112 專技高考高等考試 交通工程技師 交通控制 考古題詳解

核心觀念

本題考查號誌路口延滯的定義，以及以「累積車輛延滯面積」推導平均停等延滯與溢流延滯。

令 $v$ 為平均抵達流率、$s$ 為綠燈期間的飽和紓解率，並假設車流均勻抵達。每一週期中，紅燈期間形成排隊；綠燈期間若路口容量足以消化排隊，排隊便會消散。若抵達流率超過平均通行能力，排隊則逐漸累積，形成溢流。

下列公式以流率與時間單位一致為前提，例如 $v$、$s$ 均以輛／秒表示，$r$、$g$、$C$、$T$ 均以秒表示。

（一）臨近路口延滯

臨近路口延滯（Approach Delay）是車輛行經路口臨近路段時，因交通控制及交通狀況所增加的行駛時間。相較於在無干擾、自由行駛狀況下通過同一臨近路段所需的時間，車輛因減速、停車、排隊及加速而多花的時間，即為臨近路口延滯。

停等延滯是其中車輛因排隊而處於停止狀態的時間；它是臨近路口延滯的一部分。

（二）未飽和狀態下的停等延滯

解題方法與推導

未飽和表示每週期的綠燈能清除紅燈期間所形成的排隊，亦即 $vC<sg$。採用「排隊車數對時間的曲線下面積」計算一週期的總停等時間，再除以該週期的抵達車數。

紅燈期間車輛以速率 $v$ 均勻抵達，排隊車數由 $0$ 線性增加至 $vr$。紅燈期間的總停等時間為三角形面積：

綠燈開始後，車輛以飽和紓解率 $s$ 通過，同時仍有 $v$ 輛／秒抵達，因此排隊以淨速率 $s-v$ 消散。清空紅燈排隊所需時間為：

綠燈期間的排隊面積為：

因此，一週期內所有車輛的總停等時間為：

每週期平均抵達車數為 $vC$，故每輛車的平均停等延滯為：

此式適用條件為 $vC<sg$，且排隊須在綠燈結束前清空。令容量比 $x=vC/(sg)$，亦可改寫為：

解題技巧與檢核

核心觀念

本題考查心理—物理跟車模型如何以「駕駛人察覺車距與速度差後，分區採取反應」描述跟車行為。通用公司的 GM 模式以相對距離與相對速度等變數描述跟車加速度；心理—物理模型則進一步考量駕駛人的感知閾值與反應，將車輛狀態分為自由行駛、接近、跟隨及緊急煞車等區域。

以下定義：

• $DX$：前車車尾至本車車頭的淨間距。
• $DV=v_{\text{本車}}-v_{\text{前車}}$：兩車速度差。$DV>0$ 表示本車較快、正在接近前車；$DV<0$ 表示前車較快。
• $v$：本車速度。

以這個符號約定，$DX$ 越小代表車距越近，$DV$ 越大代表閉合速度越高。

解題方法與分區圖示

作圖時，以 $DX$ 為橫軸、$DV$ 為縱軸。先標出安全距離界線，再依速度差是否超過駕駛人的感知閾值，區分跟隨與接近狀態。

 DV（本車速度－前車速度）
 ↑
 DV > 0 │ 接近區
 本車較快 │ 察覺閉合後減速，縮小速度差
 │
 DV 感知閾值 ─────┼────────────────────────
 │ 自由行駛區
 │ 車距充足且無顯著閉合，維持期望速度
 │
 DV < 0 │ 跟隨區
 前車較快 │ 車距在安全範圍內，微調速度以配合前車
 │
 └───────┬────────────────→ DX
 │
 安全距離界線
 │
 緊急煞車區：DX 低於安全距離

圖為概念示意。實際模型中的閾值會隨車速、駕駛人感知及模型設定而變動，區界不必是固定的水平線或垂直線。

各區駕駛反應

1. 自由行駛區（Free Driving） 前方車距足夠，或前車對本車行駛影響很小。駕駛人主要依自身期望速度行駛，毋須持續調整速度以配合前車。

2. 接近區（Approaching） 本車正在接近前車，閉合速度達到駕駛人可察覺的程度。駕駛人開始減速，使 $DV$ 下降，避免車距繼續快速縮短。此區的關鍵是「察覺相對速度差後，開始修正速度」。

3. 跟隨區（Following） 本車已受前車影響，且車距尚在可接受的跟車範圍。駕駛人透過小幅加減速，使速度逐漸配合前車，維持相對穩定的跟車狀態。受感知與反應延遲影響，車距及速度差通常會在一定範圍內變動。

核心觀念

本題考查號誌連鎖與交通感應控制中的五個基本名詞：路口間及路口內的時差、幹道連續通行的綠燈帶寬、半交通感應控制，以及匝道儀控與號誌控制延滯。作答時宜先交代名詞所描述的對象，再說明其控制目的或涵蓋範圍。

解題方法與名詞說明

（一）外時差（Inter-offset）與內時差（Intra-offset）

**時差（offset）**是兩個號誌參考時點之間的時間關係，通常以秒或週期百分比表示；參考時點可為某一指定時相的綠燈起始時刻。

• 外時差：不同號誌化路口之間的時差，亦即相鄰路口或不同路口控制器的指定參考時點之間的時間差。設定時會考慮路口間距、車隊行駛速度及行車方向，讓上游放行的車隊能在適當時間抵達下游路口。
• 內時差：同一號誌化路口內，不同時相或不同方向之指定參考時點之間的時間差。其用途是安排同一週期內各方向的放行關係，以配合轉向交通、行人需求或雙向車流推進。

外時差著眼於「路口與路口之間」的協調；內時差著眼於「同一個路口內」不同放行時相的時間關係。設定時差時，須先確認採用的參考點；若參考點不同，所稱的秒數也可能不同。

（二）綠燈帶寬（Green Bandwidth）

綠燈帶寬是號誌連鎖路段中，車輛或車隊能連續通過一系列路口而不必因紅燈停車的可用時間窗長度，通常以秒表示。

在時間空間圖上，縱軸代表距離或路口位置，橫軸代表時間。各路口綠燈時段形成可通行區域；一個車隊能沿路段連續通過的共同時間窗，其寬度即為綠燈帶寬。帶寬愈大，可在該時段內順利通過的車流愈多；帶寬為零則表示沒有共同的連續通行時間窗。

綠燈帶寬會受到週期長度、各路口綠燈分配、路口間距、車隊速度及時差設定影響。其目標是改善幹道車流推進，但不代表所有車輛都一定能不受阻礙地通過。

（三）半觸動號誌（Semi-actuated Signal）

半觸動號誌又稱半交通感應號誌：只有部分車流方向設置偵測器，通常在支道設置偵測器，幹道則採非觸動控制。控制器平時維持幹道綠燈；支道偵測器收到車輛需求後，才安排支道相位放行，服務完成後再回到或維持幹道綠燈。

此方式適合幹道交通量較大、支道需求較小或變化較大，且需要維持幹道號誌連鎖的路口。相較於固定時制，支道無需求時不必浪費時間放行；但若支道需求持續且最大綠燈等參數設定不當，幹道可能等待過久。

核心觀念

本題在考「輕軌與平面道路共用交叉路口時，如何在保障輕軌通行優先與路口安全的同時，兼顧道路車流與行人延滯」。作答時應先區分路權型態，再說明號誌策略與控制邏輯。

高雄與淡海輕軌的平面路段屬於與道路交通交會的路口控制情境。輕軌具有優先通行需求，但優先權須透過偵測、專用號誌及交通號誌控制來落實；「優先」不等於列車可不受號誌管制，也不表示道路車流可在衝突尚未排除時通行。

以命題當年（民國 112 年）法規為準，作答可援引《大眾運輸使用道路優先及專用辦法》及《道路交通標誌標線號誌設置規則》所涉及的大眾運輸優先與輕軌專用號誌概念。輕軌優先號誌的控制目的，是讓列車安全優先通過路口，並使列車專用號誌與道路號誌相互聯鎖，避免衝突方向同時獲得通行權。

解題方法

可依「路口管制方式 → 號誌優先策略 → 控制程序與配套」三層作答：

1. 先說明路口管制方式：是否採轉向管制、專用時相或優先號誌。
2. 再比較優先策略：可採絕對優先、部分優先、有條件優先，或觸動式控制。
3. 最後交代控制概念：列車偵測、號誌調整、衝突清空、列車通過確認及恢復原時制，並納入道路車流與行人安全。

可用的控制策略

一、路口幾何與轉向管制

• 轉向管制：禁止或限制會穿越軌道的左轉、右轉或迴轉車流，減少衝突點；必要時以替代路徑引導車流。
• 車道與動線整理：配置左轉專用車道、導引標線、停止線及清晰的輕軌專用號誌，使駕駛人及行人辨識軌道與道路的通行界面。
• 行人及自行車管制：以行人號誌、穿越線及適當的清空時間管理穿越動線，不使行人停留於軌道或車輛淨空區。

轉向管制可減少衝突與號誌相位需求，但須評估繞行距離、沿線交通量及周邊路口容量。

二、號誌優先控制策略

1. 絕對優先

列車偵測到達後，立即調整道路號誌，縮短或截斷道路車流的綠燈，清空衝突區，再給予輕軌通行權。列車通過後恢復道路號誌運作。

此策略可減少輕軌停等，適用於列車優先需求高、道路交通量較低或安全需求特別高的路口；若頻繁觸發，則容易增加道路車流延滯、支道回堵，並破壞幹道號誌連鎖。

2. 部分優先

輕軌在既定時制中已有可通行時相；控制器僅在需要時調整時相起迄或綠燈分配，使列車較容易趕上可通行時段，但不保證列車每次都能立即通過。

此策略兼顧輕軌效率與道路時制穩定，適合道路交通量較高、需要維持號誌連鎖的路段。

3. 有條件優先

控制器依據列車是否準點、車頭時距、道路交通量、隊列長度、支道回堵及行人需求等條件，決定是否提供優先，以及優先的程度。當道路車流負荷過高或支道已有回堵風險時，可限制優先幅度；條件允許時再提供列車優先。

此策略的重點是將輕軌優先視為可調整的服務，而非每次列車到達都無條件改變整個路口時制，以減輕對道路交通的外溢影響。

4. 觸動式控制