111 高普考高考三級 交通技術 交通工程 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生在「智慧型運輸系統（ITS）」與「交通調查與分析」領域中，對於現代化**起迄交通量（Origin-Destination flows, 簡稱 O-D 交通量）**蒐集技術的掌握程度。

1. 起迄交通量（O-D flows）定義：指在特定時間區間內，由某一特定起點分區（Origin zone, $i$）出發，到達另一特定迄點分區（Destination zone, $j$）的旅次總量（$T_{ij}$），為路網交通指派、運輸走廊規劃與動態交通控制的核心基礎資料。
2. 傳統調查法之限制：傳統家戶訪問、路邊攔檢訪問、發放明信片問卷或人工號牌登記等方式，具備調查成本高昂、耗費龐大人力、樣本率低（通常低於 $5\%$）、時間不連續且具干擾車流風險等缺點。
3. 資料品質評估維度（良窳評估標準）：

• 樣本滲透率與代表性（Sample Penetration & Representativeness）：樣本占母體的比例，以及是否具備特定族群偏差。
• 空間解析度（Spatial Resolution）：定位精確度能否明確辨識至特定車道、斷面、交叉路口或僅能辨識至行政區/網格。
• 時間解析度與連續性（Temporal Resolution & Continuity）：資料更新頻率（秒級、分級、全天候連續觀測）與時效性。
• 起迄配對率與辨識準確率（Matching & Identification Accuracy）：車輛或載具通過不同觀測點時的唯一識別特徵比對成功率。
• 運具與旅次特性辨識能力（Mode Identification）：能否區分機車、小客車、大貨車、大客車或非機動運具。
• 隱私權去識別化門檻（Privacy & Anonymization）：個資保護對資料可用性之影響。

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解題方法

本題為經典的評析型申論題，答題架構應採「分類條列技術設備 $\rightarrow$ 依品質維度深入剖析優缺點 $\rightarrow$ 綜合比較彙整表」三層次展開：

1. 盤點國內現有技術與設備：扣合台灣交通實務現況，聚焦於五大主流技術：(1) 電子收費系統（ETC / eTag）、(2) 車牌自動辨識系統（ALPR / AVI）、(3) 藍牙／Wi-Fi 媒體存取控制位址比對技術（MAC Address Matching）、(4) 行動通訊信令大數據（Cellular Signaling Data）、(5) 車輛探測資料（GPS Probe Vehicle / FCD）。
2. 從資料品質良窳評析各技術優缺點：針對各項技術之資料擷取原理，從空間精度、時間精度、樣本率、車種辨識度、實務限制等品質良窳面向，給予精準對比。
3. 彙整比較：以系統化矩陣表格統整，利於閱卷委員快速掌握全貌。

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試題擬答

起迄（O-D）交通量為交通工程與運輸規劃中評估路網動態、推估路廊需求之核心輸入。現行國內實務已廣泛導入感測硬體、車聯網與電信大數據進行自動化推估。以下列舉國內現有主流技術設備，並從資料品質良窳評析其優缺點：

一、國內現有調查道路起迄交通量之技術與設備

1. 電子收費系統（ETC / RFID / eTag 門架系統）

• 硬體設備：路側專用無線通訊（DSRC）/ RFID 收費門架（天線與讀取器）、車載 eTag 標籤。
• 運作機制：利用超高頻（UHF）RFID 技術讀取通過門架之車輛 eTag 編號與時間戳記，比對相鄰門架即產生日間或各時段之區間與跨路段 O-D。

2. 車牌自動辨識系統（ALPR / AVI / AI 影像辨識設備）

• 硬體設備：高解析度路口攝影機（CCTV）、紅外線補光設備、邊緣運算辨識主機、中控影像分析伺服器。
• 運作機制：在特定斷面或交流道進出匝道擷取車輛影像，透過光學字元辨識（OCR）或深度學習神經網絡解算車牌號碼，跨站點比對相同車牌生成路網 O-D。

3. 藍牙／Wi-Fi 偵測器配對技術（Bluetooth / Wi-Fi MAC Address Matching）

• 硬體設備：路側藍牙／Wi-Fi 探測天線與微處理器單元（常附掛於路口號誌桿或路燈桿）。
• 運作機制：被動擷取車內駕駛或乘客開啟之智慧型行動裝置、車載娛樂系統之媒體存取控制位址（MAC Address），於下游斷面再次偵測該位址進行配對，推算行車路徑與 O-D。

4. 行動通訊信令資料（Cellular Signaling Data / 電信信令大數據）

• 硬體設備：電信營運商基地台收發機（BTS / gNodeB）、行動交換中心（MSC）、資料庫伺服器。
• 運作機制：記錄手機使用者在通話、簡訊、定期位置更新（Periodic Location Update）或基站換手（Handover）時產生之信令紀錄，運用三角定位或指紋演算法轉換為人流移動空間座標與 O-D 矩陣。

5. 車輛探測資料（GPS Probe Vehicle Data / 車隊管理系統 / FCD）

• 硬體設備：車載 GPS 定位器（OBU）、4G/5G 傳輸車機、計程車跳表整合系統、公車動態車機、智慧型手機導航 App。
• 運作機制：以特定頻率（如 $1 \sim 5$ 秒）記錄車輛即時經緯度、航向、速度等軌跡點（Breadcrumb trails），整合空間地圖匹配（Map Matching）重構路徑及起迄端點。

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二、由資料品質良窳分析各項技術之優缺點

各項技術因資料物理特徵與蒐集媒介不同，其資料品質呈現截然不同之特性：

1. 電子收費系統（ETC / eTag）

• 資料品質良窳：
• 良：樣本滲透率極高（台灣國道車輛 eTag 普及率達 $94\%$ 以上，幾近全樣本）；時間戳記為毫秒級，時間精確度極佳；車牌與門架識別正確率高達 $99.9\%$。
• 窳：空間涵蓋局限於國道主線及部分快速道路門架，無法追蹤進入市區平面道路後之微觀端點；且無法區分車內乘載人數（高承載資訊）。
• 優點：資料量龐大且連續、抗天候干擾強、能提供全天候且極度精確之快速路網斷面間 O-D。
• 缺點：路側建置成本極高、延伸至市區路網困難、涉及行車隱私權需進行嚴格去識別化雜湊（Hash）處理。

核心觀念

1. 道路容量（Roadway Capacity）定義： 依據交通工程學及《公路容量手冊》（Highway Capacity Manual, HCM）之定義，道路容量係指在特定的道路幾何條件、交通條件與交通管制條件下，在合理的時間區間（通常為 15 分鐘）內，車道或道路某一斷面所能合理期望通過小客車之最大流率（Maximum Rate of Flow），通常以 $pcph$（每小時小客車數）或 $pcphpl$（每車道每小時小客車數）為單位表示。

2. 基本容量與實際容量（或可能容量）之關係： 理想條件（或基準條件，Base Conditions）下之路段容量稱為「基準容量／基本容量」（$C_0$）。當路段實際狀況偏離理想條件時，需透過各項「折減因子（Adjustment Factors, $f_i$）」進行折減修正，其通用數學概念式為： $C = C_0 \times N \times \prod f_i$ 式中：

• $C$：路段實際容量。
• $C_0$：每車道之基準容量（如高速公路基本路段理想容量一般取 $2,000 \sim 2,400\ pcphpl$）。
• $N$：單向車道數。
• $f_i$：各項影響因素之調整折減係數（如車道寬度、側向淨寬、重車折減、號誌綠燈比等，數值通常 $\le 1.0$）。

3. 路段間容量差異之本質： 即使位於「同一條道路」，不同路段之幾何斷面設計、出入管制程度、重車組成比例、地形坡度變化及號誌與路側干擾皆不盡相同，導致各路段適用之調整因子不同，因而產生容量差異；整體道路之系統運作瓶頸，即由容量最小之瓶頸路段所決定。

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解題方法

本題屬於標準的交通工程系統性申論題。解題架構宜遵循《公路容量手冊》（HCM）之標準分類法，將影響因素劃分為道路條件（幾何與鋪面）、交通條件（車流特性）、管制與運作條件，以及環境與天候條件四大構面。

針對每一構面，作答應清楚交代：

1. 影響因素項目。
2. 對容量大小的具體影響方向與機制（增加、降低、如何造成摩擦阻力或行車頭距拉大）。

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影響因素與機制深入剖析

（本題為高考三級申論題，以下按 HCM 分析體系逐一剖析各項主要影響因素及其對容量大小之影響）

一、 道路條件（Roadway Conditions / Geometric Characteristics）

1. 車道寬度（Lane Width）：

• 基準條件：標準車道寬度通常為 $3.65\text{ m}$（$12\text{ ft}$）或 $3.5\text{ m}$。
• 對容量之影響：當車道寬度縮減時，駕駛人側向安全餘裕心理壓力增加，車輛橫向游移空間受限，迫使車距與跟車時距（Headway）拉大、行駛速率下降，導致容量顯著降低。

2. 側向淨寬與路肩寬度（Lateral Clearance / Shoulder Width）：

• 影響機制：指車道外緣至固定路側障礙物（如護欄、擋土牆、電線桿、橋墩）之無障礙距離（標準通常為側向淨寬 $\ge 1.8\text{ m}$ 或 $6\text{ ft}$）。
• 對容量之影響：若路肩過窄或側向障礙物過近，駕駛人會產生「縮幅效應（Shy Distance Phenomenon）」，產生避讓心理而偏離車道中心行駛，車流跟馳時距增加，降低路段容量。

3. 縱坡與縱坡長度（Grades and Grade Length）：

• 影響機制：包含上坡度（Upgrade）、下坡度（Downgrade）及坡長。
• 對容量之影響：
• 長陡上坡會嚴重降低大型重車之加減速與爬坡性能，拉大與前車間隙，阻礙後方車流，顯著降低上坡路段容量。
• 下坡路段雖重車無動力不足問題，但基於煞車安全性考量，車輛仍會拉大跟車時距，在極端長下坡亦會造成容量略微折減。

4. 平縱面線形與視距（Horizontal/Vertical Alignment and Sight Distance）：

• 對容量之影響：急彎、小曲率半徑、陡坡轉折處或超車視距受限之雙車道公路，駕駛人需降低自由流率行駛，車流通過斷面之飽和時距增大，降低路段容量。

5. 車道數與斷面漸變（Number of Lanes and Lane Drops）：

• 對容量之影響：路段車道數減少（如由 3 車道縮減為 2 車道之瓶頸路段）或匯流區（Merges）、交織區（Weaving Sections），車流因變換車道與插隊行為產生紊流摩擦，使有效容量急遽下降。

二、 交通條件（Traffic Conditions）

1. 重車比例與組成（Heavy Vehicle Percentage and Composition）：

• 影響機制：包含大貨車、聯結車、大客車及各型公共汽車。
• 對容量之影響：重車體積龐大佔用道路空間，且加減速與爬坡性能遠遜於一般小客車。在車流中每增加一輛重車，相當於佔據數輛小客車之空間與時間（即小客車當量 $E_T > 1.0$）。重車比例越高，重車調整因子 $f_{HV} = \frac{1}{1 + P_T(E_T - 1)}$ 越小，路段容量隨之大幅降低。

2. 機車混合流特性（Motorcycle Proportion，台灣本土顯著因素）：

• 對容量之影響：在台灣市區與郊區幹道，機車與汽車混流嚴重。機車具鑽縫、橫向擺盪及啟動迅速等特性。在低速時機車可填補車道餘裕空間，但車流中高混流比例會增加車道摩擦阻力與行車衝突點，破壞車流穩定性，進而降低車道實質通過容量。

3. 車流方向分佈（Directional Distribution）：

• 對容量之影響：在雙車道雙向公路（Two-Lane Highways）中，若方向分佈極端不均（如尖峰時段 70/30 或 80/20），主要方向用路人因對向車流密集而失去借道超車機會，形成車隊停滯現象，導致雙向總通行容量降低。

4. 車道利用率（Lane Utilization）：

• 對容量之影響：多車道公路中，用路人常因即將左轉、右轉或重車排擠效應，集中行駛特定車道，造成各車道利用率不均（如中線車道過載、外側車道閒置），導致路段未達各車道完全飽和狀態，路段整體實際總容量折減。

核心觀念

本題探討號誌化路口之「人車同向綠燈衝突」（Permissive Right-Turn Conflict）。在傳統兩時相或多時相號誌下，同向直行車與行人同時享有通行權，當右轉車輛欲轉入橫向道路時，易因車輛 A 柱視線死角、駕駛人未減速停讓、或行人在側後方無防備，導致撞擊行人之事故。

解決此問題的核心工程原則為**「時空隔離」（Spatial and Temporal Separation）與「速度管理與視距改善」（Speed Management and Sight Distance Improvement）**：

1. 時間分離（號誌工程）：透過時相重組，消除或減少行人與轉彎車輛在時間上的通行重疊。
2. 空間隔離與幾何導引（標線、槽化工程）：拉大行人穿越道與幹道轉角的距離、縮短行人穿越距離、迫使車輛以接近直角角度轉彎以降低轉彎速度並改善駕駛視角。
3. 資訊提供與警示（標誌工程）：提高駕駛人行經路口時對行人路權的注意力與警覺心。
4. 主動式防護與管制（高科技 ITS 方法）：利用動態感測、車聯網（V2X）與影像辨識技術進行即時預警或違規執法。

法規依據說明：本題評析以命題當年（民國 111 年）之《道路交通標誌標線號誌設置規則》及《市區道路及附屬工程設計標準》為基準。（現行法規已於民國 112 年後針對《道路交通管理處罰條例》全面提高未停讓行人罰鍰與違規記點點數，並於民國 113 年施行《行人交通安全設施條例》，全面推動行穿線退縮、人行道擴建與行人時相優化）。

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解題方法

本題為標準的申論型交通工程診斷與改善題，作答時切忌漫談宣導或執法，必須精準扣緊題目要求的「號誌」、「標誌」、「標線」與「高科技方法」四個技術構面，並採取「設施作法 $\rightarrow$ 改善原理與理由」之對應架構進行鋪陳：

1. 號誌設施：由衝突最嚴重的共用時相出發，提出「行人早開時相（LPI）」、「行人專用時相」及「右轉保護時相」。
2. 標線與幾何工程：以「行穿線退縮」為核心，搭配「轉角槽化／人行道外推」及「停止線退縮」。
3. 標誌設施：運用「行車管制標誌」與「動態/LED警示標誌」，強化轉彎車禮讓意識。
4. 高科技方法：提出「智慧型行人動態偵測警示系統（CMS/AI Camera）」、「車聯網 V2P 盲區警示」及「不停讓行人科技執法設備」。

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選項分析

本題為高考三級申論題，無選擇題選項；若就各類工程手段之技術特性、適用性與侷限性進行對比分析：

• 號誌時相完全分離（行人專用時相）：安全性最高，但會佔用路口總週期長度（Cycle Length, $C$），增加車流整體停等延滯（Delay），適用於行人量極高、轉向車流龐大之路口；若一般路口則宜優先採用「行人早開時相（LPI）」，在兼顧容量與安全間取得平衡。
• 空間退縮（行穿線退縮）：實體工程成效最持久，但需考量轉角人行道寬度、轉彎半徑與行車視距是否充足。
• 標誌改善：設置成本最低，但屬被動警示，對駕駛人行為改變有限，須搭配幾何與時相手段發揮綜合效益。
• 高科技執法與感測：執法見效最快，但初期設備與後續維護成本較高，宜設置於事故高發路口或學區周邊。

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解題技巧

1. 專有名詞精確化：務必寫出行人早開時相（Leading Pedestrian Interval, LPI）、行穿線退縮（Crosswalk Setback）、視線死角（Blind Spot）、視距三角形（Sight Triangle）等專業術語，展現交通工程專業素養。
2. 答題結構化：使用明確的大小標題，題目問四項（號誌、標誌、標線、高科技），答案就劃分四大項，不可遺漏任一部分。
3. 每項必附理由：每個具體措施之後，一定要加上「理由：……」，點出該設施如何克服「左後方視線死角」、「速度過快」或「路權重疊」。

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【答案】

針對號誌化路口綠燈期間行人遭左後方右轉車撞擊之問題，其交通工程設施改善對策與理由說明如下：

一、 號誌工程設施改善與理由

1. 設置行人早開時相（Leading Pedestrian Interval, LPI）

• 作法：在綠燈開始時，讓行人號誌先亮綠燈約 3 至 7 秒，隨後車行動向之圓形綠燈才亮起。

核心觀念

本題測驗「交通事件管理」（Traffic Incident Management, TIM）與「智慧型運輸系統」（ITS）在高速公路主線之整合應用。核心理論與規範依據包括：

1. 交通流瓶頸與震盪波理論（Shockwave Theory）：主線重大事故造成局部容量折減（Capacity Reduction），當到臨交通量大於殘餘容量時，將於瓶頸上游形成壅塞佇列並向上游傳播逆向震盪波，極易引發二次事故（Secondary Crashes）。
2. 交通控制目標：在「不全面封閉道路」前提下，透過空間分流、容量補償、車道導引、動態速限等手段，穩定流況、減緩回堵延滯，並確保救援車輛路權與現場作業安全。
3. 路側設施配置原理：路側設備（Field Devices）做為交控策略之「偵測感知」、「控制執行」與「資訊發布」媒介，須在事故點上游各功能區間（警示區、漸變區、緩衝區）具備連續性與可視性。

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解題方法

本題為經典申論題，作答切入點宜採「系統化分類法」與「空間分區架構」：

1. 交控措施層面：不可雜亂列舉，應自「微觀車道導引」至「巨觀路網分流」依序闡述，涵蓋：車道管制、可變速限、匝道調節、路肩開放及動態改道導引。
2. 路側設施層面：應與上述交控措施形成一對一或一對多的配套對應，區分為「監測設施」、「管制設施」、「資訊提供設施」與「實體防護設施」。
3. 答題架構配置：以「措施＋配套設施＋運作機制」三位一體進行對照鋪陳，結構清晰且展現工程實務深度。

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選項分析（申論題型解析）

本題為申論題，無單選選項。針對考生在各類控制措施之選用邏輯與辨析要點說明如下：

• 車道管制措施 vs. 路側設施：若僅提出「封閉車道」而未提出具體配套（如車道管制號誌 LCS、緩撞車 TMA），無法得完整分數；必須點出上游車道預告換道之漸變過程。
• 速度調控措施 vs. 路側設施：不能僅敘述「降低車速」，須點出「可變速限（VSL）」具有平抑上游衝擊波、縮減速差以防止追撞之交控功能。
• 匝道控制之界限：題目明定「尚不致於封閉道路」，因此匝道策略應以「嚴格儀控（Metering）」或「導引車流改道」為主，不宜直接全面封閉所有上游交流道，避免過度將衝擊外溢至地方道路。

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解題技巧

1. 作答口訣「偵、管、導、防」：

• 偵（即時掌握）：VD、CCTV、事件自動偵測（AID）。
• 管（主線與匝道管制）：LCS、VSL、RMS、開放路肩。
• 導（路網資訊導引）：CMS、警廣、動態導引牌面。
• 防（現場實體防護）：施工/事故防撞緩衝車（TMA）、導引標誌車、交通錐。

2. 版面配置技巧：在試卷上採用「措施名稱－實施機制－配套路側設施」對齊條列，閱卷老師能在 10 秒內掌握完整體系，極易取得高分。

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【答案】

高速公路主線發生重大事故但未全面封閉時，交控系統之核心策略在於「防止二次事故、維持殘餘容量、削弱回堵震盪波、引導路網分流」。具體交控措施與相關配套路側設施說明如下：

一、減緩事故衝擊之交控措施

1. 動態車道管制（Lane-Use Control）

• 措施內容：於事故點上游明確封閉受阻車道，引導車流提前進行「漸變換道」（Tapering Merge），禁止車流在事故點前緊急插隊，維持殘餘車道之平順流通。