111 專技高考高等考試 交通工程技師 交通工程與設計 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生對「靜態交通工程」中路側停車設施規劃與幾何設計之掌握度，核心包含兩大子題：

1. 停車格位尺寸法規：依據交通工程主要法規《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 190 條（車輛停放線），檢驗考生對汽車（區分平行與非平行）及機車停放線之長度與寬度法定設計標準，並輔以《市區道路工程規劃及設計規範》與《建築技術規則建築設計施工編》第 60 條之對應標準。（本題以命題當年民國 111 年法規為準，現行相關條文標準一致）。
2. 路側停車型式之運作特性與工程選用決策：探討「平行停車（Parallel Parking）」與「斜角停車（Angle Parking）」之空間幾何特性（佔用車道淨寬 vs. 路緣利用長度）、主線交通干擾程度（摩擦阻力 Friction）、進出庫視距盲區（Sight Distance）與車流衝突點（Conflict Points）之消長權衡（Trade-offs）。

解題方法

1. 第 (一) 小題（尺寸規定）：

• 採「法規對照系統化陳述法」，以交通工程主管機關之《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 190 條為核心給分骨架。
• 汽車格位區分為「小型車（平行與非平行）」與「大型客貨車」；機車格位區分「普通機車」與「大型重型機車」，清楚列出法定公稱長度與寬度區間。
• 補充建築基地與路外停車場常見之《建築技術規則》標準，展現答題深度與完整度。

2. 第 (二) 小題（設置原則與考量因素）：

• 設置原則：分別定義「平行停車」與「斜角停車」之幾何排列方式、進出庫操作模式（前進/後倒）及典型適用之路段功能。
• 考量因素：由巨觀至微觀建立五大工程評估構面：(1) 道路斷面路幅幾何、(2) 幹道功能階層與主線車速流量、(3) 停車容量與密度需求、(4) 交通衝突與行車安全（視距）、(5) 操作便利性與車位週轉率。

選項分析

本題為專技高考之申論問答題，無選擇題選項。閱卷評分點分析如下：

• 第 (一) 小題配分關鍵（10 分）：
• 小型車平行格位（長 $5.0 \sim 6.0\text{ m}$、寬 $2.0 \sim 2.5\text{ m}$）與非平行格位（長 $5.0 \sim 5.5\text{ m}$、寬 $2.25 \sim 2.5\text{ m}$）之數值準確度（4 分）。
• 機車格位尺寸（長 $2.0 \sim 2.5\text{ m}$、寬 $0.7 \sim 1.0\text{ m}$）與大型車／重機延伸規範（4 分）。
• 引用法規名稱精確、單位標示無誤（2 分）。
• 第 (二) 小題配分關鍵（10 分）：
• 平行與斜角停車設置原則之工程定義與適用情境（4 分）。
• 決策考量因素是否兼顧路幅空間、主線安全、衝突點型態、容量密度與週轉率等構面（6 分）。

解題技巧

1. 數值背誦口訣化：

• 小型車平行：長 $5 \sim 6\text{ m}$、寬 $2 \sim 2.5\text{ m}$（路側最常見標準格為 $5.5\text{ m} \times 2.0\text{ m}$ 或 $5.5\text{ m} \times 2.25\text{ m}$）。
• 小型車非平行（垂直／斜角）：車長需求略減、寬度需求增加（長 $5.0 \sim 5.5\text{ m}$、寬 $2.25 \sim 2.5\text{ m}$）。
• 機車：長度 $2.0 \sim 2.5\text{ m}$、寬度 $0.7 \sim 1.0\text{ m}$（實務常採 $2.0\text{ m} \times 1.0\text{ m}$）。

2. 答題架構對比化：

• 解答第 (二) 小題時，切忌散亂書寫。以條列對稱式陳述「幾何佔路」、「出入庫動作」、「衝突特性」，評閱委員能迅速掌握得分要點。

3. 避免常見陷阱：

• 勿只寫出單一數值（例如只寫小型車 $5.5\text{ m} \times 2.5\text{ m}$），法規規定的是範圍區間，必須完整寫出上下限。
• 說明斜角停車時，務必點出「倒車出庫視距受鄰車遮蔽（Blind Zone）」此一關鍵交通安全死穴。

【答案】

(一) 汽車格位及機車格位設計尺寸相關規定

依據命題當年（民國 111 年）之《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 190 條（車輛停放線）及相關工程設計規範，車位尺寸規定如下：

1. 汽車停車格位設計尺寸：

• 小型車停車格位：
• 平行停車：長度為 $5.0\text{ 公尺}$ 至 $6.0\text{ 公尺}$，寬度為 $2.0\text{ 公尺}$ 至 $2.5\text{ 公尺}$。
• 非平行停車（斜角或垂直停車）：長度為 $5.0\text{ 公尺}$ 至 $5.5\text{ 公尺}$，寬度為 $2.25\text{ 公尺}$ 至 $2.5\text{ 公尺}$。
• 大型客貨車停車格位：

核心觀念

本題評量都市道路系統中「點設施」（號誌化路口）與「線設施」（主要幹道）之服務水準（Level of Service, LOS）評估架構，依據命題當年（民國 111 年）適用之《台灣各級公路容量手冊》（參照美國 TRB HCM 架構）及《交通工程手冊》：

1. 號誌化路口（Signalized Intersection）：屬於中斷流（Interrupted Flow）系統的核心節點。其績效衡量指標（Measure of Effectiveness, MOE）採用每車平均控制延滯（Average Control Delay, 秒/車）。控制延滯包含車輛減速、停等、尋求間隙及加速離去所需之時間總和。
2. 主要幹道（Urban Arterial / Street）：屬於串聯多個中斷流節點之複合設施。其績效衡量指標（MOE）主要採用平均行駛速率（Average Travel Speed, km/h）或行駛速率佔自由流速率之百分比（% of Free-Flow Speed），綜合考量路段巡航時間與沿線路口停等延滯。

解題方法

本題為標準的 20 分論述題，建議採取「系統階層拆解法」進行結構化答題：

1. 橫向構面拆解：將題目明確要求的「意義（含績效指標與分級標準）」、「影響因素」、「評估考量」三大要點作為各節核心子題。
2. 縱向對比分析：分別針對「市區號誌化路口（點設施）」與「主要幹道（線設施）」獨立立論，最後歸納兩者的系統連動關係，展現交通工程技師之整合分析高度。

選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項。評分關鍵在於能否精準指出「控制延滯」與「平均行駛速率」兩種績效指標的差異，並能條理分明地從「幾何、交通、管制」三面向剖析影響因素與工程實務上的評估考量。

解題技巧

1. 指標切勿混淆：號誌化路口萬不可寫成「行駛速率」或「容量比（$v/c$）」（$v/c$ 僅為輔助檢核，非決定 LOS 之主指標）；主要幹道則不可僅單看某一路口的延滯，而必須看整段幹道的空間平均速率（Space Mean Speed）。
2. 影響因素採模組化背誦：均依照「幾何設計條件」、「交通流特性」、「號誌控制參數」、「路側與環境摩擦」四大架構回答，條理井然且不漏項。
3. 分級門檻加分利器：在說明意義時，主動列出號誌化路口控制延滯之 LOS A～F 數值級距，能有效爭取高分。

【答案】

一、市區號誌化路口之服務水準

1. 服務水準之意義

號誌化路口之服務水準以**每車平均控制延滯（Control Delay, 秒/車）**作為唯一決定性之績效衡量指標（MOE）。控制延滯包含初速減速延滯、停止線前之幾何與停等延滯，以及加速至正常行駛速度之延滯。其分級標準（LOS A 至 F）界定如下：

• LOS A（$\le 10$ 秒/車）：車流運作極為順暢，多數車輛免停通過。
• LOS B（$> 10 \sim 20$ 秒/車）：運作良好，少數車輛遭遇輕微停等。
• LOS C（$> 20 \sim 35$ 秒/車）：停等時間顯著，週期內車隊尚能順利清空。
• LOS D（$> 35 \sim 55$ 秒/車）：延滯明顯增加，許多車輛需停等一個週期以上，為市區尖峰可容忍之上限。
• LOS E（$> 55 \sim 80$ 秒/車）：接近容量臨界狀態，車流嚴重不穩定，週期清空困難。
• LOS F（$> 80$ 秒/車）：過飽和狀態，停等車隊持續回堵，需求顯著超過容量。

2. 影響因素

號誌化路口之控制延滯受下列四大要素影響：

• 號誌控制參數：週期長度（Cycle Length）、有效綠燈時間與時比（$g/C$）、時相數與保護/

核心觀念

本題評量重點為公路幾何設計中「平曲線幾何構成」與「行車力學／道路結構安全」之整合應用，規範依據為交通部頒布之《公路路線設計規範》（以命題當年民國 111 年法規為準）：

1. 緩和曲線（Transition Curve）：通常採用克羅梭曲線（Clothoid，迴旋曲線），其曲率隨曲線長度呈線性增加，即曲率半徑 $R$ 與曲線長度 $L$ 乘積為常數（$R \cdot L = A^2$，其中 $A$ 為參數）。其功用在於平滑直線段（$R = \infty$）與圓曲線段（$R = R_c$）之間的物理量突變。
2. 平曲線動力平衡方程式： $e + f = \frac{V^2}{127 R}$ 其中 $e$ 為路面超高率，$f$ 為橫向摩擦係數，$V$ 為設計速率（$\text{km/h}$），$R$ 為曲線半徑（$\text{m}$）。
3. 行車安全與道路結構之雙重要求：

• 超高（Superelevation）：抵消車輛行駛離心力（安全），並提供橫向排水坡度以維護鋪面底層承載力（結構）。
• 彎道加寬（Pavement Widening）：容納大型車內輪差與車道偏擺（安全），並確保鋪面及路基斷面完整承載輪重（結構）。

解題方法

本題為 20 分之專業申論題，答題架構應以「原理機制 $\to$ 實質功用 $\to$ 規範佈設準則」切入：

1. 第一子題（緩和曲線之目的）：從「力學過渡（消除橫向衝擊）」、「超高與加寬漸變（幾何銜接）」及「駕駛視覺與行駛軌跡（心理與操作舒適）」三大面向完整論述。
2. 第二子題（兩項重要設計考量）：題目限定「與行車安全及道路結構有關」，最佳選題為「超高」與「彎道加寬」。兩者兼具車輛動力學安全與道路土工／鋪面橫斷面結構功能。作答時需明確區分並對應「行車安全原因」、「道路結構原因」及「工程佈設原則」。

選項分析

本題為申論題，非選擇題，無個別選項需排除。評分重點著重於各子題論述之深度、邏輯架構與法規專有名詞之精確度。

解題技巧

1. 破題精準：回答緩和曲線目的時，務必寫出「橫向加加速度（Jerk）」及「內輪差（Off-tracking）」等交通工程專業名詞，展現技師應考水準。
2. 扣緊題幹雙核心：說明第二子題時，切忌只談「行車安全」（如防打滑、防翻車）而忽略「道路結構」（如鋪面橫向排水保護路基、鋪面邊緣厚度加固與路肩寬度調整）。必須將兩者並列敘述。
3. 分點分項條列化：以標題引導閱卷委員，依序回答「原因」與「佈設原則」，切勿寫成大段散文。

【答案】

一、平曲線中置入緩和曲線之目的

在直線（曲率半徑 $R = \infty$）與圓曲線（曲率半徑 $R = R_c$）之間置入緩和曲線（多採迴旋線 Clothoid），其主要目的如下：

1. 漸變離心力，提升行車安全與平穩性： 若直線直接銜接圓曲線，車輛行經交界瞬間會產生突發性離心力，導致劇烈的「橫向加加速度（Jerk）」，使車輛易生甩動或失控。緩和曲線提供曲率由零逐漸增加至 $1/R_c$ 之過渡區間，使離心加速度平緩累積，大幅提升乘載舒適性與方向盤操控穩定性。
2. 提供超高漸變之佈設長度： 正常路段之路拱（雙向橫坡）必須在彎道處漸變為單向向內傾斜之「超高」。

核心觀念

本題出自民國 111 年專技高考交通工程技師《交通工程與設計》，考核重點為號誌化路口容量分析基礎（公路容量手冊 HCM 模式）與號誌時序安全設計理論（ITE 號誌清道與兩難區消除原理）。各子題所涉及之核心觀念與法規規範如下：

1. 飽和時間車距與飽和流率：車隊放行之微觀車距穩定機制與宏觀能量轉換關係（$s = 3600 / h$）。
2. 猶豫區間與清道時間：駕駛人剎車停止距離與黃紅燈行進距離之空間落差（Type I Dilemma Zone），以及依據《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 231 條與 ITE 建議之黃燈（反應減速）及全紅（幾何淨空）設計公式。
3. 損失時間與有效綠燈時間：週期時相轉換過程中，起動遲滯（Start-up Lost Time）與清道未充分利用（Clearance Lost Time）對車流通過容量之實質折減計算。

解題方法

本題為純申論與公式推導題，作答策略採「定義闡述 $\to$ 微觀/宏觀機制 $\to$ 數學推導/計算公式 $\to$ 符號定義」標準化四步架構：

• 子題 (一)：由微觀「車隊排隊消散」過程說明車距收斂現象，進而定義飽和車距，並以時均流量轉換為飽和流率。
• 子題 (二)：繪製/推導車輛面臨黃燈時的「最小安全停車距離」與「最大安全通過距離」，求其差值定義猶豫區間，並依此導出使猶豫區間長度歸零之「最短清道時間」（黃燈加全紅）。
• 子題 (三)：依據 HCM 號誌時相時間利用圖譜，分別推導起動損失時間與清道損失時間，進而建立實體顯示時間與有效綠燈時間之代數轉換關係。

選項分析

本題為申論推導題，非選擇題。作答時須依閱卷評分標準，精確回應三個子題之配分要求（各 10 分）：

• 子題 (一) 評分關鍵：須指出「第 4 或第 5 輛車後之穩定車距」、單位（$\text{sec/veh}$ 與 $\text{pcu/h/ln}$）及換算公式 $s = 3600 / h$。
• 子題 (二) 評分關鍵：須寫出停車距離 $X_s$ 與通行距離 $X_o$ 的物理推導，明確列出 $X_s > X_o$ 即為猶豫區間，並給出猶豫區間長度公式 $D_z = X_s - X_o$；最短清道時間須區分黃燈（反應減速）與全紅（路口幾何寬度清空）。
• 子題 (三) 評分關鍵：損失時間須拆解為 $l_1$（起動）與 $l_2$（清道）；有效綠燈時間需清楚交代與顯示綠燈、黃燈、全紅及損失時間之加減關係。

逐題詳解

(一) 何謂「飽和時間車距」及「飽和流率」？

1. 飽和時間車距（Saturation Headway, $h$）

• 定義：在號誌化路口之引道上，當綠燈亮起、排隊車隊連續消散時，在無外在干擾（如行人衝突、路邊停車、轉彎阻抗）之理想條件下，後續連續通過停止線的車輛，其相鄰兩車前軸（或前保險桿）通過停止線的穩定最小平均時間間隔。
• 機制：綠燈初亮時，前數輛車（通常為第 1 至第 3 或第 4 輛車）因駕駛人反應、排檔、啟動及加速遲滯，時間車距較長；自第 4 或第 5 輛車之後，車隊達到等速穩定行進狀態，此時相鄰車輛之時間間隔趨於常數，此平均常數即為飽和時間車距。
• 單位：秒／輛（$\text{sec/veh}$）。

2. 飽和流率（Saturation Flow Rate, $s$）

• 定義：指某一個車道或車道組，在理想幾何與交通條件下，若該時相享有完全綠燈（即綠燈時間比例 $\frac{g}{C} = 1.0$，整整 1 小時皆為有效綠燈），且車輛以穩定的「飽和時間車距」連續不間斷通過停止線時，每小時所能通過之最大理論車流率。
• 計算公式： $s = \frac{3600}{h}$ 式中：
• $s$：飽和流率（$\text{pcu/h/ln}$ 或 $\text{veh/h/ln}$）；
• $h$：飽和時間車距（$\text{sec/veh}$）；
• $3600$：每小時之秒數（$\text{sec/h}$）。

(二) 請說明「最短清道時間」及「猶豫區間」，以及猶豫區間長度的計算方式。

1. 猶豫區間（Dilemma Zone）之定義與長度計算

• 定義：當號誌由綠燈變為黃燈瞬間，接近路口的車輛若處於某特定空間區間內，駕駛人面臨「依正常減速度無法在停止線前安全舒適煞停，若維持原速行駛亦無法在黃燈結束前安全通過停止線（或清空路口）」的兩難危險狀態。此「既停不下來，又穿不過去」的道路空間區間稱為猶豫區間（又稱第一類兩難區，Type I Dilemma Zone）。

路口停止線前之空間關係：
 [ 車輛行駛方向 ──> ]
─────┬───────────────────────────┬──────────────┬──────停止線
 │ 猶豫區間 (Dz) │ │
 │ (既停不下來，又穿不過去) │ │
─────┴───────────────────────────┴──────────────┴──────┼─── 路口 (W) ───
 ^ ^ ^
 Xs (最小停車距離) Xo (最大通行距離) 0 (停止線)

• 計算推導： 設車輛以等速 $v$ 駛向路口，黃燈啟亮瞬間距停止線之距離為 $X$：

1. 安全停車所需之最小距離（$X_s$）： 車輛經歷駕駛人感知反應時間 $t_r$ 後，以安全減速度 $a$ 進行等減速煞車，至停止線前停妥所需之距離： $X_s = v \cdot t_r + \frac{v^2}{2a}$ （若考量路面坡度 $G$，則 $X_s = v \cdot t_r + \frac{v^2}{2(a \pm g \cdot G)}$）。

2. 黃燈期間車輛可行進之最大安全距離（$X_o$）： 若以「車尾在黃燈結束前通過停止線」為準，車輛以原行駛速度 $v$ 在黃燈時間 $Y$ 內能行駛之距離，扣除車身長度 $L$ 後為： $X_o = v \cdot Y - L$ （若以「車尾在黃燈結束前必須完全清空路口」為準，設路口淨空寬度為 $W$，則 $X_o = v \cdot Y - (W + L)$）。

3. 猶豫區間長度（$D_z$）： 當 $X_s > X_o$ 時，介於 $X_o$ 與 $X_s$ 之間的區域即為猶豫區間，其長度計算式為： $D_z = X_s - X_o = \left(v \cdot t_r + \frac{v^2}{2a}\right) - \left[v \cdot Y - (W + L)\right]$ 式中：

• $D_z$：猶豫區間長度（$\text{m}$）；
• $v$：車輛進流速度（$\text{m/s}$）；
• $t_r$：駕駛人感知反應時間（通常取 $1.0 \sim 2.5\text{ s}$）；
• $a$：安全舒適減速度（通常取 $3.0 \sim 3.4\text{ m/s}^2$）；

核心觀念

環路線圈的占有率，是觀測期間內偵測器被車輛占用的總時間占觀測時間的比例。車輛通過線圈的占用時間，依車身長度、偵測器長度及車速估算：

其中 $L_i$ 為車身長度、$L_d$ 為偵測器長度，$v_i$ 須以公尺／秒表示。已知占有率後，可用「占有率＝密度 × 平均有效車長」估算密度；平均有效車長為平均車身長度加上偵測器長度。

解題方法

本題共有 $9$ 輛車，偵測器長度 $L_d=1.8\ \mathrm{m}$，觀測時間 $T=10\ \mathrm{s}$。車速由公里／小時換算為公尺／秒時，除以 $3.6$。

各車通過偵測器的占用時間為：

因此占有率為：