動態交通管理之基本運作

3.1.1 靜態交通管理之意義與內容

交通管理乃解決或改善交通問題的手段，為有效達成解決或改善交通問題的任 務，必頇針對經常或可能發生的交通問題事先擬定因應的策略，而後加以規劃、設計 及建置交控系統，實施管控。

交通管理與控制系統的佈建，於空間上應涵蓋點、線、面三者的控制。點的控制 即為匝道管制，主要在管制進出高速公路的車流量，避免發生壅塞；線的控制為主線 控制，主要在視道路交通的狀況，規範駕駛人的行為；面的控制則是路網控制，導引 車輛行駛之路徑，讓路網供需達到帄衡，做最有效的利用。

公路交通問題依照發生的頻率可分為重現性與非重現性兩大類，前者主要指每 日、每週、每季或特定節慶假日固定會重複發生的交通壅塞，事前即能夠預測壅塞情 形的出現；而後者則為非預期會發生之交通事件，如肇事、車輛故障、豪雨、濃霧等，

此類情形也可能造成嚴重的交通壅塞。公路交通控制即在針對上述問題，分別提出適 當的對策。

考量交通尖離峰狀況下，車流狀況不同的情形，即解決上述重現性的交通問題。

主要是在長期的偵測與觀察下，針對如市區路段上下班的車流或連續假期期間經常壅 塞路段進行交通控制措施。這類交通管理方法雖然已有考量到尖離峰的車流狀況，各 個時段下交通需求特性的不同，但無法針對即時狀態進行考量，其管制措施可能固定 為某些日期或某些時段，當發生非重現性之特殊狀況時則無法針對該情形加以處理以 減輕交通衝擊。其管制策略包括定時性匝道儀控、靜態路網導引等措施。

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3.1.2 動態交通管理之意義與內容

隨著近年來電子、通訊等技術日新月異，許多技術均與現代科技相結合，以達到 節省時間、增加效率的目標。交通管理亦不例外，交通管理的發展已逾數十年，隨著 時間的演進，管理方式與控制系統亦不斷變化與創新，希望能減低道路之擁擠、提升 道路系統的運作效率。交通管理系統之發展與建置通常基於以下三點原因：

一、道路之交通量成長或交通特性改變，使得需求量超過道路之容量，造成交通 壅塞、行車潛在危隩等問題，必頇建立交通管理或交通控制系統加以解決。

二、目前現有之系統之功能已經退化，難以應付現有或新的交通問題，必頇加以 更新或升級。

三、隨著科技的進步，發展出新的交通管理與控制系統，大幅提昇交通管理的效 率，因此有必要對現有系統進行升級。近年來電子、通訊的進步已將交通控 制帶入「個人化」的境地，可以彌補現有「集體式」控制之不足，故有必要 考慮進行系統的升級。

鑑於上述種種因素，目前交通管理已逐步發展成為動態交通管理。動態交通管理 主要係針對目前的車流狀態以及可能出現的壅塞情形，對車流進行調節的措施。動態 交通管理系統使用模擬模式結合即時交通與起迄資訊以預測各種管理策略之影響，進 而提供更有效之管理與更優良之交通資訊。利用線圈偵測器、路側感應器、探針車等 設備蒐集車速、車流量、佔有率等各種即時資訊。再將資訊結合模擬模式以預測路網 車流狀態與旅行時間，並可搭配事件管理、匝道儀控、號誌控制、旅行者資訊等管理 策略，藉以達到改善交通狀況，使車流順暢的目標。

動態交通管理除了要掌握即時的狀況外，也必頇對未來的交通狀況進行預測，並 進一步事先找出適用之管理策略，因此交通預測及需求管理系統為動態交通管理的核 心。交通預測及需求管理系統中包含先進的演算法、歷史資料和即時資料處理與評估、

旅次需求預測等子系統，以預測路網的績效。交通預測及需求管理系統必頇評估歷史

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資料、處理即時資料、預測交通需求型態、推估路段旅行時間等，最後預測路網的運 作績效，以提供車流運作最佳化、需求管理、事件管理的進行。

由於動態交通管理必頇對路網進行即時管理，因此路網控制便是管理系統中極重 要的一環。路網控制乃是當個別路段發生交通壅塞或意外事故後，導引車輛改道行駛 替代道路，使路網之供需達到均衡。其目的在於均衡指派與調節路網中各個路段的交 通量，使路網容量得到充分的利用。

要對路網進行即時控制，自然必頇先瞭解路網的狀況。舉例而言，目前所要掌握 的是早上八點至八點十五分時段內路網的交通情形，以及要如何在這段時間內讓路網 能夠有效的運作。

在傳統的運輸規劃上，通常有靜態的全日起迄矩陣，以及尖峰小時的起迄矩陣，

由此兩項起迄矩陣中瞭解路網系統在尖峰小時車流量最大時的狀況。但是要應用於動 態交通管理上，則必頇更清楚地掌握路網運作之情形。若要進行動態交通指派，靜態 的全日矩陣或尖峰小時的起迄矩陣就過於粗略而無法在此應用。因此可能需要有目前 每五分鐘的起迄矩陣，以代表路網最新狀況，亦即可能必頇預測 8:00~8:05、8:05~8:10、

8:10~8:15 等時間內路網中所有起迄對的交通量，也就是動態起迄矩陣的資料。有了動 態起迄矩陣資料，搭配動態交通指派等技術，方可對路網進行即時預測並提出相關策 略與控制。

由於動態交通管理所面對的是即時的狀況，因此必頇要在短時間（如 5 分鐘）內 將不同的起迄矩陣輸入路網中，以對不同的控制策略進行測詴。若必頇花費太多時間

（如半小時）才能得到下一個 5 分鐘內應執行的策略，運算所得的結果將毫無意義。

因此動態交通管理的各個環節，包括資料之蒐集與偵測、資料的通訊傳輸、動態起迄 推估、動態路徑導引運算、可變資訊系統之顯示等，都必頇在短時間之內一氣呵成、

迅速執行完畢，才能夠立刻應用於路網上進行控制，以發揮其效用。

動態交通管理的各種管理策略中，與起迄資料相關性較高的有整體性匝道儀控、

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動態交通指派、準動態路徑導引與動態路徑導引等，以下分別介紹這些控制策略。

一、整體性匝道儀控

整體儀控係指儀控範圍內多個匝道之作業彼此間相關互動，某一區段之儀控水準 可由其上游各匝道之儀控率進行控制。由於各時段出口匝道的流率可由過去各時段進 入高速公路車輛之起迄矩陣以及到達出口匝道之旅行時間所決定，因此若能夠掌握動 態起迄情形與進出口匝道間的旅行時間，便能清楚描述各匝道之間的互動關係，進而 設計出適當之匝道儀控策略。

二、動態交通指派

傳統運輸規劃上的交通指派模式屬於靜態交通指派，其假設路段交通流量和旅行 時間並不隨時間之變動而改變，主要目的為將一靜態旅次起迄矩陣指派於路網中的路 段，並以累加的方式獲得車流在路網分佈的情形。但由於交通狀況不隨時間而改變之 假設與現實情形顯然不符，加上近年來先進交通管理系統與先進用路人資訊系統的發 展，因此有動態交通指派模式之發展。其主要考量在於改善靜態指派之缺點並達到系 統最佳化與使用者均衡的特性。對於交通管理上，則能夠透過動態交通指派之分析，

在短時間內提供駕駛者相關的即時資訊，以達到系統管理之目標。

三、準動態路徑導引與動態路徑導引

準動態與動態路徑導引之輸入資料為動態旅次起迄資料，當起迄型態發生變化，

最後評估得到的路徑也會有所不同。在取得起迄資料後，搭配即時車速、交通量等資 料，運算出各起迄對之最佳路徑，並以資訊可變標誌或車上設備等提供資訊給予駕駛 人，建議其是否行駛替代路徑。其中運算最佳路徑之模式與考量因素與動態交通指派 相似，因此路徑導引可稱為交通指派之應用。

準動態路徑導引與動態路徑導引兩者間的差別，在於準動態路徑導引之路徑選擇 乃是在計算路段旅行成本時，以旅次出發瞬間之各路段當時旅行成本之總和作為選擇 依據，亦即比較各替代路徑之各路段當時旅行時間之和，而不會以整體車流結構改變

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後之總成本效益作為依據。然而這種處理方式並不符合真實世界中路徑的每一路段流 率均隨時間而變化的情況，亦即車輛依準動態方式被指派上路後，路段之流率會隨時 間而不斷變化，但運算中並未考量此因素，使得其到達目的地之真正旅行成本可能並 非最小。

動態路徑導引則會依據前一時刻偵測器所蒐集到的資料，在選擇最適路徑時以整 體車流之成本效益為依據，從事整體路徑最佳化之設計。因此動態系統在導引時，必 頇推估車流抵達迄點之旅行時間，方能進行替選路徑之比較，此為相較於準動態系統 最大之差別。由於路徑的選擇均透過目標函數進行推估後篩選，因此以不同之目標函 數可得到不同之路徑規劃結果，因此不同地區可依實際情形建構適當之目標函數。

在導引設施方面，動態與準動態皆相同，均為可變資訊系統，系統會藉其主動發 出壅塞或事故等訊息，並建議車輛駕駛人改行駛其他替代道路，而非由駕駛人自行判

在導引設施方面，動態與準動態皆相同，均為可變資訊系統，系統會藉其主動發 出壅塞或事故等訊息，並建議車輛駕駛人改行駛其他替代道路，而非由駕駛人自行判