第四章 實驗設計與情境設定
第二節 實驗設計
一、VD數量及擺設位置之選定
由於在原有之流量調查中顯示主要之瓶緊路段為台68線東西向快速道路往 西及東大路往東二方向之路段，因此首先將此二方向之路段設置VD偵測器為情 境一（如圖17-1所示）。另由東大路往東方向之車流均會嚴重影響東大路往西 車輛之行車順暢，隨同東向之車流增加延滯，因此於東大路往西之方向增設一 顆VD為情境二（如圖17-2所示）。經由前述發現隨著流量的增加，以及因為有 設置VD之影響使得台15線西濱公路南下之流量增加，並因此減平均低速率及增 加平均延滯，為了有效紓解南下車流，本研究再試圖於台15線南下方向二處路 段（竹北至台68線東西向快速道路口及台68線東西向快速道路口至東大路段等 二處路段）設置VD為情境三（如圖17-3所示）。最後由於研究路網共有二處號 誌化路口，因此本情境研擬將VD怖設於二處路口之七個行車方向，以探究全觸 動之情形下對於整體路網之效益為情境四（如圖17-4所示）。綜上，因此分別 以 2VD、3VD、5VD、7VD作為不同之測試條件（如圖17所示），另由於在文 獻中對於VD佈設距離的效益並未有定論，因此為了分析VD與停止線之距離所 產生之影響，本研究則選定由近而遠之方式，逐一將VD佈設在距離停止線0m、
50m、100m、150m、200m作為實驗之方式，以分析VD佈設距離對於觸動成效 所產生之差異。
（1）2VD （2）3VD
（3）5VD （4）7VD 圖
17 VD數量及位置示意圖
二、交通量之選定
新竹市政府(2009)所調查之交通量顯示由各端點（如圖18所示）進入路網之 交通量如表13之流量3，其中最低交通量為 node 201-402，尖峰小時交通流量為 600pcu，因此將此一交通量設定為中量基數，並以流量基數由低至高的方式設 定為200、400、600、800、1000 pcu/hr，同時依比例換算各節點之交通量後，
以TSIS分析交通量由低轉換至高流量時對於觸動控制所產生之平均延滯及平均 速率間的差異。
圖
18 路網節點示意圖
表13
節點交通量 單位：pcu/hr 節點 流量1 流量2 流量3 流量4 流量5 203-402 137 274 411 548 685 路口一 202-402 470 940 1410 1880 2350
201-402 200 400 600 800 1000
204-401 208 416 624 832 1040 206-401 226 452 678 904 1130 路口二
205-401 332 664 996 1328 1660 203-401 529 1058 1587 2116 2645
三、觸動式控制邏輯之方式及選定
觸動式控制號誌的方式如圖19所示，假設第一時相與第二時相之最小綠燈 時間均為5秒，最大綠燈時間均為10秒，第一時相無論有無觸動均會至少執行最
小綠燈時間5秒，第6秒開始則會因應觸動之發生而延長綠燈時間，觸動之時間 在本例為1秒，因觸動而延長之最大限度即為最大綠燈時間。以本例來說，當第 一時相於第8秒之後即無觸動發生時，則號誌便切換為黃燈，並進而轉換為第二 時相，因此本號誌週期則會因為觸動之不同而在最低10秒至20秒之間變化，以 上即為全觸動之概念。
圖
19 觸動控制方式簡易圖
TSIS設置觸動式控制號誌的時相表中僅有一種模式，但此一模式允許設定 二種不同的時相控制方式。以台15線西濱公路、東大路口為例，於四個主要行 車方向均設置 VD 觸動之情形下，相關時相可以設定成二時相與四時相二種型 態。
（一）二時相設計
以四叉路為例，將南北向及東西向之號誌時相各別合併，意即在一個cycle 中只會有二組時相，依照圖20所示，將 node 203-401 、 node 205-401合併為一 時相，另將 node 206-401 、 node 204-401合併為一時相，儘管四個行車方向都 具有VD觸動之功能，但合併後僅能就二個時相設定觸動之最小與最大綠燈時
間。
圖
20 台15線西濱公路、東大路口二時相資料圖
就功能上來說，在同一時相內之二方向車流所觸動之最小至最大綠燈 時間均相同，但依圖21所示，當左側向東之車流量大於右側向西之車流量 時，即可能因為向西之觸動頻繁，而不斷延長綠燈時間，但向西之車流量 雖然低，卻必須配合向東之綠燈時間而形成浪費。
圖
21 二時相運具模擬示意圖
（二）四時相設計
以四叉路為例，倘若將四個行車方向均個別設置不同的時制時，在TSIS 中 可以建構成如圖22所示，將 node 203、205以及 node 204、206個別作為單一時 相，能夠各給予不同之秒差設定，並依照車流量之變化產生不同之觸動。
圖
22 台15線西濱公路、東大路口四時相資料圖
不過在TSIS的架構中，所謂四時相其實是依照二時相的模式運作，如圖23 所示，Phase 1與Phase 5是並列在同一個時間點同時啟動，當運作時間結束則接 續執行 Phase 3 與 Phase 7，而與圖20之二時相資料圖最大的差異則在於可以分 別設定四組不同的時制資料，以因應各方向車流的變化。
圖
23 四時相順序表示圖
四、觸動式控制秒差之設定
本研究為探討新竹市政府(2009)設置於台68線東西向快速道路、台15線西濱 公路與東大路之觸動成效，以及研究VD設置於不同之路段與距離，且在不同之 交通流量狀況下之優異，因此有關時制均完全依照新竹市政府現況時制計畫表 中的綠燈時間作為模擬之依據（如表14所示）。
表14
新竹市政府現況時制計畫表
台68 線與台 15 線西濱公路口（路口一）
型態分類 第一時相 第二時相
無觸動模式(sec) 70 60
1 52 34
2 92 42
觸動模式時制
計畫 3 54 80
(sec) 4 59 75
5 54 80
東大路與台15 線西濱公路口（路口二）
型態分類 第一時相 第二時相
無觸動模式(sec) 72 52
1 52 34
2 92 42
觸動模式時制
計畫 3 80 54
(sec) 4 59 75
5 54 80
資料來源：新竹市政府(2009)
由於觸動式控制會依照車輛之觸動而自行增加綠燈時間，因此本研究藉表 14新竹市政府現況時制計畫表分別將各時相之最小值與最大值作為最小綠燈時 間及最大綠燈時間之依據，並因應模擬VD之數量而在有或無觸動控制之行車方 向設置綠燈時間。
實驗情境依照各路段的延滯及嚴重性分別依序設置不同數量之VD為研究 之策略，即2VD、3VD、5VD、7VD，另因TSIS在觸動控制設定的方式而有二 時相與多時相之設定，因此有關時相與時制之設定分別說明如下：（由於本研 究範圍內具有二個路口設置觸動控制，因此北端的台68線東西向快速道路、台 15線西濱公路口簡稱路口一，南端的台15線西濱公路、東大路口簡稱路口二）
（一）2VD
依照TSIS的模式可區分為二時相與多時相之觸動設定，因此分別說明如 下。在二時相的情境下，圖24所示2VD二時相路口一之號誌時相與時制圖 phase 1由於並無設置VD觸動，因此 min green 與 max green 均依照表14所示之無觸 動部份設定為70秒，而 phase 2則由表14路口一中得知現況綠燈時間之設定介於 34秒至80秒之間，因此本情境也採用與現況相符之設定，將 min green 與 max green 分別設定為34與80秒。
圖
24 2VD二時相路口一號誌時相與時制圖
路口二之 phase 1並未設置VD觸動，因此 min 和 max green 均依照表14
設定為72秒，phase 2則也依據表4.2將 min 和 max green 分別設定為34與80秒
（如圖25所示）。
圖
25 2VD二時相路口二號誌時相與時制圖
2VD多時相路口號誌時相與時制之設定，由於路口一為T型路口，且設置 VD之路段僅一個行車方向，因此在 phase 1 和 phase 2 之min 和 max green與 圖24相同，在此不再說明，請參閱圖26及圖27所示。
圖
26 2VD多時相路口一號誌時相與時制圖
圖
27 2VD多時相路口二號誌時相與時制圖
在多時相的設計中必須將有設置VD方向之時相拆開，因此必須將原有 phase 2的時相改成 phase 3 和 phase 7。Phase 2需清除的原因與 TSIS的設計原 則有關，本研究無法說明，但將原有的第二時相 phase 2改成並列的phase 3 和 phase 7係因實際運作時必須將此二個看似不同的時相同時啟動，因此必須如圖 27所示採相同之設計。由於本研究原則上仍在現況下探究VD之最佳佈設位置，
因此以圖27為例，即使路口二之 phase 3 行車方向設置VD，但因 phase 7與 phase 3同時運作，因此phase 7 之時制也必須與 phase 3 相同，phase 1 和 phase 2則依照未觸動之時制辦理。
（二）3VD
3VD二時相路口一號誌時相與時制之設定與2VD相同，phase 1 的 min 和 max green 均設定為70秒，phase 2的 min 和 max green則設定為34與80秒（如 圖28所示）。
圖
28 3VD二時相路口一號誌時相與時制圖
3VD二時相路口雖然增設一顆VD，但時制設定與2VD相同，phase 1 的 min 和 max green 均設定為72秒，phase 2的 min 和 max green則設定為34與80秒
（如圖29所示）。
圖
29 3VD二時相路口二號誌時相與時制圖
3VD多時相路口一號誌時相與時制資料在多時相之設定中與二時相相同，
phase 1 的 min 和 max green 均設定為70秒，phase 2的 min 和 max green則設 定為34與80秒（如圖30.所示）。
圖
30 3VD多時相路口一號誌時相與時制圖
3VD多時相路口二號誌時相與時制設計與二時相路口二的原理相同，細節 部份請參考圖4.11之說明，phase 1依照未觸動之時制將min 和 max green設定為 70秒，phase 3 與 phase 7 之min 和 max green設定為34、80秒（如圖31所示）。
圖
31 3VD多時相路口二號誌時相與時制圖
（三）5VD
5VD二時相路口一號誌時相與時制的 phase 1在有設置VD的情況下，有關 時制亦參照表4.2將min 和 max green 設定為52與92秒，phase 2之min 和 max green設定為34、80秒（如圖32所示）。
圖
32 5VD二時相路口一號誌時相與時制圖
路口二號誌時相與時制的 phase 1在有設置VD的情況下，有關時制亦參照 表14將min 和 max green 設定為52與92秒，phase 2之min 和 max green設定為 34、80秒（如圖33所示）。
圖
33 5VD二時相路口二號誌時相與時制圖
由於5VD多時相路口一在南下方向增設一顆VD，因此如圖34所示，需將原 有合併在phase 1之時制分為phase 1 和 phase 5，min 和 max green則依照表14 設定為52與92秒，由台68線東西向快速道路往西則設定為 phase 3， min 和 max green設定為34、80秒。
圖
34 5VD多時相路口一號誌時相與時制圖
路口二在南下方向增設一顆VD，因此如圖35所示，需將原有合併在phase 1 之時制分為phase 1 和 phase 5，min 和 max green則依照表14設定為52與92 秒，而原 phase 2 則分為phase 3 和 phase 7，min 和 max green則依照表14設 定為34與80秒。
圖