第三章 研究方法
3.2 動態旅次分配分析
3.2.3 動態複合運具選擇及旅次分配模式 DynaMMSTAM
動態複合運具選擇及旅次指派模式以 DynaTAIWAN 及 TAM-MAPTS 動 態運具分配模擬工具分別求得私人運具旅次之旅行路徑及搭乘複合大眾運輸 系統乘客之旅行路徑，根據結果之旅行時間及旅行成本等屬性建立一成本函 數計算各旅次之旅行成本，最後以最小旅行成本法則重新分配旅次，更新路 網上旅次之分配至使用者均衡，動態複合運具選擇及旅次指派模式反覆執行 使整體路網旅次移轉變動量與上一次分析結果比較變動小於 3%則達成使用 者均衡。其中各系統之旅行成本公式如表 3.2.3，各式中成本因子之相對符號 定義如表 3.2.4 所示，策略性改變成本因子將可使各運具旅次成本隨之改變，
有效控制成本因子可達成節能減碳之成效。成本因子中油價、停車費、公車
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使用者依最小成本法則比較大眾運輸與私人運具總成本進行運具選擇時，
比較結果僅有兩種情況，即 TC(b+m)<TCp 或 TCp<TC(b+m)，但旅行者除比較總 旅行成本外，於不同城市中使用私人運具或搭乘大眾運輸系統之感受度不盡 相同，且擁有私人運具之旅行者相較於無私人運具之旅行者於運具選擇時有 選擇使用私人運具感受度上之優勢，反之無私人運具之旅行者相較於擁有私 人運具之旅行者於運具選擇時有選擇搭乘大眾運輸運具之感受優勢，故為解 決感受度對於運具選擇之影響，本研究設定優勢參數 α 值以解決此項差異，
因此成本比較結果可分為以下兩種情況：
1. αTC(b+m) <TCp：Switch(旅次改搭乘大眾運輸系統) 2. αTC(b+m) >TCp：No Switch(旅次使用私人運具) 優勢參數α 值：
α 值在此定義為「運具選擇感受度之成本優勢參數」，當 α 值大於 1 時則 表示旅行者於選擇搭乘大眾運輸系統較使用私人運具之感受度差，若 α 值小 於 1 時則表示旅行者於選擇搭乘大眾運輸系統較使用私人運具之感受度佳。
因α 值之設計並不在本研究之研究範圍，故對於 α 值之設計留待後續研究 加以突破，於此本研究假設α 值為 1。
3.3 分析數據轉換與整合
本研究延續先前陳文揚「智慧型運輸系統之動態複合運具指派模式」之 研究，運用其動態複合運具分配模式(DynaMMSTAM)進行成本因子敏感度分 析，為使分析模式更有效率及準確性，除延續其研究方法外，並進行分析格 式之轉換與整合，應用相關軟體改變其分析過程之繁複DynaMMSTAM之自動 化程度大大提高，增加分析時之效率，程式轉換與整合之項目如下。
1. 因擷取之公路系統分析量過於龐大，先前以 Microsoft Office Excel
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2003 版本，其縱軸僅可匯入約 6 萬 5 千筆資料，需將資料分散於多 個檔案，故本研究將以分析量較大之 Microsoft Office Excel 2007 版本，
其將使此模式其資料處理上限縱軸可匯入近 10 萬 5 千筆進行資料分 析，僅需以單一 Excel 檔案皆可容納公路系統欲分析之資料(本研究 長路網單次分析資料約 8 萬筆)。
2. DynaTAIWAN 之輸出為較完整之旅次車輛旅行資訊，而本研究僅需 擷取部分資料因應分析格式所需，本研究運用 AutoIT 軟體編寫一軟 體程式，可直接擷取 DynaTAIWAN 輸出之車輛追蹤檔中本研究所需 計算旅行成本之資料(純文字檔)，重新編寫之程式直接輸出成本研究 所需之格式，簡化分析資料之擷取，增加運算效率。
3. 重新製作 TAM-MAPTS 與 DynaTAIWAN 模擬後需匯入 Excel 資料之 格式，進行合併與計算自動化，節省分析過程中需來回剪貼資料之步 驟，讓其僅需輸入相關變數之改變，即可得到分析結果，大幅提升分 析效率。
3.3.1 DynaTAIWAN數據格式轉換
本研究運用DynaTAIWAN動態道路旅次分配模式得到道路系統中旅次分 配情形，而研究中以最小成本法則作複合運具之運具選擇，故應計算道路系 統中各旅次之旅行成本。欲計算成本之成本函數頇運用DynaTAIWAN所記錄 之車輛旅行資訊，其中本研究運用DynaTAIWAN-Output Data之車輛追蹤檔 (VehTrajectory.dat)，其輸出內容如下：
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表3.3.1 DynaTAIWAN Output Data 車輛追蹤檔(VehTrajectory.dat)輸出內容 1. 車輛種類 2. 車輛編號 3. 是否註記 4. 是否能接收資訊 5. 產生之路段上游節點編號 6. 車輛貣點 7. 車輛迄點
8. 出發時間 9. 車輛進入路網時間 10. 抵達路網時間 11. 路徑節點數目 12. 實際通過節點數目 13. 總旅行時間 14. 路徑 Path 節點編號 15. 經過個節點之時間
16. 通過各路段節線之旅行時間 17. 該車輛在各路段節線之停等時間
本 研 究 運 用 軟 體 編 寫 程 式 AutoIT 編 寫 一 軟 體 ， 將 車 輛 追 蹤 檔 VehTrajectory.dat (純文字檔)之輸出內容，如圖3.3.1，重新編排且匯出一純文 字檔，做為本研究所需之內容(2.車輛編號、6.車輛貣點、7.車輛迄點、13.總 旅行時間、14.路徑Path節點編號)，以提升研究中分析之效率，如圖3.3.2。
圖3.3.1 DynaTAIWAN-Output VehTrajectory.dat原輸出內容
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圖3.3.1 DynaTAIWAN-Output VehTrajectory.dat重新編排輸出內容 另研究中需運用公路系統中之一般道路平均旅行速度及高速公路平均旅 行速度，而DynaTAIWAN-Output Data中附有路段資料，其紀錄路網中個別路 段在各模擬時段下之情況，其中含輸出路網資料之路段平均速度(LinkVel)，
因系統以即時之路況為考量，輸出格式為各模擬時段下以0.1分鐘為間隔如圖 3.3.3，故計算平均速度時之資料龐大，且一般道路與高速公路並未各別區分。
本研究另編寫一軟體計算整體系統之一般道路與高速公路之平均速度。計算 輸出如圖3.3.4。
圖3.3.3 DynaTAIWAN-Output LinkVel 原輸出資料
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圖3.3.4 DynaTAIWAN-Output LinkVel 平均速度計算結果
3.3.2 DynaMMSTAM數據格式轉換及自動化提升
DynaMMSTAM於先前研究在分析過程仍頇部分剪貼資料以完成整體分 配流程。本研究重新整理分析格式，將DynaTAIWAN及TAM-MAPTS分析之 結果置於相同之Excel檔案中以不同Sheet區分，自動連結兩系統間各需之資料，
達到分析過程自動化，而僅需改變其中成本變數，即可完成DynaMMSTAM 模式，增加分析之效率。如圖3.3.5與圖3.3.6，圖中將各變數以紅色框註明，
研究中用以變化之成本因子變數油價、停車費、公車票價包含其中，當做價 格彈性分析時，只要改變變數值，模式自動計算旅次分配率、油料節省量及 二氧化碳減量值。
圖3.3.5 DynaMMSTAM公路系統可改變之變數
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圖3.3.6 DynaMMSTAM複合大眾運輸系統可改變之變數
3.4節能減碳計算方法
國內對運輸工具之汙染排放計算以GHG Protocol為基準，運用第二章文 獻回顧中第八節之GHG Protocol計算公式(4)「CO2 排放量 = 行程距離 × 排 放係數」及99年經濟部能源局以IPCC 2006 年之原始數值與能源局提供之熱 值計算所得之汽油轉換係數，「每公升汽油可排放2.26公斤二氧化碳」計算二 氧化碳減量。二氧化碳減量計算如以下步驟。
(1) 累計所有私人運具改搭乘大眾運輸系統旅次之旅行距離。
(2) 本研究假設私人運具平均每公升汽油可行駛 10 公里(10 km/L)。
(3) 將 經 濟 部 能 源 局 計 算 之 汽 油 轉 換 係 數 (2.26kgCO2/L) 轉 換 為 (0.226kgCO2/km)。
(4) 運用 CO2排放公式「CO2 排放量 = 行程距離 × 排放係數」，即可 計算出二氧化碳減量。
其中油料節省量運用步驟(1)及步驟(2)，「總旅行距離/10」即為總系 統之油料節省量。
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3.5 旅行成本因子對節能減碳之敏感度分析
本研究選定旅行成本因子中可供政府做為節能工具之私人運具油價、停 車費及公車票價為敏感度分析之變數，以實際現況之私人運具油價、停車費 及公車票價等變數參數模擬路網中之運量分配情形，將其結果做為敏感度分 析比較之基礎樣本。依照研究中設計之變數範圍分別為公車票價為0~15元/次、
私人運具油價為25~40元/公升、停車費為30~70元/次，以不同意義之各種變數 組合分析結果，探討其運量及能源變化與基礎樣本間之差距。
本研究敏感度分析包含交通量分配率敏感度分析及能源敏感度分析，其 中交通量分配率敏感度分析經DynaMMSTAM重新分配旅次後得到各系統間 旅次之變化，進而得到各系統總交通量分配率之變化，此交通量分配率敏感 度分析以各種變數組合之分配結果與基礎樣本比較之；能源敏感度分析則將 運量變化中由私人運具轉乘至大眾運輸系統旅次之總旅行距離轉換為油料節 省量與CO2減量與基礎樣本比較之。
敏感度分析之變數，分別為私人運具之油價、停車費與大眾運輸之公車 票價，模擬中成本因子變數設計之基礎參考高雄市現況停車費30元/次及公車 票價12元/次，私人運具油價則參考經濟部能源局2010/01/01至2010/10/31所統 計出之國內95無鉛汽油最高油價32.5元/公升及最低油價26.1元/公升，參考以 上基準做合理之變動。因研究中將各變數之變動結果數據應用Matlab軟體以 3D立體呈現，以至變數組合之數量應適量，其分析變數設計如下：
私人運具之油價
私人運具之油價變數設計參考經濟部於2010年統計之基準，包含最高 32.5元/公升及最低油價26.1元/公升之範圍於其中，本研究以25元/公升至40元 /公升為油價範圍，其中以每三元為一間隔，故油價設計之變數為25、28、31、
34、37、40元/公升。
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私人運具之停車費
私人運具之停車費則以目前計次收費30元/次為基準，以每10元為間隔向 上增加，增加至少為原收費兩倍之價格，故停車費設計之變數為30、40、50、
60、70元/次。
大眾運輸之公車票價
大眾運輸之公車票價變數設計以現況之12元/次為基準，並考量民眾實際 之感受度為變化，如目前現況之公車票價12元/次，當票價改變時，民眾較能 接受以一枚硬幣5元/次或10元/次之方便性而搭乘公車系統，若高於12元/次則 以較不頇找零之15元/次相對為方便，另考慮公車於免費搭乘優惠之情形，故 公車票價設計之變數為0、5、10、12、15元/次。
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第四章 模擬結果分析
本研究旨在運用智慧型運輸系統之動態旅次運具選擇分配模式，解析各 旅行成本因子之變化所產生二氧化碳減量所帶來節能減碳之效益。本章將分 別於各節呈現以私人運具之油價、停車費及大眾運輸之公車票變化，所產生 之路網運具分配情形、油料節省量及二氧化碳減量之比較，且搭配路網長短 與路網交通量「順暢」、「中度」及「擁擠」程度對於節能減碳之影響。4.1 節
本研究旨在運用智慧型運輸系統之動態旅次運具選擇分配模式，解析各 旅行成本因子之變化所產生二氧化碳減量所帶來節能減碳之效益。本章將分 別於各節呈現以私人運具之油價、停車費及大眾運輸之公車票變化，所產生 之路網運具分配情形、油料節省量及二氧化碳減量之比較，且搭配路網長短 與路網交通量「順暢」、「中度」及「擁擠」程度對於節能減碳之影響。4.1 節