109 高普考高考二級 交通技術 交通工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查交通工程中道路容量分析（Highway Capacity Analysis）與服務水準評估（Level of Service, LOS）的基礎核心概念，依據交通部《臺灣公路容量手冊》（以民國 109 年命題當時普遍採用之規範架構）及車流理論，重點涵蓋：

1. **$V$（交通量／流量率，Traffic Volume / Flow Rate）**之物理意義、分析時間區間與單位轉換。
2. **$C$（道路容量，Capacity）**之定義、理想基準與受道路幾何、車流、管制條件影響之折減特性。
3. **$V/C$ 比（容量利用率／飽和度，Degree of Saturation）**對車流運行狀態（穩定流、不穩定流、強制流）之指標意義。
4. $V$ 與 $C$ 之量測、推估與計算途徑：現場調查法（車流偵測技術與尖峰小時係數折算）、四階段需求預測法、公路容量手冊計算法（基準容量配合修正因子折減）及車流巨觀模型迴歸法。

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解題方法

本題為標準申論題，作答時切入點應分為兩大部分：

1. 名詞意義與物理本質闡述：

• 明確界定 $V$ 與 $C$ 的定義、時間基期（通常以 1 小時為準）與單位（小客車當量 $pcu/h$ 或車輛數 $veh/h$）。
• 補充說明 $V/C$ 比之界限意義（如 $V/C < 1.0$、$V/C \approx 1.0$、$V/C > 1.0$ 對應的擁塞與超飽和現象）。

2. 獲取途徑與推算方法說明：

• $V$ 的取得：區分「現況路段」的實地調查技術與轉換步驟（含尖峰小時係數 $PHF$ 與重車折算），以及「規劃階段」的交通需求模式預測。
• $C$ 的取得：區分「規範公式折算法」（依容量手冊之基準容量乘上各項修正因子）與「現場實測/經驗模型法」（瓶頸處排隊釋放流率觀測或車流 $q-k-u$ 曲線極值）。

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選項分析

本題為高考二級申論題，無選項分析。

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解題技巧

1. 單位陷阱：在計算 $V/C$ 比時，$V$ 與 $C$ 之時間範疇與計量單位必須絕對一致。若 $C$ 採用小客車當量（$pcu/h$），則 $V$ 亦須經重車折減轉換為 $pcu/h$；若分析以尖峰 15 分鐘為準，則 $V$ 需利用尖峰小時係數（$PHF$）調整為等效小時流率（$v$），避免以單純的小時累計輛數直接相比。
2. 區分路段型態：回答容量計算時，宜適度提示「連續性流路段」（如高速公路、快速道路）與「中斷性流路段」（如市區號誌化幹道）在容量獲取上的差異（中斷性流需考慮有效綠燈比 $\frac{g}{C}$）。
3. 條列結構化：將 $V$ 與 $C$ 的定義、得知方式分層條列，並給出具體修正公式，展現交通工程專業作答深度。

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【答案】

一、$V$ 與 $C$ 之意義

1. $V$（交通量／分析流率，Traffic Volume / Flow Rate）

• 意義：指在特定時間區間內，通過道路某一指定橫斷面或特定地點之實際或預測車輛總數。
• 分析特性：在進行服務水準評估與容量分析時，為反映尖峰時段內車流集中之最不利狀況，通常將尖峰小時交通量（$PHV$）透過尖峰小時係數（$PHF$）轉換為「尖峰 15 分鐘等效小時流率」（$v$），並經由小客車當量（$PCE$）修正為以小客車為基準之流量率（單位：$pcu/h$ 或 $pcphpl$）。

2. $C$（道路容量，Capacity）

• 意義：指在既定的道路幾何條件（如車道寬、側向淨距、縱坡）、車流條件（如車種組成、方向分佈）及交通管制條件（如速限、號誌時制）下，某一車道或路段於特定時間內（通常為 1 小時），合理期望所能通過之最大交通量或最大流率（單位：$pcu/h$ 或 $veh/h$）。
• 物理本質：容量為道路供給面（Supply）之上限能力，並非絕對不變的固定值，隨環境、天候與行車管制條件動態變化。

核心觀念

本題旨在測驗交通工程學中「人因工程（Human Factors）」於道路交通系統規劃與設計之核心架構與實務應用。道路系統由「人、車、路」三大要素構成，其中「人」（包含駕駛人與行人）為系統中的主要決策與控制者，其生理極限、心理特徵與認知行為直接決定系統的運作績效與安全水準。 考點主要涵蓋：

1. 駕駛人生理與心理特徵：視覺特性（視力、視野、明暗適應、防眩）、知覺反應時間（PRT，即 PIEV 過程：Perception 感知、Intellection/Identification 辨識、Emotion/Decision 決策、Volition 執行行動）。
2. 認知負荷與駕駛人期望（Driver Expectancy）：資訊處理瓶頸、正向導引（Positive Guidance）、先驗期望與即時期望。
3. 相關設計法規與規範標準：依命題當年（民國 109 年）之《交通工程規範》、《公路路線設計規範》及《道路交通標誌標線號誌設置規則》中對視距、標誌字高、照明、號誌變換間隔（黃燈與全紅）及行人步行速率之參數規定。

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解題方法

本題為經典的三段式申論問答題，架構必須精準對應題目的三問：「哪些人因（What）」、「如何考量（How）」與「應用狀況（Where & Application）」。解題切入點採用「人因特徵分類 $\rightarrow$ 轉化為工程設計參數 $\rightarrow$ 具體落實於路工、號誌、標誌與夜間照明」之邏輯鏈，層次分明、條理清晰，並輔以標準計算公式與設計準則說明，展現結構化之工程思維。

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選項分析

本題為高考二級之「申論題」，非選擇題或是非題，故無個別選項；考生應依評分要點以清晰條列與標題化方式作答。

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解題技巧

1. 答題結構三位一體：切勿將「哪些人因」、「如何考量」與「應用狀況」分開孤立論述。最佳寫法是建立對應關係，使閱卷委員能立即看到「生理/心理特性 $\rightarrow$ 設計量化方式 $\rightarrow$ 工程實務元件」。
2. 善用標準工程名詞與英文縮寫：如 PIEV 過程、PRT（Perception-Reaction Time）、SSD（Stopping Sight Distance）、DSD（Decision Sight Distance）、Dilemma Zone（兩難區/困境區）、Positive Guidance（正向導引）等。
3. 列出具體設計參數與公式：如停車視距公式 $d = 0.278 \cdot V \cdot t + \frac{V^2}{254 \cdot (f \pm G)}$、反應時間取值（常態取 $2.5\text{ s}$）、行人步行速率（標準取 $1.0\sim 1.2\text{ m/s}$）、辨識視距之字高換算比等，能有效提升答案的深度與專業度。

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【答案】

道路交通系統規劃與設計中，人因工程之核心在於「以人為本」，將人的生理限制與認知特性轉化為幾何設計與管制設施的臨界參數。茲就應考量之人因要素、考量方法及其工程應用狀況分述如下：

一、道路交通系統設計上必須考量之人因要素（哪些人因）

在道路系統中，駕駛人與行人的主要人因限制可分為四大範疇：

1. 視覺特性（Visual Characteristics）

• 靜態與動態視力：車速提高時，動態視力隨之下降，辨識目標物細節之能力衰退。
• 視野（Cone of Vision）：分為清楚視野（約 $3^\circ \sim 10^\circ$）、有效視野（約 $10^\circ \sim 20^\circ$）與周邊視野（靜態可達 $120^\circ \sim 180^\circ$）。車速愈快，駕駛人注視點愈遠，周邊視野急遽縮小（產生隧道效應）。
• 明暗適應（Light/Dark Adaptation）：瞳孔對光線劇烈變化的調適能力，其中由明入暗之「暗適應」所需時間遠長於由暗入明之「明適應」。
• 眩光反應與色覺：夜間對向車燈之眩光恢復時間；交通三原色（紅、黃、綠）之辨識敏銳度。

2. 知覺反應時間（Perception-Reaction Time, PRT） 駕駛人面對外在突發狀況至做出制動操作之過程，即 PIEV 歷程：

• P（Perception，感知）：眼睛感知環境中有危險或資訊出現。
• I（Intellection / Identification，辨識）：大腦理解該信號之意義。
• E（Emotion / Decision，決策）：評估可能採取的行動並決定反應（如煞車或轉向）。
• V（Volition，執行）：運動神經指揮肢體踏下煞車踏板或轉動方向盤。

3. 資訊處理能力與駕駛人期望（Information Processing & Expectancy）

• 短期記憶與認知負荷（Workload）：駕駛人單位時間內可吸收、處理之資訊量有限；資訊過量（Overload）易致遺漏，資訊過少（Underload）易致分心或疲勞。
• 駕駛人期望（Driver Expectancy）：包含「先驗期望」（基於長期駕駛習慣與常理）與「即時期望」（基於上游路段幾何特性）。違背期望的道路配置會急遽拉長反應時間甚至造成誤判。

核心觀念

本題旨在測驗「智慧型運輸系統（ITS）」與「交通控制」範疇中之**優先號誌控制（Signal Priority Control）**原理。主要涵蓋以下核心觀念與法源依據：

1. 優先號誌策略分類（Priority Strategies）：區分「被動優先（Passive Priority）」、「相對優先／條件優先（Active/Conditional Priority）」與「絕對優先／搶先控制（Preemption/Absolute Priority）」之控制哲學與層級差異。
2. 大眾運輸優先（TSP）與緊急車輛搶先（EVP）之本質差異：大眾運輸著眼於提升人均通行效率並兼顧橫向車流延滯；緊急車輛（警車、消防車、救護車）則涉及生命財產安全與黃金救援時效，具最高通行特權。
3. 號誌時制（Signal Timing）與時相（Phase）動態調派因應技術：包含綠燈延長、紅燈早啟（紅燈截短）、時相插入、時相跳躍、全紅鎖定等技術機制。
4. 安全防護底線：以命題當年（民國 109 年）法規為準，號誌切換時必須滿足《道路交通標誌標線號誌設置規則》之安全要求，即不得任意壓縮「行人穿越最短綠燈時間」、「黃燈時間」及「全紅清除時間（All-Red Clearance Interval）」，以杜絕直角碰撞（Right-angle collision）。

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解題方法

本題為典型結構性申論題，作答應採「總分結合、層次分明」之切入方式：

1. 第一子題（策略分類）：從系統對「既有車流運作之干預程度」由低至高切入，完整鋪陳被動優先、相對優先、絕對優先三大策略之定義與運作機制。
2. 第二子題（緊急車輛之適用性）：明確給出定論——適用「絕對優先（搶先號誌，Preemption）」，並從「時效急迫性」、「權利等級（Right-of-way）」與「衝突風險」論述其不可妥協之必然性。
3. 第三子題（時制與時相因應方式）：將號誌控制拆解為「時制因應（Timing Adjustments）」與「時相因應（Phase Alterations）」兩大主軸，分別條列動態調派機制，並補充「安全限制與復歸控制（Transition/Recovery）」，展現交通工程專業之嚴密性。

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選項分析

本題屬高考申論題型，無選擇題選項。針對評分指標與考生作答時之「子題核心要點」，進行拆解與正誤辨析如下：

• 子題一：優先程度分類
• 正確定位：應按「優先程度」嚴格區分為「被動優先」、「相對／條件優先」、「絕對優先（搶先控制）」。
• 常見失誤：誤將「偵測方式（定點式、連續式）」或「通訊技術（DSRC、GPS、5G）」當作優先策略層級分類，偏離交通工程學術定義。
• 子題二：緊急車輛適用策略
• 正確定位：必定為「絕對優先（搶先控制）」。
• 常見失誤：若回答「條件優先／相對優先」則屬嚴重錯誤。條件優先會因橫向交通壅塞或週期容量飽和而拒絕給予綠燈，完全不符合緊急出勤之法規法定特權與救災時效要求。
• 子題三：時制與時相之因應方式
• 正確定位：必須兼顧「通車方向放行」與「衝突方向清除」；時制面向著重於綠燈之增減（綠燈延長、紅燈早啟），時相面向著重於運作順序之抽換（時相插入、時相跳躍、全紅防護）。
• 常見失誤：僅寫「直接亮綠燈」，未提及「最短綠燈」、「黃燈及全紅清除」等安全機制，將在實務安全面被大幅扣分。

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解題技巧

1. 專有名詞精準對齊：在交通工程中，大眾運輸通常稱為「Priority（優先）」，而緊急車輛通常稱為「Preemption（搶先／強佔）」。答題時精準點出 Preemption，能顯著提升專業度。
2. 記憶口訣與結構框架：

• 優先三層級：「被動、相對、絕對」。
• 時制調派：「延綠、截紅」。
• 時相調派：「插相、跳相、鎖全紅」。

3. 安全防線不可遺漏：無論號誌如何強制變換，切記補充「行人閃爍清道時間」與「黃夾全紅」不可被強制截斷，此為交通控制工程師評分之關鍵防呆點。

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【答案】

一、優先號誌依優先程度之策略分類

優先號誌（Traffic Signal Priority, TSP）依對一般車流干預程度及排他性高低，主要可分為下列三種策略：

1. 被動優先（Passive Priority）：

• 定義：路口號誌不具備動態偵測優先車輛之功能，亦不對特定車輛進行即時時制變更。
• 運作機制：預先依據大眾運輸之營運班表、停靠站時間與平均運行速率，於離線（Offline）設計時制計畫時調整時差（Offset）以形成公車綠帶連鎖，或在特定時段配置較高的綠燈比（Green Split）。

核心觀念

本題旨在測驗考生對於「平面交岔路口交通管制階層（Hierarchy of Intersection Control）」與「交通號誌設置準則（Traffic Signal Warrants）」之核心學理與法定規範的掌握度。

1. 基本定義與管制本質：

• 非號誌化路口（Unsignalized Intersection）：包含無管制、讓路管制（Yield Control）、停讓管制（Two-Way Stop-Controlled, TWSC / All-Way Stop-Controlled, AWSC）及現代化圓環（Roundabout）。依賴法規優先權與駕駛人判斷通行時間間隙（Critical Gap）。
• 號誌化路口（Signalized Intersection）：利用交通號誌以「時間分離（Separation in Time）」方式分配路權，將不同方向相互衝突的車流（Conflict Points）隔離於不同時相中通過。

2. 法定依據：

• 本題涉及號誌設置標準，以命題當年（民國 109 年）法規為準，主要依據為《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 226 條「行車管制號誌設置條件」；現行法規該條文主體架構維持一致。

3. 工程決策原則： 交通號誌並非萬靈丹。號誌化雖能有效消除「直角碰撞（Right-angle Collisions）」與「轉向衝突」，但亦會帶來「追撞事故（Rear-end Collisions）增加」與「離峰時間不必要延滯」等負面效益。因此，路口號誌化決策必須基於工程調查數據（Warrants evaluation），而非僅憑民意陳情或單一偶發事故。

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解題方法

回答本題應採「由學理至法規、由正面需求至負面制約」的完整層次展開：

1. 宏觀工程構面（學理分析）：從交通量與延滯、交通安全與肇事型態、弱勢用路人需求、路網連鎖協調、幾何與視距條件等五大層面切入，展現交通工程理論的全面性。
2. 微觀法定準則（實務法規）：對接我國《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 226 條所明定的 9 款行車管制號誌設置條件，展現國家考試所需的法規熟悉度。
3. 衝擊評估與替代方案：說明號誌化的潛在副作用，論證「非號誌化管制優化」與「現代化圓環」等替代方案的評估必要性。

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選項分析

註：本題為申論題型，無選擇題選項；此處針對決策評估中「各級管制策略之適用性與辨析」進行對比分析：

• 無管制路口（Uncontrolled）：僅適用於極低交通量（如住宅區巷弄），依《道路交通安全規則》第 102 條右方車先行等通則運作。
• 停／讓管制（Yield / Stop Control）：適用於幹、支道交通量差異明顯且支道車流可利用幹道天然間隙穿入者。若支道視距不足或幹道車流過大導致支道延滯嚴重，始考慮升級。
• 全路口停讓管制（All-Way Stop Control, AWSC）：適用於相交兩道路交通量相近、車速均低，但肇事率偏高的路口。若進一步號誌化，可能反使總延滯增加。
• 現代化圓環（Modern Roundabout）：具有將衝突點自 32 個大幅降至 8 個之優勢，且能連續車流運作，在多數中小交通量路口為號誌化之極佳替代方案。
• 號誌化管制（Signal Control）：唯有在各項工程條件達到臨界門檻（Warrants）且其他低階管制手段無法滿足安全與容量需求時，方具設置正當性。

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解題技巧

1. 法規條件口訣記憶： 記憶《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 226 條的 9 大條件，可濃縮為口訣：「八、四、尖、行、校、系、肇、網、鐵」：

• 八小時汽車交通量
• 四小時汽車交通量
• 尖峰小時汽車交通量
• 行人交通量
• 學校出入口
• 幹道系統（進步性號誌系統）
• 肇事紀錄
• 道路路網
• 鐵路平交道附近

2. 常見陷阱與評分地雷：

• 陷阱一：只寫「車流量大、常發生車禍」等空泛形容詞。閱卷委員期待看到具體的工程量化指標（如 8 小時門檻、一年內 5 次以上可歸責肇事）及法規專有名詞。
• 陷阱二：忽略號誌化的負面效應。高分答卷必須點出「號誌化並不能減少所有事故，反而常使追撞增加」，凸顯專業思維。
• 陷阱三：漏掉弱勢用路人與路網連鎖。不可只考量機動車輛，行人穿越需求、鄰近號誌路網連鎖（Progression）亦為關鍵決定因子。

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【答案】