115 高普考普通考試 交通技術 交通工程概要 考古題詳解

115 年・高普考・普通考試・交通技術
試題代碼 交通工程概要

第 一 題25 分

都市地區的「停車問題」經常是造成道路交通壅塞與事故的元兇之一。交通工程上常將停車設施分為「路邊停車」與「路外停車」。

(一) 請從「道路通行能力(容量)」與「交通安全」兩個角度,比較路邊停車與路外停車對都市交通帶來的影響與優缺點。

(二) 為了改善都市交通,政府通常會採取「路邊停車路外化」的管理策略,請說明有哪些具體的手段或誘因可以引導民眾多使用路外停車場。

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核心觀念

本題考查都市停車管理中「路邊停車」與「路外停車」對道路運作及安全的影響,以及以管理手段引導停車需求由路邊移往路外的策略。

  • 路邊停車:車輛停放於道路範圍內,例如車道旁停車格或路側停車空間。
  • 路外停車:車輛停放於道路範圍外的停車場,例如公有、民營、建築附設或立體停車場。

比較時,可從兩條因果鏈切入:路邊停車如何占用或干擾道路空間,進而影響容量與安全;路外停車如何將停放及進出車流集中到道路外設施,減少沿道路停車的干擾。

解題方法

先比較兩種設施對通行空間與交通衝突的影響,再整理可改變駕駛人停車選擇的管理工具。答題時宜同時呈現路邊停車的便利性,以及其對主線交通造成的代價;引導路外停車則須兼顧價格、供給、便利性與執法。

(一)對道路容量與交通安全的影響

1. 道路通行能力(容量)

路邊停車

路邊停車直接使用道路路側空間。若停車格占用原可供車流使用的路幅,會縮減有效車道寬度,降低道路容量;即使設有專用停車格,車輛進出格位、臨停上下客、裝卸貨或違規停車,也可能干擾外側車道,造成車流減速、換道與排隊。路側停車密集或周轉頻繁時,干擾更明顯。

其優點是接近目的地,駕駛人停妥後步行距離較短,適合短時間停車、上下客及商業活動;路側空間也可彈性供裝卸貨或臨時需求使用。其缺點是停車需求直接與道路通行需求競用有限路幅,容易造成車速下降、容量折減及路段瓶頸。

路外停車

路外停車將停放空間移出道路主線,通常可減少路側車輛對車道寬度及連續車流的干擾,保留道路空間供通行使用。停車場出入口仍會產生轉入、轉出車流;若出入口位置不佳、車輛進出量集中或排隊回堵至道路,仍可能影響鄰近路段容量,因此須妥善配置出入口與內部排隊空間。

其優點是可集中供給較大量停車空間,並減少道路沿線搜尋車位與臨停干擾;缺點是設置土地與建設成本較高,且若距離目的地較遠或出入口動線不良,使用便利性會降低。

2. 交通安全

路邊停車

路邊停車會增加車輛與行人、騎士及主線車流的交織機會。車輛進出格位、開啟車門、上下客與裝卸貨,可能形成突發衝突;停放車輛也會遮蔽視距,使駕駛人較難看見行人、機車或路口來車。

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第 二 題25 分

公路容量分析中,常用「服務水準(Level of Service, LOS)」來評估一條道路的運作績效與用路人的舒適滿意程度。

(一) 請問我國公路容量手冊中,服務水準共分為哪幾個等級?請寫出其代號與各等級所代表的簡要交通狀況,如自由流、穩定流、壅塞流等。

(二) 現實中,原本設計良好的車道容量,常會因為某些「幾何設計」或「車流組成」的因素而導致容量下降。請列舉三個會降低公路容量的現實因素並說明其原因。

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核心觀念

服務水準(LOS)是描述道路在特定交通需求下,車流運作狀況與用路人感受的分級指標。公路容量分析常以需求流率與容量的比值 v/cv/c 評估壅塞程度;v/cv/c 越高,車流越接近道路容量,運作自由度越低。

我國《2022 年臺灣公路容量手冊》依道路設施類型採用不同的績效指標與評估方式,因此各級的判定門檻可能不同;作答本題時,掌握 A 至 F 級由自由、穩定逐步轉為壅塞的整體意義即可。

解題方法

第一小題依序說明 A 至 F 級的交通狀況,呈現車流由自由流、穩定流,進入接近容量、不穩定,最後壅塞的變化。

第二小題從道路幾何條件與車流組成兩個角度舉例,並說明它們如何影響車速、車間互動或車道可用通行能力。

(一)服務水準等級

等級交通狀況
A 級自由流。車輛有高度運作自由,容易換道、匯入及分出,彼此干擾很小。
B 級穩定流。駕駛人仍有相當自由,但開始受到其他車輛影響,須稍加留意。
C 級穩定流。車流互相影響增加,駕駛人須更留意,換道及其他運作開始受到限制。
D 級車流仍穩定,但速度下降、密度明顯增加,車輛運作受限。
E 級車流接近容量,車間可用間距很少;交通狀況稍有變化,就容易發生壅塞。
F 級不穩定壅塞流。車流可能走走停停、回堵,運作狀況變異大。
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第 三 題25 分

在都市路口的號誌設計中,行進方向綠燈結束後會先亮起「黃燈」,隨後變為紅燈;在其他任意方向綠燈開啟前,路口會有一段短暫的「全紅」時間。

(一) 請說明在號誌時制設計中,設置「黃燈」與「全紅時間」的主要交通安全目的各為何?

(二) 如果一個路口的黃燈時間設計得太短,會導致駕駛人在綠燈變黃燈時,陷入「停不下來,但也衝不過去」的進退兩難窘境。請寫出這個區域在交通工程上的名稱,並說明其定義。

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核心觀念

本題考查號誌轉換時段的交通安全功能。綠燈結束後的黃燈,是綠燈與紅燈之間的轉換警告;全紅時間則安排在某一方向紅燈開始後、其他方向綠燈開始前,作為路口淨空的緩衝時間。題目未涉及特定法條,重點在交通工程定義與安全目的。

解題方法

依序說明兩種時段各自處理的風險:

  • 黃燈時間:提醒駕駛人通行權即將終止,讓其有時間判斷並安全停車;若已接近路口、無法安全停下,則可繼續通過,避免急煞或突然加速造成事故。黃燈的設計須降低駕駛人面臨「停不下來、又不敢通過」的困境。
  • 全紅時間:在衝突方向開始放行前,留出短暫空檔,使前一時相尚未離開路口的車輛及行人有時間通過、讓路口淨空,降低交叉車流在路口內相撞的風險。

進退兩難區域的名稱與定義

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第 四 題25 分

在車流理論中,流率、平均速率與密度是描述車流巨觀特性的三大參數。

(一) 請寫出這三者間之基本關係式,並詳細論述時間平均與空間平均速率上有何不同?

(二) 當某一條重要幹道發生嚴重車禍,導致後方車輛完全停滯無法前進時,請問此時該路段的流率與平均速率分別會趨近於多少?請說明其物理理由。

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核心觀念

本題考查車流理論的三項巨觀參數:流率 qq、平均速率 uu 與密度 kk,以及時間平均速率和空間平均速率的定義差異。基本關係式為:

q=kuq = k u

其中,流率通常以「輛/小時」表示,密度以「輛/公里」表示,平均速率以「公里/小時」表示;三者單位相乘後相符。

解題方法

(一)流率、平均速率與密度的基本關係

流率 qq 是單位時間內通過道路某一固定截面的車輛數;密度 kk 是單位道路長度上的車輛數;平均速率 uu 則描述車輛的平均行進速度。

在同一車流狀態下,每小時通過某截面的車輛數,可視為每公里道路上的車輛數乘上車輛每小時行駛的公里數,因此:

q=kuq = k u

在這個公式中,uu 指的是空間平均速率。例如,若密度為 3030 輛/公里,空間平均速率為 6060 公里/小時,則流率為 1,8001{,}800 輛/小時。

(二)時間平均速率與空間平均速率

時間平均速率(time mean speed)是在道路某一固定點觀察一段時間內通過的車輛,將其速率作算術平均。若有 nn 輛車通過觀測點,速率分別為 v1,v2,…,vnv_1, v_2, \ldots, v_n,則:

vˉt=1n∑i=1nvi\bar{v}_t = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} v_i

空間平均速率(space mean speed)則是某一時刻觀察一段道路上的車輛,以車輛在該路段行駛的平均速率計算;在車輛通過相同路段長度的情形下,它等於各車速的調和平均:

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