誌。

號誌的主要功能，是以交替變換的燈色訊號分配車輛與行人的通行權。設置時須判斷號誌是否能改善交通安全或運作；若不符合必要條件，仍可先考慮標誌、標線、視距改善或交通工程措施。

解題方法

作答可分成兩部分：先寫法源，再依《設置規則》第 226 條，將設置條件整理為交通量、行人需求、事故、道路連鎖與路網等面向。條文中的數值表格應依幹道與支道每向車道數等條件判讀，不宜只以單一方向的交通量或陳情內容判定。

依民國 110 年條文，得設置行車管制號誌的條件如下：

1. 八小時汽車交通量：市區交岔路口幹、支道交通量，在平均日中同時有八小時以上高於規定門檻。郊區路口得按表列門檻的百分之七十計算。
2. 四小時汽車交通量：幹、支道交通量在平均日中同時有四小時以上高於規定門檻；郊區路口同樣得按百分之七十計算。
3. 尖峰小時汽車交通量：平均日尖峰小時幹、支道交通量同時高於規定門檻；郊區路口得按百分之七十計算。
4. 行人穿越數：依路口或路段條件，檢核汽車交通量與行人穿越數是否同時達標；

核心觀念

本題考查號誌時制計畫的全日分時段設計，以及如何用現場資料確認最佳化結果能否安全、順暢地運作。車流需求會隨時段改變，因此不宜用同一套時制涵蓋全天；工程師須先辨識各時段的交通型態，再為各時段設計適當時制，並以現地運作結果驗證、修正。

題目未指定特定號誌最佳化軟體、公式或路口資料，以下依一般交通工程程序說明；本題不涉及特定法條。

（一）決定全日 24 小時最佳化時制計畫

1. 蒐集全日交通資料 依方向、車種及轉向調查各時段流量與到達情形，並記錄行人需求、車隊到達、排隊長度、延滯及路口幾何條件。資料應涵蓋平日及具代表性的特殊情形，避免只用單一尖峰資料代表全天。

2. 分析流量變化並劃分時段 將流量及到達型態相近的時段歸為同一時制，例如晨峰、離峰、昏峰及深夜時段。時段切換點應能反映需求型態的實際變化；若切得過細，會增加切換與管理複雜度，過粗則會使部分時段的配時不合需求。

3. 確認相位與安全限制 依各方向交通衝突、行人穿越需求及路口配置決定相位設計。黃燈、全紅等清道時間，以及行人綠燈與清道時間，須符合安全需求；這些時間是設計限制，不能為追求容量或縮短週期而任意壓縮。

4. 以各時段代表性需求進行最佳化 對每一時段分別輸入流量、車道配置、飽和流率、轉向比例、行人需求及安全限制，利用經驗公式或最佳化軟體求取週期、各相位綠燈時間、有效綠燈分配與時差。常見績效目標包括降低平均延滯、停車次數或排隊，並兼顧容量及幹道協調。

若採 Webster 週期公式作初步估算，常用形式為：

$C_0=\frac{1.5L+5}{1-Y}$

其中 $C_0$ 為理論最佳週期，$L$ 為每週期總損失時間，$Y$ 為各相位臨界車流比之和。此公式提供週期的初始估計，實際設計仍須受行人、安全、容量及現地條件限制。

5. 形成並檢查全日計畫 將各時段最佳化結果整理為時段表，檢查相鄰計畫切換時的安全性與操作可行性，並確認控制器設定、週期、相位順序、行人時間及幹道協調方式一致。必要時合併差異很小的時段，形成可管理的全日計畫。

（二）確認最佳化時制具有實務可行性

核心觀念

本題比較的是號誌時相設計如何改變路口的車流衝突與通行效率。以一般四岔路口為例，假設各進口道均有直行及左轉車流，且不設專用左轉保護時相：

• 簡單二時相：一組對向道路同時放行，另一組對向道路接續放行。兩組車流輪流通過。
• 輪放四時相：各進口道依序獲得通行時相，通常每個時相只放行一個方向的車流；左轉車流也可安排獨立通行。

「衝突點」是不同車流行進軌跡相交、交織或匯入的位置。衝突點越多，通常代表車流間需要處理的交互干擾越多，但不宜只憑衝突點數量直接推論事故件數。

本題屬號誌設計原理比較，無須引用特定法條或進行數值計算；以命題當年（民國 110 年）法規為準。

解題方法

先固定路口型態及車流假設，再比較兩種設計的「同時放行車流組合」：

1. 判斷哪些方向可以同時通行。
2. 檢視這些車流軌跡是否交叉、交織或匯入。
3. 比較時相數增加後，衝突隔離效果與綠燈時間分配、清道時間、等待時間之間的取捨。

衝突點與安全性分析

簡單二時相

以東西向與南北向各一時相為例，東西向放行時，東西向直行及轉向車流可能同時運行。若左轉沒有專用保護時相，左轉車輛須尋找對向直行車流的間隙，形成左轉與對向直行的交叉衝突；轉向車流也可能與行人或其他轉向車流交織。

因此，二時相的優點是同一時段可放行較多車流，但路口內需要同時處理的車流關係較複雜，衝突點通常較多，駕駛人須自行辨識可通行間隙。

輪放四時相

核心觀念

本題考查 Webster 延滯公式如何描述號誌化路口的平均控制延滯，以及如何以最小化延滯為目標，決定號誌週期與各相位的有效綠燈時間。

Webster 將每車平均控制延滯分成兩部分：

1. 均勻延滯：車流均勻到達，在紅燈期間等候所造成的延滯。
2. 隨機延滯：車輛到達與放行具有隨機性，加上交通需求接近容量時所造成的額外延滯。

單一車流方向的延滯常以每車秒表示，可寫成：

其中，常用的 Webster 近似式為：

符號意義如下：

• $C$：號誌週期長度（秒）
• $\lambda=g/C$：有效綠燈比
• $g$：該相位有效綠燈時間（秒）
• $q$：流率（車／秒）
• $c$：容量（車／秒）
• $x=q/c$：飽和度或流量容量比

不同教材對隨機延滯項的符號或修正式可能略有差異；本題重點在於延滯由均勻等候與隨機到達效應構成，並以其最小化作為號誌設計目標。

解題方法

先說明延滯的組成，再指出 Webster 的設計概念：在各相位流率與容量條件給定時，調整週期及綠燈分配，使各車流的加權平均延滯最小。不能只追求單一車流延滯最低，還須兼顧各車流的交通量與容量需求。

在 Webster 的常用週期設計公式中，令：

• $L$：每週期的總損失時間，包括起步損失及清道時間等；
• $Y=\sum_i y_i$：各相位臨界車流量比的總和，其中 $y_i=q_i/s_i$，$q_i$ 為第 $i$ 相位的臨界流率，$s_i$ 為其飽和流率。

使延滯較小的理想週期為：