113 專技高考高等考試 交通工程技師 運輸工程 考古題詳解
第 一 題25 分
近年,國際上對於現代圓環(roundabout)有諸多研究、探討,國內近期亦有若干現代圓環之設置,在車流導引和交通安全上獲得一定之成效(如屏東潮州圓環和臺南歸仁圓環)。
試論現代圓環相對於傳統圓環之差異,現代圓環分別有哪些優、缺點?其適用之環境、條件又為何?
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核心觀念
本題考的是現代圓環如何運用路權、幾何設計與車速管理,改善傳統圓環常見的交織、壅塞及事故嚴重度。答題時須先指出:現代圓環不是「把路口改成圓形」而已,關鍵在於進入車流讓行、環道車流優先,以及透過偏轉車道與中央島控制進入及環行車速。
現代圓環的基本運作原則是:進入車輛讓行環道內車流,車輛繞中央島單向行駛後,於目的出口駛離;中央島、分隔島與入口幾何則共同引導車輛減速並降低衝突。傳統圓環的控制方式與設計未必一致,常見問題包括進入車流優先、環道過大或車速過高、交織干擾,以及缺乏明確的車道導引。
解題方法
依序從「控制方式與幾何差異 → 優點 → 缺點 → 適用條件」作答。比較時以設計與運作原理為主,不宜把所有傳統圓環概括成同一種控制方式;點出常見差異後,再說明現代圓環的適用限制。
現代圓環與傳統圓環之差異
| 比較項目 | 現代圓環 | 傳統圓環常見型態 |
|---|---|---|
| 路權安排 | 進入車輛讓行環道車流,環道車流優先 | 可能由進入車流優先,或各入口控制不一致,易干擾環道運作 |
| 幾何設計 | 入口設偏轉,搭配中央島、分隔島及車道配置,使車輛減速 | 常見環道尺度較大、入口偏轉不足,車速較高 |
| 行車方式 | 以低速匯入、環行、分流為主,路徑較明確 | 可能有較長交織路段、車道變換及較多衝突 |
| 交通管制 | 多以讓行標誌與標線運作,通常不需號誌控制 | 可能採號誌、停車或其他控制方式;控制與幾何未必能有效配合 |
| 設計目標 | 兼顧降低車速、減少嚴重衝突及維持車流運作 | 傳統設計可能較重視車流通過,未充分控制速度與衝突 |
現代圓環的安全效益來自兩項作用:一是把傳統路口常見的直角交叉、對向轉向衝突,轉化為低速匯入與分流;二是幾何偏轉讓車輛在進入前自然減速。圓環仍有車流衝突,只是衝突型態與車速有所改變,並非完全沒有事故風險。
現代圓環的優點
- 降低事故嚴重度:車輛以較低速度進入及環行,並減少高速直角碰撞及對向交叉衝突,通常可降低死亡或重傷事故風險。
- 交通運作較連續:車流有間隙時可依序進入,不必像號誌路口一樣固定停等一整個時相;低至中等流量時,可減少無車時的空等與停等延滯。
- 減少號誌與維護需求:適當條件下可不設號誌,降低號誌設備、電力及維護成本;同時減少停車與起步,有助於降低部分燃油消耗與排放。
- 有助於車速管理:可用於市區交通寧靜、社區入口或道路環境轉換,提醒駕駛由較高速環境進入低速區域。
- 轉向運作具彈性:多方向交通可由環道連續通行,不必完全依賴號誌時相分配;但實際通行能力仍須依各入口流量、車道配置與行人需求評估。
現代圓環的缺點與限制
- 需要足夠用地:中央島、環道、分隔島及入口偏轉都需空間;既有市區路口若建築物密集,徵收或遷移管線成本可能較高。
第 二 題25 分
實務上,在評估路段服務水準時,會採容量最大的狀況為基準,又稱「基本狀況(base condition)」。
請說明基本狀況之相關假設為何?而在此基準之上,則會依實際的差異調整路段容量。請列舉四項在評估路段容量時需進一步考量差異狀況之影響因素,說明其影響為何?
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核心觀念
本題考「基本狀況」與「實際路段容量」的關係。基本狀況是將道路與交通條件設定為理想、標準且有利於車流運行的狀態,用其容量作為比較基準;實際道路若有不利差異,則依各項調整因素修正基本容量。
容量分析通常可概念化表示為:
其中, 為實際路段容量, 為基本狀況下的容量, 為各項差異狀況的容量調整因素。不利狀況通常使 ,因而降低實際容量。實際使用時,應依道路類型採用相應容量手冊所列的基準條件與調整方式。
解題方法
作答時先說明基本狀況的設定,再挑選四項會使實際路段偏離基準的因素,逐一交代其對車流運行與容量的影響。以下列舉車道寬度、側向淨距、重車比例及道路縱坡,均屬典型且容易說明因果關係的因素。
基本狀況之假設
基本狀況係指道路幾何、交通組成與運行環境均處於有利條件,使路段能發揮較大容量的理想基準。一般概念包括:
- 車道寬度及路側空間充足,車輛行駛與側向避讓不受限制。
- 道路線形及縱坡良好,無明顯坡度造成的速度差異或大型車爬坡干擾。
- 交通流以小客車為主,車種組成單純。
- 路面、天候及視距等條件良好,沒有事故、施工或其他干擾。
- 車流運行不受路口、出入口、停車及路側活動等因素顯著影響。
以上為容量分析的通用概念;各類道路的基準條件與數值,仍以該類道路適用的容量手冊規定為準。
四項差異因素及其影響
第 三 題25 分
何謂「應變視距(decision sight distance)」?試列舉三項影響應變視距之因素;在實務設計上的考量因素又為何?又其與「停車視距(stopping sight distance)」之間差異為何?
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核心觀念
應變視距(decision sight distance, DSD)是駕駛人看見道路情況後,能有足夠時間察覺、辨識、判斷並採取適當行動所需的視距。這種視距通常比一般停車所需的視距長,適用於駕駛人必須迅速作複雜決策、道路資訊不易辨識,或需要採取非預期、特殊操作的路段。
它涵蓋的不只是「看見障礙物後煞停」,還包括變換車道、改變行車方向或速度等操作。應變視距的基本構成可概括為:
影響應變視距的因素
可列舉下列三項:
- 車速:速度愈高,駕駛人在相同反應與操作時間內行駛的距離愈長;若需要減速或停車,制動距離也會增加。
- 駕駛人的察覺、辨識與決策時間:道路訊息若不明顯、複雜或出現突然,駕駛人需要較長時間理解情況並選擇行動。
- 所需操作的種類與難度:單純減速、停車、變換車道或改變行進方向所需時間不同;操作愈複雜,所需應變視距通常愈長。
實際需求也會受道路資訊的可見性、交通狀況及駕駛人差異影響;設計時應依道路環境與預期操作判斷所需的視距。
實務設計考量
一般道路應提供足夠的停車視距;在駕駛人需要額外判斷或採取特殊操作的位置,則應檢核是否需要更長的應變視距。常見情況包括:
- 前方有導引或警告標誌、號誌,駕駛人需辨認訊息並作決定。
- 車道數或道路斷面改變,例如車道縮減、匯入或分流。
- 施工區封閉車道,駕駛人必須提早選擇車道或改變行進路徑。
第 四 題25 分
交叉路口行人兩段式穿越之設計,為近年國內對於交叉路口改善經常討論的作法之一,試論其優缺點;又如欲對一號誌控制交叉路口進行行人兩段式穿越之設計,需收集哪些交通特性變數?
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核心觀念
行人兩段式穿越是將一次穿越路口的行程分成兩個方向:行人先沿第一段行穿線穿越部分車道,抵達路口內的行人庇護區或待轉區,再等待適當號誌時相完成第二段穿越。設計目的在於減少行人一次穿越時暴露於多股車流中的時間與衝突。
本題重點有二:一是評析兩段式穿越對行人安全、路口運作及通行便利的影響;二是說明號誌路口設計前應蒐集哪些交通特性,才能判斷設置需求並配置穿越動線、庇護空間及號誌時相。本題不涉及特定法條或數值公式。
解題方法
可依「安全與衝突、路口容量與號誌、行人便利與空間需求」三個面向整理優缺點;交通資料則依「行人需求、車流特性、號誌運作、路口幾何」分類。回答時應說明資料如何支援設計,而非只羅列名稱。
優點
- 降低行人暴露於車流的時間與範圍:行人分段穿越,每段只需跨越部分車道;設置適當的庇護區後,行人可在兩段穿越間停留,降低一次走完全程時遭遇車流衝突的風險。
- 減少行人與轉向車流的衝突:配合號誌時相及行人動線規劃,可將行人穿越與部分轉向車流分開,降低行人與左轉、右轉車輛交織的機會。
- 改善大型路口的穿越條件:路幅寬、穿越距離長或多車道的大型路口,若一段穿越不易在行人綠燈內完成,分段設計可使每一段穿越距離較短。
- 可配合路口空間與交通管理調整:待轉區可結合路口渠化、行人專用時相或分段號誌設計,作為改善行人動線與衝突點的措施。
缺點與設計限制
- 增加行人總旅行時間:行人須在路口內等待第二段穿越的放行時相,尤其兩段號誌銜接不佳時,等待時間會明顯增加。
- 增加路口內停等與辨識負擔:行人必須理解兩段動線、等待位置及各方向號誌;標線、標誌或號誌指示不清,容易造成誤走、闖越或與車流衝突。
- 庇護區需要足夠空間:待轉區若面積不足,尖峰時段行人可能溢出至車道、阻礙轉向車輛,或無法容納輪椅、嬰兒車及行動不便者。
- 無障礙與弱勢用路人需求較複雜:分段穿越增加移動與停等次數,對高齡者、視覺障礙者及行動不便者較不友善,須妥善配置導盲設施、緣石坡道及安全停等空間。
- 可能增加車輛延滯或降低路口效率:若為行人增加專用時相,或調整既有時相來分離衝突,可能增加週期長度、車輛紅燈時間及排隊;若時相配置不當,也可能使轉向車流與行人等待相互干擾。