108 高普考高考二級 交通技術 交通工程 考古題詳解

核心觀念 本題為交通工程中「交通安全分析與改善」的經典必考題型，涵蓋三個核心層次：

1. 易肇事地點改善程序（Hazard Elimination Program / Road Safety Improvement Process）：包含資料蒐集、篩選判定、現場調查診斷、原因分析、研擬對策、經濟評估與績效追蹤等標準化作業流程（依據交通部運輸研究所與公路安全手冊 HSM 之規範）。
2. 易肇事地點判定指標與公式：

• 肇事次數法（Accident Frequency）
• 肇事率法（Accident Rate）：
• 交叉路口：$R_{MEV} = \frac{A \times 10^6}{365 \times T \times V}$（次／百萬進入車輛數，MEV）
• 路段：$R_{HMVM} = \frac{A \times 10^8}{365 \times T \times V \times L}$（次／億車輛公里，HMVM）
• 統計品管法（Rate-Quality Control Method）：利用卜瓦松分佈臨界值檢定異常偏高地點： $R_c = R_a + k \sqrt{\frac{R_a}{m}} + \frac{1}{2m}$ 其中 $R_c$ 為臨界肇事率，$R_a$ 為同類群體平均肇事率，$k$ 為信賴水準統計係數（如 $95\%$ 信賴水準 $k=1.645$），$m$ 為百萬暴露量（MEV 或 HMVM）。
• 當量純財損肇事次數法（Equivalent Property Damage Only, EPDO）。

3. 肇事碰撞構圖（Collision Diagram）：以非等比例簡圖，利用標準化符號將過去特定期間（通常為 $1\sim 3$ 年）內發生的所有交通事故之行向、碰撞型態、嚴重度與環境特性，投射於交叉路口幾何底圖上，用以識別特定衝突模式。
4. 右轉車與直進車側撞衝突分析：在台灣車流特性中，此現象主要源自快車道右轉汽車與外側/慢車道直行機慢車之交織（Weaving Conflict），涉及車道配置、時相控制（Phase Design）、轉彎半徑與行車視距。涉及法規以命題當年（民國 108 年）之《道路交通安全規則》第 102 條（右轉應於距路口 $30\text{ m}$ 前換入外側車道）與《道路交通標誌標線號誌設置規則》為依據。

---

解題方法 本題為標準申論題，答題架構應採「總體作業流程 $\rightarrow$ 微觀診斷工具（碰撞構圖） $\rightarrow$ 個案實務問題分析與改善」層層遞進：

1. 易肇事程序：採系統工程架構，由宏觀到微觀依序陳述「七大標準步驟」（資料蒐集、評選判定、現場勘查、診斷分析、方案研擬、評估排序、事後追蹤）。
2. 碰撞構圖：分為「繪製程序」與「圖面內容」兩大項，強調資料來源（A1/A2 事故紀錄表）、圖形符號標準化（行向箭頭、碰撞符號）以及環境屬性加註。
3. 右轉與直行側撞個案：從「人（駕駛行為與視線死角）」、「車（內輪差、車種分流差異）」、「路（幾何與車道配置）」、「管（號誌時相與標線標誌）」四大面向剖析成因，並提出具體且具可行性的工程改善與交管方案（幾何槽化、時相分離、車道重新配置）。

---

選項分析 本題為高考二級申論題，非選擇題。作答時需將子問題分項列點，小標題層次分明，各子題配分比例建議依 $35\% : 35\% : 30\%$ 布局。

---

解題技巧

1. 流程題善用「結構化層級」：回答易肇事流程時，絕不能只列名詞，各步驟需標明「輸入資料」、「處理工具（公式）」與「產出成果」。
2. 碰撞構圖切忌與狀況圖（Condition Diagram）混淆：狀況圖繪製的是路口實體物理幾何、號誌、障礙物等靜態設施；碰撞構圖繪製的是「事故動態路徑與型態」。答題時明確點出兩者相輔相成，為高分關鍵。
3. 本土情境直指關鍵痛點：台灣市區路口的「右轉車與直行車側撞」，絕大多數是「右轉汽車與直行機車」的交織衝突，論述時務必點出「快慢分隔島開口不足」、「機車直行與汽車右轉衝突」、「未設右轉專用時相或早開時相」等本土特色，展現專業深度。

---

【答案】

一、易肇事地點判定與改善作業程序

易肇事地點（Hazardous Locations / Black Spots）之判定與改善，係提升道路安全之系統化工程，標準作業程序共分為七個主要步驟：

1. 肇事資料蒐集與建檔（Accident Data Collection）

• 蒐集警察機關登記之交通事故調查報告表（A1 類死亡、A2 類受傷、A3 類純財損），建立空間化（GIS）與屬性化（時間、天候、運具、型態）之交通事故資料庫。分析期程通常以過去連續 $1$ 至 $3$ 年為基準。

2. 易肇事地點界定與篩選（Hazard Location Identification & Screening） 利用客觀量化指標，從路網中篩選出潛在危險地點，常用方法包括：

• 肇事次數法（Accident Frequency Method）：設定門檻值，超過特定年肇事次數者列管。
• 肇事率法（Accident Rate Method）：考量交通暴露量，計算每百萬進入車輛（MEV，路口）或每億車輛公里（HMVM，路段）之肇事率。
• 當量純財損法（Equivalent Property Damage Only, EPDO）：依事故嚴重程度賦予權重（如死亡：受傷：財損 $= 9.5 : 3.5 : 1$ 或依運研所權重），突顯重大傷亡地點。
• 統計品管法（Rate-Quality Control Method）：以卜瓦松分佈推算群體臨界肇事率 $R_c$： $R_c = R_a + k \sqrt{\frac{R_a}{m}} + \frac{1}{2m}$ 凡實際肇事率 $R > R_c$ 且具統計顯著性異常者，即判定為易肇事地點。
• 經驗貝氏法（Empirical Bayes Method, EB 法）：校正回歸均數（Regression-to-the-Mean, RTM）偏誤，推估預期長期真實肇事風險。

3. 現場勘查與工程診斷（Site Investigation & Diagnosis）

• 調查路口幾何線形、車道配置、視距、鋪面磨擦係數及周邊土地使用。
• 繪製路況圖（Condition Diagram）​與肇事碰撞構圖（Collision Diagram）。
• 調查交通量、轉向交通流、行車速率及交通衝突（Traffic Conflict Technique, TCT）。

4. 肇事原因分析與問題釐清（Cause Analysis & Problem Identification）

• 交叉比對碰撞構圖，找出主要的碰撞類型（如追撞、側撞、交角撞、對向左轉撞等）。

核心觀念

本題為民國 108 年高考二級「交通工程」的經典名題，結合了車聯網（Connected Vehicles, CV）軌跡資料取樣機制與交通流理論之速率平均（時間平均 vs. 空間/距離平均），核心考點包括：

1. 基本等加速度運動學：

• 速度公式：$v(t) = v_0 + a t$
• 位移公式：$x(t) = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$
• 單位轉換：$1\ \text{m/s} = 3.6\ \text{km/h}$，故 $18\ \text{km/h} = 5\ \text{m/s}$。

2. 每單位時間傳回之速率平均值（時間基準平均速率，Time-based Mean Speed, $\bar{v}_t$）： 車輛以連續時間回傳點速率，即對時間 $t$ 進行連續取樣，其數學期望值為速度對時間之積分除以總時間： $\bar{v}_t = \frac{1}{T} \int_0^T v(t)\, dt = \frac{D}{T}$ （此值即為該趟行程之總位移除以總時間，即整體旅程平均速率）。
3. 每單位距離傳回之速率平均值（距離基準平均速率，Distance-based Mean Speed, $\bar{v}_d$）： 車輛以每單位距離（如每公尺）連續回傳點速率，即對空間位移 $x$ 進行連續取樣，其數學期望值為速度對距離之積分除以總距離： $\bar{v}_d = \frac{1}{D} \int_0^D v(x)\, dx$ 利用微積分變數變換 $dx = v(t)\, dt$，可轉換為對時間的積分： $\bar{v}_d = \frac{1}{D} \int_0^T [v(t)]^2\, dt$
4. 兩平均速率與時間變異數（$\sigma_t^2$）之理論關係： 華德洛普（Wardrop, 1952）在車流群體觀測中推導了時間平均速率與空間平均速率之關係（$\bar{v}_t = \bar{v}_s + \frac{\sigma_s^2}{\bar{v}_s}$）。然而，針對單一車輛軌跡抽樣時，權重機制恰好對偶：每單位距離抽樣時之權重與瞬時速率成正比（$dx = v\, dt$），因此距離平均速率必大於時間平均速率，其差值恰為每單位時間回傳速率之變異數除以時間平均速率： $\bar{v}_d - \bar{v}_t = \frac{\sigma_t^2}{\bar{v}_t}$

---

解題方法

基本參數整理與運動階段劃分

• 初速：$v_0 = 18\ \text{km/h} = \frac{18}{3.6}\ \text{m/s} = 5\ \text{m/s}$
• 第 1 階段（等速行駛）：
• 時間區間：$t \in [0, 10]\ \text{s}$，費時 $T_1 = 10\ \text{s}$
• 加速度：$a_1 = 0\ \text{m/s}^2$
• 速率：$v(t) = 5\ \text{m/s}$（恆定）
• 行駛距離：$D_1 = v_0 \times T_1 = 5 \times 10 = 50\ \text{m}$
• 第 2 階段（等加速行駛）：
• 時間區間：$t \in [10, 30]\ \text{s}$，費時 $T_2 = 20\ \text{s}$
• 加速度：$a_2 = 2\ \text{m/s}^2$
• 瞬時速率函數（令 $\tau = t - 10$）：$v(\tau) = 5 + 2\tau\ \text{m/s}\quad (0 \le \tau \le 20)$
• 行駛距離：$D_2 = 5 \times 20 + \frac{1}{2} \times 2 \times (20)^2 = 100 + 400 = 500\ \text{m}$
• 全程合計：
• 總時間：$T = T_1 + T_2 = 10 + 20 = 30\ \text{s}$
• 總距離：$D = D_1 + D_2 = 50 + 500 = 550\ \text{m}$

---

(1) 計算 30 秒之後的瞬時速率

在 $t = 30\ \text{s}$ 時，即等加速階段結束時（$\tau = 20\ \text{s}$）： $v(30) = v_0 + a_2 T_2 = 5 + 2 \times 20 = 45\ \text{m/s}$ 換算為公制車速單位（公里/小時）： $v(30) = 45 \times 3.6 = 162\ \text{km/h}$

---

(2) 計算以每單位時間傳回速率的平均值（$\bar{v}_t$）

每單位時間回傳速率，即為對時間取樣之算術平均值。依連續函數之平均值定義： $\bar{v}_t = \frac{1}{T} \int_0^T v(t)\, dt = \frac{\text{總行駛距離 } D}{\text{總行駛時間 } T}$ 帶入數值： $\bar{v}_t = \frac{550\ \text{m}}{30\ \text{s}} = \frac{55}{3}\ \text{m/s}$ 換算為公里/小時： $\bar{v}_t = \frac{55}{3} \times 3.6 = 55 \times 1.2 = 66\ \text{km/h}$

---

(3) 計算以每單位距離傳回速率的平均值（$\bar{v}_d$）

每單位距離回傳速率，即以行駛距離為基準的取樣平均值： $\bar{v}_d = \frac{1}{D} \int_0^D v(x)\, dx$ 由運動學關係 $dx = v(t)\, dt$，積分式可改寫為： $\bar{v}_d = \frac{1}{D} \int_0^T [v(t)]^2\, dt$

分段計算速度平方對時間的積分 $\int_0^T [v(t)]^2\, dt$：

1. 第 1 階段（$0 \le t \le 10$）： $\int_0^{10} (5)^2\, dt = 25 \times 10 = 250\ \text{m}^2/\text{s}$

2. 第 2 階段（$10 \le t \le 30$，令 $\tau = t - 10 \in [0, 20]$）： $\int_0^{20} (5 + 2\tau)^2\, d\tau = \int_0^{20} (25 + 20\tau + 4\tau^2)\, d\tau = \left[ 25\tau + 10\tau^2 + \frac{4}{3}\tau^3 \right]_0^{20}$ $= 25(20) + 10(400) + \frac{4}{3}(8000) = 500 + 4000 + \frac{32000}{3} = \frac{45500}{3}\ \text{m}^2/\text{s}$

3. 全程速度平方積分和：

核心觀念

本題旨在測驗考生對於我國交通部頒布之《公路智慧型運輸系統設計規範》（以命題當年民國 108 年之規範版本為準；現行相關技術規範與智慧運輸發展計畫持續滾動編修）中，有關​「先進交通管理服務」（ATMS）轄下「交通順暢服務」​之法定機能與工程功能需求之掌握度。

智慧型運輸系統（ITS）之「交通順暢服務」旨在透過即時監測、動態號誌控制、路網協調、專用車道調配及事件處置，達到降低行車延滯、消除瓶頸路段壅塞、提高既有道路容量利用效率（Throughput）之目標。答題核心聚焦於​「一般公路交通管理」、「市區道路交通管理」​與​「車道管理」​三大構面之具體功能要求。

---

解題方法

本題屬「法規標準與工程實務規範」之申論題型，答題切入點應採取​「系統工程構面展開法」：

1. 體系化分類：直接呼應題旨所提示之範圍，分為「一般公路管制要求」、「市區道路管理要求」、「車道管理要求」，並補充支撐交通順暢之「即時偵測與事件管理輔助機能」。
2. 層次化表述：每一項功能要求皆由「監測偵測 $\to$ 邏輯判斷與控制策略 $\to$ 現場端控制與資訊發布」之完整系統迴路進行鋪陳。
3. 專業術語精確化：精確使用規範定義之工程專有名詞，如適應性號誌控制、動態綠波帶、調撥車道（Reversible Lane）、車道管制號誌（LCS）、高乘載管制（HOV）與路網溢流防制等。

---

選項分析

本題為高考二級之申論題，非選擇題型，故無選項分析。在國考閱卷評分要點中，本題的得分關鍵在於能否精準列舉規範內載明之功能模組：

• 必備得分要點：市區幹道號誌連鎖協調、大眾運輸優先號誌、調撥車道與動態車道管制、路肩彈性開放運作條件。
• 常見失分陷阱：多數考生易誤將焦點全部放在「國道／高快速公路之匝道儀控」，而忽略題目明確點出之「一般公路」、「市區道路」及「車道管理」等特定領域要求。

---

解題技巧

1. 口訣記憶架構：「偵（狀況偵測與蒐集）$\to$ 控（幹道連鎖與適應號誌）$\to$ 管（調撥、高乘載與車道管制）$\to$ 導（替代路徑疏導與優先通行）」。
2. 邏輯串聯安全機制：凡論及「車道管理」（如調撥車道、動態路肩開放），務必加寫「安全聯鎖（Interlocking）機制」與「清空過渡期（Clearance Interval）」，此為閱卷委員評定考生是否具備實務工程素養的高分關鍵。

---

【答案】

依據交通部頒布之《公路智慧型運輸系統設計規範》，智慧型運輸系統之「交通順暢服務」旨在藉由先進監控、通訊與自動控制技術，維持路網運作穩定度並減緩交通壅塞。其具體功能要求如下：

一、一般公路之交通管理功能要求

1. 即時交通狀況監測與蒐集

• 應具備連續且即時蒐集車流率（$q$）、平均車速（$v$）、時間佔有率（Occupancy, $O$）及車型分類之功能。
• 具備影像即時監控（CCTV）及微波／紅外線／車牌辨識等複合偵測能力，作為壅塞研判與控制決策之依據。

2. 瓶頸與交織路段控制

• 針對爬坡道、匯流縮減路段及大型交叉路口，應具備動態調整速率管制（Variable Speed Limits, VSL）及車道導引之功能。
• 具備重大工程施工或特殊活動期間之動態容量調配與預警功能。

核心觀念

本題評量考生對交通部頒布之《公路路線設計規範》（橫斷面組成篇及線形設計篇）中「輔助車道」之法規定義、功能分類、幾何布設標準，以及「爬坡車道」設置時機與工程細節的掌握度。本題以命題當年（民國 108 年）法規為準（現行法規架構亦大致維持相同原則）。

涉及之核心規範與理論：

1. 輔助車道定義：依《公路路線設計規範》第 3.3 節規定，輔助車道係指緊鄰主線行車道旁增設之車道，供加減速、交織、爬坡、避讓、轉向或停車等特定運轉功能使用，目的在於減少非直行或不同速率車流對主線直行車流之干擾，以維護道路容量與行車安全。
2. 容量與服務水準理論：重車爬坡性能受重量／馬力比（Weight-to-Power Ratio）限制，於陡長坡道上會產生顯著速度降（Speed Reduction），導致主線車流空間縮減並形成瓶頸，故需增設爬坡車道隔離慢車。
3. 臨界坡長（Critical Length of Grade）與速度降準則：以重車速度降達到指定門檻（$15\text{ km/h}$）作為設置爬坡車道之重要依據。

---

解題方法

本題為高考二級之典型申論規範題，採「法規結構化條列法」作答，依題目所問切為三大子題依次開展：

1. 第一子題（定義）：引述規範正式定義，點出設置輔助車道之核心工程目的（維持主線容量與行車安全）。
2. 第二子題（種類與要求）：分類列舉常見之六大輔助車道類型（加速、減速、交織、爬坡、轉向儲車、避讓車道），並逐一歸納其長度、寬度、漸變率等幾何要求。
3. 第三子題（爬坡道時機與方式）：由「設置時機（交通量、坡度／長度、速度降）」與「設置方式（位置、寬度、起訖點延伸、漸變段、視距）」兩大構面完整列示。

---

選項分析

本題為高考二級申論題，非選擇題。各子題評分爭點與核心要旨剖析如下：

• 子題一（何謂輔助車道）：考生若僅寫出「輔助主線行車的車道」會被判定空洞失分。必須明確指出「設置於主線車道外側（或特定斷面），供特定加減速、轉向、爬坡、避讓等功能，以減少對主線干擾」。
• 子題二（種類與設置要求）：
• 易漏答「交織車道」與「避讓道（Turnout）」。
• 設置要求不可僅寫「要有足夠長度」，應明確點出漸變段（Taper）、加減速運轉長度與主線等寬等標準。
• 子題三（爬坡道設置時機及設置方式）：
• 「設置時機」需包含速度降指標（降低達 $15\text{ km/h}$）、道路服務水準降級或交通量門檻。
• 「設置方式」常犯錯誤為「起點太晚設、終點剛過坡頂就切回」。答題必須強調：起點需在速度大幅降低前以漸變段切入；終點需延伸至坡頂平緩路段、待重車車速恢復並具備充足停車視距時方能漸變匯入。

---

解題技巧

1. 關鍵數字記憶點：

• 爬坡道評估之重車降速門檻：$15\text{ km/h}$。
• 爬坡道與加速／減速車道寬度原則：以與主線行車道同寬為原則（特殊困難路段始得酌減，惟不得小於特定極限如 $3.0\text{ m}$）。

2. 答題版面配置技巧：

• 善用「一、（一）、1.、（1）」之階層化層次。
• 畫出縱剖面速度變化示意說明「臨界坡長」與「漸變段」，閱卷老師能在 10 秒內給予高分。

---

【答案】

一、輔助車道之定義

依據交通部頒布之《公路路線設計規範》（以命題當年民國 108 年規範為準）： 輔助車道（Auxiliary Lane）​係指設於主線行車道之外側或特定路段，用以供車輛加速、減速、交織、爬坡、轉向、避讓或停車等特定運作功能使用之車道。其工程目的在於抽離不同運行速率或具分合流意圖之車輛，減少其對主線直行連續車流之干擾，進而維持主線行車順暢、保持設計容量與提高交通安全。

---

二、輔助車道之種類及其設置要求

依規範規定，輔助車道主要包括下列數種，其設置要求分別如下：

1. 加速車道（Acceleration Lane）

• 功能：供由交流道匝道或次要道路匯入主線之車輛平順提速，尋找主線可穿插之間距（Gap）以完成匯流。
• 設置要求：
• 長度：長度須能使車輛從匝道設計速率平穩加速至主線運行速率（通常為主線設計速率之 $85\%$ 以上），包含加速段與端部匯流漸變段。