114 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

114 年・專技高考・高等考試・交通工程技師
試題代碼 交通工程與設計

第 一 題25 分

我國近年相當重視行人安全,「行人交通安全設施條例」及「行人交通安全設施條例施行細則」先後於 113 年頒布施行。依據該等法規,請說明:

(一)「行人交通安全設施」包括哪些設施、設備?(7 分)

(二)直轄市、縣(市)主管機關擬訂之分年分期建設計畫,至少多少年須修正一次?另其計畫內容應包括哪些事項?(8 分)

(三)直轄市、縣(市)主管機關應辦理步行環境調查,調查範圍及調查事項為何?(10 分)

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核心觀念

本題考《行人交通安全設施條例》對「行人交通安全設施」的範圍,以及《行人交通安全設施條例施行細則》對地方分年分期建設計畫與步行環境調查的具體規定。以下以命題當年(民國 114 年)法規為準。

解題方法

依題目順序,先引用條例中的設施定義,再按施行細則第 6 條、第 7 條分別整理計畫修正週期與計畫內容、調查範圍與調查項目。作答時應把「調查範圍」和「至少應調查的項目」分開,以免漏答。

(一)行人交通安全設施包括哪些設施、設備?(7 分)

依《行人交通安全設施條例》第 3 條,行人交通安全設施係指下列設施、設備:

  1. 人行道。
  2. 行人穿越道。
  3. 引導行人行進之設施、設備。
  4. 防護行人安全之設施、設備。
  5. 提醒行人注意之設施、設備。
  6. 具無障礙功能之設施、設備。

此定義以設施功能為分類重點,不限於人行道等實體通行空間;引導、防護、提醒及無障礙功能所需的設施、設備,也都納入範圍。

(二)分年分期建設計畫的修正週期及計畫內容(8 分)

依《行人交通安全設施條例施行細則》第 6 條,直轄市、縣(市)主管機關擬訂的分年分期建設計畫,至少每四年檢討修正一次。

計畫內容至少應包括:

  1. 計畫名稱。
  2. 計畫摘要。
  3. 道路未設人行道調查成果。
  4. 每年最少改善人行道長度及績效指標。
  5. 預定工作內容及經費。
  6. 預期成果及效益。
  7. 其他直轄市、縣(市)主管機關認定應擬定事項。

作答時應寫「至少每四年檢討修正一次」,並列出七項計畫內容。修正週期是計畫的檢討要求,不代表每四年才執行一次改善工程。

(三)步行環境調查範圍及調查事項(10 分)

依《行人交通安全設施條例施行細則》第 7 條:

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第 二 題25 分

密度 kk 指單位道路長度內的車輛數,定義簡單但實際量測不易,因此實務上多以占有率(occupancy)來推估密度,請說明占有率之定義?(10 分)

若在觀測時間 TT 內,偵測器共記錄到 nn 輛車,令每車車長為 LiL_i、現點速率為 uitu_{it},而偵測器長度為 dd,試推導占有率與密度之關係式。(15 分)

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核心觀念

本題考查交通流量基本參數中「密度」與「占有率」的定義,以及如何由車輛通過偵測器的時間資料,推導占有率與密度的關係。

  • 密度 kk:單位道路長度上的車輛數,常用單位為輛/公里。
  • 占有率 OO:在觀測時間內,偵測器被車輛占用的時間比例,通常以百分比表示。
  • 偵測器若有長度 dd,車輛通過時的占用距離須計入車長與偵測器長度,因此第 ii 輛車的占用時間為 (Li+d)/uit(L_i+d)/u_{it}。

占有率定義

在觀測期間 TT 內,若偵測器被車輛占用的總時間為 tocct_{\mathrm{occ}},則占有率為:

O=toccTO=\frac{t_{\mathrm{occ}}}{T}

以百分比表示時:

O(%)=toccT×100%O(\%)=\frac{t_{\mathrm{occ}}}{T}\times 100\%

占有率是時間比例;密度則是空間上的車輛數量。兩者並非直接相同,需透過車輛長度、偵測器長度及車速連結。

解題方法與推導

觀測時間 TT 內共記錄 nn 輛車。第 ii 輛車以現點速率 uitu_{it} 通過長度為 dd 的偵測器時,從車頭進入偵測器到車尾離開偵測器,車輛與偵測器重疊的總距離為 Li+dL_i+d。因此該車占用偵測器的時間為:

ti=Li+duitt_i=\frac{L_i+d}{u_{it}}

將 nn 輛車的占用時間加總,占有率為:

O=1T∑i=1nti=1T∑i=1nLi+duitO=\frac{1}{T}\sum_{i=1}^{n}t_i =\frac{1}{T}\sum_{i=1}^{n}\frac{L_i+d}{u_{it}}

若 OO 以百分比表示,則右式再乘以 100%100\%。

接著由密度定義建立車輛數與道路長度的關係。觀測期間 TT 內的平均流率為:

q=nTq=\frac{n}{T}

若 uitu_{it} 為各車通過偵測器的現點速率,則觀測期間的平均速率採時間平均速率:

uˉt=1n∑i=1nuit\bar{u}_t=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}u_{it}

依交通流基本關係 q=kuˉtq=k\bar{u}_t,可得:

k=quˉt=n/T(1/n)∑i=1nuit=n2T∑i=1nuitk=\frac{q}{\bar{u}_t} =\frac{n/T}{(1/n)\sum_{i=1}^{n}u_{it}} =\frac{n^2}{T\sum_{i=1}^{n}u_{it}}

因此,占有率與密度的關係為:

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第 三 題30 分

依據「道路交通標誌標線號誌設置規則」之規定,請說明:(每小題 10 分,共 30 分)

(一)道路交通標線「指示標線」中,輔助標線包含哪些標線?

(二)行車管制號誌之時相規定為何?

(三)號誌時制設計之四項基本規定為何?

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核心觀念

本題考《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 180 條、第 230 條及第 233 條:第 180 條列出指示標線的分類;第 230 條規定行車管制號誌可採用的時相;第 233 條列出號誌時制設計的四項基本規定。以下以命題當年(民國 114 年)法規為準。

解題方法

依小題分別對應法條作答即可:第一小題先鎖定第 180 條的「指示標線」分類,再列出其中的輔助標線;第二小題依路口型態及交通需求整理第 230 條的時相規定;第三小題逐項列出第 233 條四款,並保留各款的數值及設計目的。

(一)指示標線中的輔助標線

依第 180 條,指示標線分為縱向標線、橫向標線及輔助標線。其輔助標線包含:

  1. 指向線。
  2. 車道縮減標線。
  3. 自行車路線指示線。
  4. 路口行車導引線。
  5. 穿越虛線。
  6. 大眾捷運系統車輛行駛界線。
  7. 車輛停放線。
  8. 機慢車左(右)轉待轉區線。

(二)行車管制號誌之時相規定

依第 230 條,行車管制號誌的時相可依路口條件及交通需求配置:

  1. 可使用二時相:
  • 三岔路口。
  • 左轉車輛不多的四岔路口。
  • 沒有行人專用時相的四岔路口。
  • 設有行人專用號誌的非交岔路口。
  1. 可使用三時相或四時相:
  • 五岔路口。
  • 左轉車輛特多的四岔路口,但宜配合左轉專用設施。
  • 行人特多,須使用行人專用時相的交岔路口。
  1. 可使用五時相以上:道路錯綜、交通繁複的交岔路口,得視需要採用五時相以上,並可依交通情況跳越不必要的時相。

  2. 左轉車流處理:左轉車輛較多,且兩向交通流量懸殊的交岔路口,可採綠燈早開或綠燈遲閉。

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第 四 題20 分

請說明影響市區號誌化路口容量及服務水準之因素為何?

根據 2022 年臺灣公路容量手冊,號誌化路口之服務水準(level of service)可用多種績效指標評估,請說明該手冊建議之三項績效指標及其意涵。(20 分)

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核心觀念

本題分兩部分:先整理影響市區號誌化路口容量與服務水準的因素,再說明 2022 年《臺灣公路容量手冊》列出的三項績效指標。容量反映路口可供車流通過的能力;服務水準則描述實際運轉品質。兩者相關,但不能只用同一個指標判斷。

解題方法

可按「需求與幾何條件、號誌控制、車流干擾」整理影響因素,再逐項說明手冊中的績效指標,並指出各指標適用的評估目的及限制。

一、影響容量及服務水準的因素

  1. 交通需求與組成:各方向及轉向的交通量、尖峰需求、車種組成、轉向比例、機車流量,以及車流是否集中於特定車道。需求接近或超過容量時,排隊與延滯通常增加。
  2. 道路幾何與車道配置:進口道車道數與寬度、車道功能配置、左轉車道長度、路口寬度、坡度,以及路邊停車或公車停靠對車道的占用。配置不良會降低車道有效容量,並可能造成排隊回堵。
  3. 號誌時制與控制方式:週期長度、各相位有效綠燈時間、綠燈分配、相位安排、黃燈與全紅時間,以及定時或其他控制方式。綠燈比例較高通常有利於該方向通行,但需兼顧其他方向的需求與安全。
  4. 車流紓解條件與衝突:起步損失、車流紓解特性、轉向車與對向車衝突、行人穿越、機車與汽車混流等,會影響有效綠燈期間的通過量及延滯。
  5. 相鄰路口與路段互動:上游來車的到達型態、路口間距、鄰近路口排隊及下游阻塞,可能限制車輛進入或離開路口,造成回堵與紓解受阻。單一號誌路口的分析結果因此不一定能代表整段路網的運轉。

二、手冊建議的三項績效指標

1. 流量/容量比(V/C Ratio)

V/C=同一時段的流量同一時段的容量V/C=\frac{\text{同一時段的流量}}{\text{同一時段的容量}}

此比值可用來判斷車道、車道群或路口的容量是否足以承載需求。手冊指出,若評估規劃中的號誌化路口是否有足夠容量,可採需求流量計算 V/C。

但現場通過停止線的流量可能受壅塞限制而低於實際需求;此外,V/C 高低也不必然與延滯高低一致。因此,單靠現場通過流量計算的 V/C,不宜直接作為路口服務水準的判定依據。

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