114 專技高考高等考試 都市計畫技師 都市交通計畫 考古題詳解

114 年・專技高考・高等考試・都市計畫技師
試題代碼 都市交通計畫

第 一 題20 分

請詳述旅次分布之計算公式,以及交通分區之劃定原則。

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核心觀念

旅次分布是運輸需求預測「旅次發生、旅次分布、運具分配、交通量指派」四階段模式的第二階段。旅次發生估計各交通分區產生多少旅次、吸引多少旅次;旅次分布則進一步估計各起點分區至各迄點分區的旅次數,形成起迄旅次表(OD 表)。

旅次分布的核心是:分區間旅次量受起點的旅次產生量、迄點的旅次吸引量,以及兩區間旅行阻抗影響。常見方法包括成長因子法、重力模式及機會模式;實務與考題最常要求說明重力模式,並可補充其校正形式。

解題方法:旅次分布公式

一、重力模式

重力模式仿照萬有引力概念,假設兩區間旅次量與起點產生量、迄點吸引量成正比,與旅行阻抗成反向關係。一般雙重限制式可寫為:

Tij=aibjPiAjf(cij)T_{ij}=a_i b_j P_i A_j f(c_{ij})

其中:

  • TijT_{ij}:由交通分區 ii 至交通分區 jj 的旅次數。
  • PiP_i:分區 ii 的旅次產生量。
  • AjA_j:分區 jj 的旅次吸引量。
  • cijc_{ij}:分區 ii 至 jj 的旅行阻抗,常以旅行時間、距離或廣義成本表示。
  • f(cij)f(c_{ij}):阻抗函數,又稱摩擦因子;旅行阻抗愈大,函數值通常愈小。
  • ai、bja_i、b_j:平衡因子,用來使計算結果符合各分區的產生量與吸引量限制。

常見的阻抗函數形式例如:

f(cij)=e−βcijf(c_{ij})=e^{-\beta c_{ij}}

或

f(cij)=cij−βf(c_{ij})=c_{ij}^{-\beta}

其中 β\beta 為校估參數,反映旅客對旅行阻抗的敏感程度。實際形式應依旅次目的與觀察資料校估。

若以單一限制表示,重力模式亦可寫成:

Tij=PiAjf(cij)∑jAjf(cij)T_{ij}=P_i \frac{A_j f(c_{ij})} {\sum_j A_j f(c_{ij})}

此式先依各迄點的吸引量與阻抗函數計算相對權重,再將起點 ii 的旅次產生量依權重分配至各迄點。它滿足列總和限制:

∑jTij=Pi\sum_j T_{ij}=P_i

雙重限制式則同時符合起點產生量與迄點吸引量:

∑jTij=Pi,∑iTij=Aj\sum_j T_{ij}=P_i,\qquad \sum_i T_{ij}=A_j

二、成長因子法與 Furness 法

若已有基年 OD 表,且未來分區產生量、吸引量已知,可用成長因子法調整基年旅次。單一成長因子法把基年各格旅次乘上相同成長因子;Furness 法則以列、欄交替調整,使 OD 表逐步符合未來的列總量與欄總量。

以基年旅次量 Tij(0)T_{ij}^{(0)} 為起始值,列調整因子與欄調整因子分別為:

ri=Pi∑jTij,sj=Aj∑iTijr_i=\frac{P_i}{\sum_j T_{ij}},\qquad s_j=\frac{A_j}{\sum_i T_{ij}}
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第 二 題20 分

試申論運具分布之計算方法,以及資料蒐集之內容。

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核心觀念

運具分布(亦稱運具分配、運具選擇,mode split)是四階段交通需求預測的第三階段:將旅次分布所得的各起迄區間總旅次,依旅次目的、可用運具及各運具服務條件,分配至私人運具、大眾運輸、步行、自行車等運具。計算結果通常以人旅次表示,並可換算為各運具的旅次量及運具占比。

若以 TijpT_{ij}^{p} 表示目的 pp、起點區 ii 至迄點區 jj 的總人旅次,sijmps_{ijm}^{p} 表示該旅次採用運具 mm 的比例,則:

Tijmp=Tijpsijmp,∑msijmp=1T_{ijm}^{p}=T_{ij}^{p}s_{ijm}^{p}, \qquad \sum_{m}s_{ijm}^{p}=1

運具分布的關鍵,是估計各運具的選擇比例 sijmps_{ijm}^{p}。影響選擇的因素包括旅客特性、旅次特性、運具服務水準、運輸網絡及土地使用條件。

解題方法

可依「整理旅次母體—描述運具選擇—估計選擇比例—推估各運具旅次—檢核」作答。實務上常用的方法有以下幾類:

1. 成長率法或趨勢延伸法

依基年各運具旅次比例,配合人口、車輛持有、所得、運輸服務等因素,推估未來運具分布。方法簡便,適合交通條件變化不大、資料有限的初步推估;但若未來新增捷運、道路或採取重大運輸政策,單純延伸既有比例不易反映旅客轉換運具的反應。

2. 分組法或交叉分類法

先依旅次目的、家庭所得、汽車持有、居住地或旅次距離等變數分組,再從調查資料計算各組的運具使用比例。將預測年各組旅次數乘以相應比例,並加總為各運具旅次量。

例如,以家庭汽車持有數及所得分層,若某一組的預測旅次為 TgT_g,調查所得該組使用運具 mm 的比例為 sgms_{gm},則該組分配至運具 mm 的旅次為:

Tgm=TgsgmT_{gm}=T_gs_{gm}

此法能呈現不同旅客群體的行為差異,但分組過細會使樣本不足,且推估時須掌握各組未來人口或旅次量。

3. 集計運具分布模型

以交通分區或起迄區對為單位,利用區域層級資料建立運具分布關係,解釋變數可包括各區人口、所得、汽車持有率及各運具旅行時間、費用等。模型估得各區間的運具比例後,再乘以區間總人旅次,求得各運具旅次量。

集計模型易與分區交通需求預測銜接,但區域平均關係未必能代表個別旅客行為,解讀時須留意集計偏誤。

4. 個體選擇模型:羅吉特模式

現代運具分布常以隨機效用理論建立離散選擇模式。假設旅客對各可選運具 mm 的效用為 UmU_m,效用由可觀察的系統效用 VmV_m 與隨機項構成。多項羅吉特模式下,選擇運具 mm 的機率為:

Pm=exp⁡(Vm)∑k∈Cexp⁡(Vk)P_m=\frac{\exp(V_m)}{\sum_{k\in C}\exp(V_k)}

其中 CC 是旅客可選的運具集合。系統效用可設為旅行時間、旅行費用、候車時間、轉乘次數、停車成本及旅客屬性等變數的函數,例如:

Vm=β0m+β1mtm+β2mcm+β3mxV_m=\beta_{0m}+\beta_{1m}t_m+\beta_{2m}c_m+\beta_{3m}x

tmt_m 為運具 mm 的旅行時間,cmc_m 為旅行費用,xx 可代表所得、汽車持有或旅次目的等旅客與旅次特性;β\beta 係數由調查資料估計。將預測年各運具的服務水準代入模式,求得 PmP_m,再計算:

Tm=TPmT_m=T P_m
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第 三 題20 分

請說明路網指派的兩種方式,以及適用之分析情況。

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核心觀念

路網指派是將起迄點間的旅次量配置到道路網路的各路段,據以推估路段交通量、旅行時間與壅塞情形。本題所稱「兩種方式」,通常指 全有全無指派與容量限制指派;兩者主要差異在於是否考慮路段交通量增加後,旅行時間隨之變化。

解題方法

一、全有全無指派(All-or-Nothing Assignment)

先以自由車流速度或既定的路段成本,找出每一組起迄點間的最短路徑,再將該起迄點的全部旅次量配置到這條路徑上。

若起迄點 rr 至 ss 的旅次量為 qrsq_{rs},其最短路徑為 PrsP_{rs},則路段 aa 的指派流量可表示為:

va=∑r,sqrs δa,rsv_a=\sum_{r,s} q_{rs}\,\delta_{a,rs}

其中,若路段 aa 位於 rr 至 ss 的最短路徑上,δa,rs=1\delta_{a,rs}=1;否則為 00。

此法不隨指派後的流量更新路段旅行時間,也不反映壅塞造成的路徑改變。若有多條路徑成本相同,需依題目或分析設定採用一致的分配規則。

**適用情況:**路網壅塞輕微、路段旅行時間可視為固定,或進行初步分析、快速估算與基礎指派時。若路網壅塞明顯,單次全有全無指派容易高估部分最短路徑的流量,低估替代路徑的流量。

二、容量限制指派(Capacity-Restrained Assignment)

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第 四 題20 分

請詳述需求反應式公共運輸服務(Demand Responsive Transit Service, DRTS)之服務特性,舉例各縣市推動案例,遭遇之困難,以及未來展望。

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核心觀念

本題在考「需求反應式公共運輸服務」(Demand Responsive Transit Service, DRTS)的定義、服務設計、臺灣地方推動案例,以及營運困難與政策方向。作答重點是說明 DRTS 如何依需求調整服務,並指出它適合補足公共運輸路網末端的服務缺口。

DRTS 是介於固定路線、固定班次的傳統公車與個人運具之間的公共運輸服務。運具、行駛路線、站點或發車時間,可依乘客預約或實際需求調整。臺灣偏鄉常見形式包括「幸福巴士」及「幸福小黃」;服務可由鄉鎮小巴、計程車或在地團體提供,並依地方需求採固定班次、預約搭乘或彈性接送。

本題沒有要求特定法條或計算公式,應以服務規劃與營運分析為主。

解題方法

依「服務特性—地方案例—遭遇困難—未來展望」四段作答。先定義 DRTS,再從路線、班次、站點、預約與營運方式說明其彈性;接著以不同縣市的服務型態作例證;最後從需求、財務、人力、治理及使用者可及性等面向分析困難,提出相應政策方向。案例宜涵蓋不同地方與營運方式,避免只羅列名稱。

一、服務特性

  1. 因應需求調整服務:乘客可透過電話或預約平台提出搭乘需求,營運單位據以安排班次、路線或接送地點;部分服務設有固定班次,部分採預約成班或彈性派車。

  2. 路線與站點彈性較高:服務可採固定路線、半固定路線、彈性區域接送,或以交通節點為中心提供接駁。服務設計由固定站點逐步增加彈性,通常仍有指定服務區域、預約期限或上下車規則。

  3. 以小型、多元運具提供服務:可使用小型巴士、九人座車或計程車等,依需求量、道路條件及服務範圍選擇車型;低需求路段可避免大型公車空車行駛。

  4. 以基本民行與接駁為重點:主要服務偏鄉居民就醫、就學、採買、洽公等日常旅次,並銜接公路客運、鐵路或其他幹線運輸,補足「最後一哩」及路網末端服務。

  5. 重視在地營運與跨部門協作:地方政府、公所、客運業者、計程車業者或在地團體可參與規劃及營運,並視需求與長照、社福、醫療或觀光服務協調。

二、各縣市推動案例

  • 新竹縣尖石鄉:自偏鄉 DRTS 推動初期即有服務,提供基本民行及預約觀光路線,並曾試辦客貨共載,展現偏鄉公共運輸與在地服務結合的作法。
  • 屏東縣春日鄉:以固定班次搭配預約服務,提供往返鄉內及外部醫療、轉運節點的交通;其作法示範如何依旅次需求搭配不同車型及服務安排。
  • 屏東縣來義鄉:由在地力量參與營運,使用中型巴士與小型車提供多條路線,並強調無障礙及偏鄉居民接駁需求,呈現幸福巴士在地化營運的模式。
  • 屏東縣滿州鄉:幸福巴士 2.0 導入在地非政府組織參與、預約媒合及跨部門資源整合,反映 DRTS 從政府或公所直接辦理,擴展至公私協力的方向。
  • 其他縣市:桃園市復興區、新竹縣尖石鄉、臺中市和平區及嘉義縣部分鄉鎮等,也透過幸福巴士或幸福小黃提供偏鄉接駁、固定路線或預約服務。作答時宜點出服務特色,不必只列縣市名稱。

三、遭遇的困難

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第 五 題20 分

請說明無縫運輸(Seamless Transportation)之內涵,以及目前推動之成效。

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核心觀念

「無縫運輸」(Seamless Transportation)是以旅客完成全程旅次的經驗為中心,整合不同運具、業者與服務環節,降低旅客在運具轉換及旅程前、中、後所遇到的不便,使公共運輸能提供連續、便利且容易使用的服務。重點不是單純增加路線或運具,而是讓旅客能順利完成「起點到目的地」的整段旅程。

無縫運輸可從下列面向說明:

  1. 空間與設施銜接:改善車站、轉運站及周邊步行環境,縮短轉乘距離,提供清楚的動線與導引,並補足接駁服務。
  2. 班次與時間銜接:協調不同運具的班次與到離站時間,降低等候時間;班次異常時,提供延誤資訊或替代方式。
  3. 票務與費率整合:透過電子票證、定期票、轉乘優惠或聯票,減少分段購票與重複付費的不便。
  4. 資訊整合:提供整合式路線、班次、票價、轉乘及即時營運資訊,協助旅客行前規劃並於旅途中調整行程。
  5. 服務與制度整合:促進中央與地方政府、不同運具及營運業者協調;兼顧無障礙服務、服務品質與旅客權益。

「無縫」並非沒有轉乘,而是讓轉乘所需的時間、成本、資訊搜尋及操作負擔盡量降低。交通部運輸研究所亦曾從旅客等候時間與運輸服務銜接程度切入,協助主管機關及業者檢視班次銜接情形。

本題屬交通政策與服務整合題,無單一法條定義或計算公式;作答時以旅客全程旅次為主軸,說明無縫運輸的內涵,再以具體措施和可觀察成果評述推動成效。

解題方法

可依「定義—整合面向—推動措施—成效與限制」作答:

  1. 先界定無縫運輸的核心:以旅客全程旅次為單位,減少轉乘縫隙。
  2. 再按空間、時間、票務、資訊及服務制度說明整合內容。
  3. 舉我國推動措施,並以運量、使用人次或服務涵蓋情形呈現成效。
  4. 最後指出運量成長代表政策具有推廣效果,但不能單憑運量數字認定所有轉乘縫隙均已消除;仍須持續改善偏鄉接駁、班次銜接與跨業者服務整合。

推動措施與成效

我國推動無縫運輸,主要透過公共運輸服務整合、電子票證與優惠制度、資訊服務及跨運具接駁等方式進行。

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