113 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

本題考查交通管理中心（Traffic Management Center, TMC）的整合監控、資訊處理、跨機關協調與交通控制功能，以及如何依交通狀況研擬管理策略，並說明人工智慧（AI）在交通控制上的應用。作答時應按「蒐集資料 → 判讀問題 → 選擇策略 → 執行控制 → 評估修正」的管理循環說明。

本題未要求特定法條或數值公式，重點在說明中心如何把交通資料轉化為可執行、可檢核的管理措施。

解題方法

可分三部分作答：先說明交通管理中心的功能，再交代策略研擬流程，最後說明 AI 如何強化交通控制。策略部分須同時涵蓋平時交通管理與事故、災害等異常事件的應變；AI 部分則應連結交通資料、預測分析與控制措施，避免只列舉技術名稱。

一、交通管理中心的功能

交通管理中心是交通主管機關整合交通資訊、設備與作業程序的平台，其主要功能如下：

1. 交通監測與資料蒐集：整合路側偵測器、車輛偵測器、CCTV、車載或行動裝置資料、公共運輸系統及道路工程資訊，掌握流量、速度、壅塞、事故與道路服務狀況。
2. 交通狀況判讀與資訊發布：分析即時及歷史資料，辨識壅塞、事故、施工、特殊活動等事件，並透過資訊看板、廣播、網站、App 等管道發布路況、替代路線及行車建議。
3. 交通控制與設備操作：依交通狀況操作或協調號誌、匝道儀控、車道管制、速限資訊及其他交通管理設備，維持交通流動與安全。
4. 事件管理與應變協調：建立事故通報、派遣及處置程序，協調警察、消防、救護、道路養護、公共運輸及地方主管機關，縮短事件發現與排除時間。
5. 跨系統與跨機關整合：整合道路、公共運輸、停車、行人及其他智慧運輸系統資訊，提升區域交通管理的一致性。
6. 績效監測與策略檢討：追蹤旅行時間、壅塞程度、事故處理時間、號誌運作及資訊發布成效，作為後續調整策略的依據。

二、交通管理與控制策略的研擬方式

（一）確認目標與管理範圍

先界定策略適用的路段、路口或區域，以及要處理的問題，例如降低壅塞、改善安全、維持公共運輸可靠度、縮短事故處理時間，或減少對周邊道路的交通衝擊。目標應盡量具體，並設定可衡量的績效指標。

（二）蒐集資料並診斷問題

彙整交通流量、速度、旅行時間、事故、號誌時制、道路幾何、施工與特殊活動等資料，分析壅塞發生的位置、時段、成因及影響範圍。除即時資料外，也應運用歷史資料辨認尖峰特性、週期變化及常見事件型態。

（三）研擬並比較策略

依問題性質提出可執行措施，例如：

核心觀念

本題考查兩種依交通需求調整號誌運作的控制方式，以及觸動號誌的型式與時制設計。

• 觸動號誌（Actuated Signal Control）：路口設置車輛偵測器，控制器依各相位偵測到的車輛需求，決定是否啟動相位、延長綠燈或終止綠燈。控制主要依據單一路口或局部範圍的即時偵測。
• 適應性號誌（Adaptive Signal Control）：蒐集一個路網或走廊的交通狀況，持續調整週期、時差、綠燈分配等控制參數，以改善整體路網運作；控制範圍通常較大，也較強調多路口協調。

兩者都會依交通狀況調整號誌，但控制範圍、資料需求與最佳化目標不同：觸動號誌著重個別路口相位對即時需求的反應；適應性號誌著重路網或走廊層級的動態協調。

解題方法

作答可依「控制範圍與原理 → 優缺點 → 觸動型式 → 時制設計」的順序。比較時須指出兩者都具有需求感應特性，再說明觸動號誌的特色是相位層級的偵測與綠燈控制，而適應性號誌的特色是依路網狀況調整控制策略。

一、應用範圍與優缺點比較

觸動控制不等於必然能消除壅塞；若下游路段已塞滿，單純延長上游綠燈可能讓車流進入壅塞區，無助於路網效率。適應性控制也不是任何路口都必然優於固定時制，其效益仰賴交通資料、系統設計及維護品質。

二、觸動號誌可能的型式

1. 半觸動號誌（Semi-actuated control） 偵測器通常設置於次要道路或支道。主道在無支道需求時維持綠燈；支道偵測到需求後，控制器才安排支道相位。適合主道流量較大、支道需求較零星的路口。

2. 全觸動號誌（Fully actuated control） 主要進口道均設置偵測器，各相位依實際需求啟動並延長綠燈。適合各方向流量變化明顯、難以用固定時制充分反映需求的路口。

核心觀念

猶豫區間（Dilemma Zone）是車輛接近路口時，黃燈開始後，駕駛人既難以安全停在停止線前，也難以在紅燈開始前安全通過路口的區段。不同駕駛人的反應與車況不同，因此同一距離的車輛可能有人煞停、有人加速通過，增加追撞或側撞風險。

號誌設計的目標，是用適當的黃燈時間與全紅時間，降低或消除猶豫區間，讓駕駛人在黃燈開始時能明確選擇停車或通過。黃燈時間過短，接近路口的車輛來不及停車或通過；過長則可能增加搶越路口的情形，也會影響號誌週期及路口運作。

解題方法

以「停車所需距離」與「通過路口所需距離」兩個界限界定猶豫區間。設車輛距停止線的距離為 $x$，車速為 $v$，黃燈時間為 $Y$，駕駛人反應時間為 $t_r$，減速度為 $a$，路口寬度為 $W$，車長為 $L$。

車輛若選擇停車，其所需距離為反應距離加上煞車距離：

若選擇通過，則須在黃燈結束前走完停止線至路口出口的距離 $W+L$。黃燈期間可行駛的距離為 $vY$，因此最低通過距離界限為：

若以車輛距停止線的距離 $x$ 表示，當 $x>d_s$ 時，車輛已無法在停止線前安全停下；當 $x<d_c$ 時，車輛在黃燈期間足以通過路口。兩種條件重疊的區段，即為猶豫區間，其長度為：

核心觀念

本題考查兩個部分：一是運用新式偵測與資訊技術，衡量市區幹道的交通績效；二是利用時空圖分析車流行進與號誌時制，設計幹道連鎖，使車輛能在多個路口間順暢通行。

幹道績效不能只看單一時點的流量或平均速率，還須觀察旅行時間、延滯、停車次數、排隊長度、可靠度及路口服務狀況。蒐集路段與路口的時空資料後，才能判斷壅塞發生位置、持續時間，以及號誌協調是否有效。

解題方法

一、利用新進技術評估市區幹道績效

1. 蒐集交通資料 可使用路側雷達、影像辨識、微波或磁感應偵測器，取得流量、速率、車道占有率、車種及排隊狀況；也可利用車聯網、GPS、行動裝置定位或車牌辨識資料，估計旅行時間與路段速度。號誌控制器、電子票證或公車 AVL 資料亦可補充路口運作與大眾運輸表現。

2. 整合與處理資料 將不同來源的資料依時間與路段位置對齊，進行異常值剔除、缺漏值處理及偵測器校正，再建置連續的路段—路口資料。即時資料可用於監控與控制；長期資料則用於尖峰特性、週期變化及改善前後比較。

3. 選定績效指標 常用指標包括：

• 旅行時間與平均速率：衡量幹道通行效率。
• 延滯：實際旅行時間與自由流旅行時間的差值。
• 停車次數與停車率：反映號誌協調與車流受阻程度。
• 排隊長度及溢流情形：判斷路口容量與回堵是否影響上游路口。
• 旅行時間可靠度：比較不同日或不同時段的旅行時間變異。
• 流量、容量及飽和度：評估需求與道路供給的關係。
• 公車旅行時間、行人等待時間及安全指標：補充多元運具與安全面向。

若以自由流旅行時間 $T_0$ 作為基準，路段旅行時間為 $T$，則延滯可表示為：

$d=T-T_0$

幹道平均旅行時間可依各車輛或各路段觀測結果計算；比較改善方案時，須使用相同路段、時段與資料口徑，避免因需求不同而造成誤判。

4. 分析績效並支援決策 透過即時儀表板、GIS 地圖、時空圖及資料分析，找出低速路段、長排隊路口、瓶頸時段與號誌失調位置。再據以調整週期、綠燈分配、時差或控制策略，並以改善前後的旅行時間、延滯、停車及可靠度變化評估成效。

二、利用時空圖設計幹道連鎖

時空圖以距離或路口位置為縱軸、時間為橫軸，呈現車輛沿幹道移動的軌跡。號誌綠燈時段可在圖上標示為通行帶；車流軌跡若落在連續路口的綠燈帶內，便能減少停車並形成連鎖。

設路口 $i$ 與路口 $i+1$ 的間距為 $L_i$，設計行進速率為 $v_p$，則相鄰路口的理想行進時間為：