114 高普考高考三級 交通技術 交通工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查駕駛人面對道路資訊或危險情況時，從「察覺」到「採取行動」所需的時間，以及設計者如何把這段時間納入道路幾何設計與號誌時制設計。

• 感知時間（perception time）：駕駛人看見刺激或狀況後，辨認並理解其意義所需的時間。例如看到前方有障礙物，並判斷它會影響行車安全。
• 反應時間（reaction time）：駕駛人理解狀況後，決定採取何種措施，並開始操作車輛所需的時間，例如移動腳部踩下煞車。
• 感知反應時間（perception-reaction time, PRT）：感知時間與反應時間的合計。道路設計上常以一個整體設計值估算，用來計算駕駛人在開始制動前仍會行駛的距離。

感知反應時間會受駕駛人年齡、注意力、疲勞、資訊複雜度、天候與能見度等因素影響。設計採用的時間值，是為了涵蓋大多數駕駛人的需求，並非每位駕駛人固定不變的生理時間。

解題方法

作答時先區分「感知」與「反應」兩個階段，再依設計目的分成兩類說明：

1. 道路設計：駕駛人發現危險後，車輛在反應期間仍繼續行駛；道路須提供足夠視距，使駕駛人能察覺、反應並完成停車。
2. 號誌設計：駕駛人遇到綠燈轉黃燈時，須有時間判斷是安全停車或繼續通過；黃燈轉換時間應納入適當的反應時間及車輛減速、穿越路口所需時間。

道路設計中的考慮方式

最典型的應用是停車視距（stopping sight distance, SSD）。其概念可表示為：

其中，$d_r$ 是駕駛人感知反應期間行駛的距離，$d_b$ 是煞車距離。平坡道路常用下式說明：

其中 $v$ 為車速、$t$ 為設計感知反應時間、$a$ 為減速度。第一項表示駕駛人察覺並開始操作前行駛的距離，第二項表示開始煞車至車輛停止所需的距離；坡度影響則須依坡度方向調整煞車距離。

核心觀念

道路平曲線上的車輛轉彎時會受到向外的離心作用。若路面維持水平，車輛須靠輪胎與路面的側向摩擦力抵抗此作用；在曲線外側路面抬高、內側降低，使路面向曲線內側傾斜，稱為超高。超高率 $e$ 是路面橫坡高差與水平寬度的比值，通常以百分比表示。

設置超高的目的，是讓路面坡度提供部分向心力，減少輪胎所需承受的側向摩擦力，改善車輛行駛的穩定性與乘坐舒適性，並降低側滑、翻覆及車道外偏的風險。適當的路面傾斜也有助於排除路面積水。

解題方法與公式

本題重點是說明超高的力學原理，並由車輛轉彎的向心力平衡式求得超高率。令：

• $V$：車速，單位為公里／小時；
• $R$：平曲線半徑，單位為公尺；
• $e$：超高率，以小數表示；
• $f$：輪胎與路面間提供的側向摩擦係數。

車輛轉彎所需的向心加速度為 $v^2/R$。在小坡度條件下，路面超高與側向摩擦共同提供向心作用，因此：

其中 $v$ 為公尺／秒，$g$ 為重力加速度。由於 $v=V/3.6$，代入後可寫成：

因此，若已知設計速率、曲線半徑，並選定容許側向摩擦係數，所需超高率為：

若 $e$ 以百分比表示，則：

核心觀念

交通調整控制（traffic-adjusted control，亦稱交通適應控制）是依據道路上實際觀測到的交通狀況，適時調整號誌控制方式或時制計畫，使控制能配合交通需求變化的控制方法。其核心是「交通狀況改變，控制隨之調整」，不同於事先設定時段與固定時制、到時即切換的定時控制。

交通狀況可由車輛偵測器、交通量調查或其他即時資料取得，常用指標包括交通量、占有率、車速、排隊長度及延滯等。控制目標通常是減少延滯與停車、降低排隊或提高路網通行效率，同時仍須遵守行人清道時間、黃燈與全紅時間等安全限制。

解題方法與作法

作答時可依「蒐集資料 → 判別狀況 → 調整控制 → 持續回饋」說明：

1. 蒐集交通資料 在路口或路段設置偵測器，取得各方向或各車道的車流資訊；亦可由交通控制中心彙整多個路口的資料。

2. 判別需求與選擇控制策略 控制器依偵測資料判斷交通量、排隊或車流型態，選擇適合的控制方式或時制計畫。例如尖峰方向需求增加時，延長其有效綠燈時間；次要方向需求降低時，縮短其服務時間。

3. 調整號誌參數 可調整的項目包括週期長度、各相位綠燈時間（分配率）、時差，以及相位服務順序或相位是否啟動。調整可在單一路口進行，也可由區域控制系統協調多個路口，使幹道車流維持較連續的通行。

核心觀念

非號誌化路口沒有號誌分配通行時間，支道車輛或轉向車輛須觀察幹道車流中的可接受車距，待有足夠空隙時通過或匯入。因此，路口運轉績效與主要車流的衝突程度、次要車流的需求量及可利用車距有關。

「保留容量」（$C_R$）是車道的實際容量扣除需求流率後，尚可供額外交通使用的容量，公式為：

其中：

• $C_R$：保留容量，單位為小客車／小時。
• $C_{SH}$：車道實際容量，單位為小客車／小時。
• $V$：該車道需求流率，單位為小客車／小時。

保留容量愈大，表示需求相對於可用容量愈低，次要車流通常愈容易找到可接受車距；保留容量接近零，表示容量幾乎用盡；保留容量小於零，則表示需求已超過容量。

解題方法

評估時依路口各車道分別分析，主要步驟如下：

1. 確認車流控制與優先關係：辨認幹道、支道及各轉向車流，判定各車流的優先順序，以及支道車輛須穿越或匯入的衝突車流。
2. 整理交通需求：取得各方向及轉向的交通量，並依手冊規定轉換為小客車當量流率。共用車道有多種轉向時，須一併考量各轉向需求及其容量。
3. 估算車道容量：依車距接受理論，使用臨界車距、跟隨時間及衝突交通量等資料，估算各車流容量；再依路口幾何、車道使用、停車或其他干擾因素等條件調整，求得車道實際容量 $C_{SH}$。
4. 計算保留容量：以各車道的實際容量減去該車道需求流率，得到 $C_R=C_{SH}-V$。