114 專技高考高等考試 交通工程技師 運輸規劃 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 運輸規劃

第 一 題25 分

假設有一地區並有三種運具可供選擇,分別為小汽車、市區公車及捷運系統。預估目標年該地區每日運輸需求 D=20000D=20000(旅次/日)。經調查,有一經校正後的效用函數如下:

Ul=al−0.015x1−0.035x2−0.025x3−0.005x4−0.011x5U_l=a_l-0.015x_1-0.035x_2-0.025x_3-0.005x_4-0.011x_5

目標年各運具的屬性如下,試以多項羅吉特模型計算各運具每日的運輸需求。

屬性x1x_1x2x_2x3x_3x4x_4x5x_5ala_l
小汽車502013018-0.12
市區公車101040150-0.46
捷運15315300-0.31
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核心觀念

本題考查多項羅吉特模型(Multinomial Logit Model, MNL)的運具分擔率計算。先依各運具屬性代入效用函數,求得各運具效用 UiU_i;再以效用的指數值計算選擇機率:

Pi=eUi∑jeUjP_i=\frac{e^{U_i}}{\sum_j e^{U_j}}

每日運輸需求為總需求乘上各運具選擇機率:

Qi=DPiQ_i=D P_i

解題方法

依題目表格代入效用函數,三種運具的效用分別為:

小汽車:

U小汽車=−0.12−0.015(5)−0.035(0)−0.025(20)−0.005(130)−0.011(18)=−1.543\begin{aligned} U_{\text{小汽車}} &=-0.12-0.015(5)-0.035(0)-0.025(20)-0.005(130)-0.011(18)\\ &=-1.543 \end{aligned}

市區公車:

U公車=−0.46−0.015(10)−0.035(10)−0.025(40)−0.005(15)−0.011(0)=−2.035\begin{aligned} U_{\text{公車}} &=-0.46-0.015(10)-0.035(10)-0.025(40)-0.005(15)-0.011(0)\\ &=-2.035 \end{aligned}

捷運:

U捷運=−0.31−0.015(15)−0.035(3)−0.025(15)−0.005(30)−0.011(0)=−0.790\begin{aligned} U_{\text{捷運}} &=-0.31-0.015(15)-0.035(3)-0.025(15)-0.005(30)-0.011(0)\\ &=-0.790 \end{aligned}

將效用代入 MNL 選擇機率公式:

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第 二 題25 分

請說明何謂旅次鏈活動?

若基於旅次鏈活動的用路人旅運選擇行為,運輸規劃中交通量指派之使用者均衡原則應如何定義?

若欲建立基於旅次鏈活動基礎的用路人旅運選擇模型,應考量哪些輸入資料?

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核心觀念

傳統旅運分析常以單一旅次為單位,例如分析「住家到工作地」的一趟旅次;旅次鏈活動則把個人在一天中的活動與其間的旅運視為相互關聯的整體。某一趟旅次的目的地、運具與路線,會受到前後活動安排、時間限制及其他旅次影響。

本題考查三件事:旅次鏈活動的意義、如何將使用者均衡原則延伸至整個旅次鏈,以及建立活動基礎旅運選擇模型所需的輸入資料。

解題方法

作答時先說明旅次鏈的分析單位,再把均衡條件由「單一起訖旅次的路徑選擇」擴大為「完整活動與旅運安排的選擇」。最後依活動安排、個人與家庭條件、運輸供給及行為資料,列出模型輸入。

一、何謂旅次鏈活動

旅次鏈活動是指個人依照一天或一段期間的活動需求,安排一連串活動及連接這些活動的旅次,形成具有先後次序、時間關係與空間關係的整體行程。

例如:

住家→上班→購物→接送家人→住家\text{住家} \rightarrow \text{上班} \rightarrow \text{購物} \rightarrow \text{接送家人} \rightarrow \text{住家}

其中,各活動的類別、地點、開始與結束時間,以及活動之間各趟旅次的起訖點、運具與路徑,彼此相互影響。因此,旅運需求不能只視為彼此獨立的單趟旅次,而須考慮整組活動與旅運安排。

二、旅次鏈活動下的使用者均衡原則

傳統使用者均衡的基本概念是:在均衡狀態下,使用者無法藉由單方面改選可行路徑來降低自己的旅運成本。套用至旅次鏈活動時,選擇單位應擴大為完整的活動—旅運方案;用路人會考慮整日或整段行程的活動安排及其所需旅運,而不是只比較其中一趟旅次。

令 ss 代表一種可行的完整旅次鏈方案,包括活動次序與地點、各活動時間,以及連接活動的運具與路徑;令 Cis(x)C_{is}(x) 表示個人或同質用路人 ii 在交通量狀態 xx 下採用方案 ss 的廣義成本。均衡時,使用中的方案須滿足:

Cis(x)≤Cir(x)對所有可行但未選用的方案 rC_{is}(x) \leq C_{ir}(x) \qquad \text{對所有可行但未選用的方案 } r

也就是說,用路人已採用的旅次鏈方案,其廣義成本不高於其他可行方案;任何用路人都無法單方面改變整個旅次鏈,並藉此降低其廣義成本。

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第 三 題25 分

在進行運輸規劃時,對於運輸規劃的程序與方法的使用上,應考量與滿足哪些基本原則,才能使規劃結果在未來推動上更具可行性?

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核心觀念

本題考查運輸規劃的規劃程序與方法應遵循哪些基本原則,使方案不只在分析上合理,也能在未來取得支持、籌措資源並落實推動。作答重點是說明規劃應如何進行,以及如何把可行性納入規劃過程;本題沒有特定法條或計算公式。

解題方法

可從「目標與問題、分析範圍、參與協調、方案評估、執行與回饋」依序組織答案。每項原則都應扣回題幹的「未來推動更具可行性」,例如:讓目標回應實際需求、提早納入利害關係人意見、考量財源與執行條件,並以監測回饋調整計畫。

基本原則

  1. 目標明確,從問題與需求出發 先界定規劃範圍、服務對象、現況問題及未來需求,再訂定可衡量的目標。目標應回應交通需求及公共政策,避免先設定工程方案,再勉強尋找理由支持。

  2. 整體與系統性考量 將運輸系統視為由運具、路網、場站、營運、土地使用及旅運需求共同構成的整體。分析時應考慮不同運具間的互補與競合,以及運輸建設與都市發展的互動,避免局部改善造成其他地區或運具的問題。

  3. 跨部門協調與跨運具整合 運輸規劃涉及中央與地方政府、不同主管機關及多種運具,應及早協調權責、計畫時程及建設界面,並整合公共運輸、道路、步行、自行車等運輸方式。如此可減少方案與既有政策或相關建設衝突的風險。

  4. 公眾參與與利害關係人溝通 在問題界定、方案研擬及評估過程中,適時納入居民、使用者、業者及受影響群體的意見,並清楚說明方案效益、成本與影響。及早溝通可辨識地方需求及爭議,增加方案的社會接受度與後續推動支持。

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第 四 題25 分

試說明運輸規劃過程中,進行周界調查的目的為何?

請說明牌照抄錄法、明信片徵答法、路邊訪問法等三種周界調查法的操作方式。

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核心觀念

周界調查是運輸需求調查的一種,通常在研究區域外圍道路設置調查點,蒐集車輛進出研究區的旅次資料。其目的在掌握研究區與外界間的運輸需求,特別是起點或終點位於研究區外的穿越旅次與對外旅次,供交通量分析、運輸需求預測、路網規劃及方案評估使用。

周界調查的調查對象以通過研究區邊界的車輛及其旅次為主;調查時應配合周界道路配置調查站,並盡量涵蓋所有主要出入口。常見方法包括牌照抄錄法、明信片徵答法及路邊訪問法。

解題方法

本題分成兩部分作答:先說明「為何調查」,再依序交代三種方法的「調查位置、資料取得方式及操作流程」。作答時可比較各方法如何取得旅次資料,以及調查對交通流的干擾程度。

周界調查的目的

  1. 掌握研究區與外界的旅次往來:辨認進出研究區車輛的起點、終點及旅次方向,了解對外交通需求。
  2. 掌握穿越研究區的旅次:找出起訖點均在研究區外、但行經研究區的車流,作為評估穿越交通及替代道路需求的依據。
  3. 建立交通需求分析資料:補足區內交通調查不易完整掌握的外來、外出及穿越旅次資料,供起迄矩陣、交通量預測與運輸規劃使用。
  4. 支援規劃與管理決策:作為道路新闢或改善、外環道路規劃、交通管制及運輸方案比較的基礎。

三種周界調查法的操作方式

一、牌照抄錄法

在研究區周界的主要道路出入口設置觀測點,於指定時段記錄通過車輛的車牌號碼、通過時間及行駛方向。可在不同周界調查站同步抄錄,或配合車輛行經各站的時間資料比對相同車輛,推估其通過路線與行程。

操作流程:

  1. 選定周界道路及調查站,安排各站同時調查。
  2. 記錄通過車輛的牌照、時間、方向及必要的車種資料。
  3. 整理並比對不同調查站的牌照紀錄。
  4. 依車輛出現的調查站與時間,判斷其進出、穿越或其他行程特性。

此法可直接觀察車流,對交通運作的干擾較小;但需有足夠人力及良好辨識條件,且單靠牌照通常無法得知旅次目的、乘客狀況等資料。

二、明信片徵答法

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