第五章 參數校估及模擬結果分析
5.3 模擬結果情境分析
將模式寫撰寫為程式後，為了探討模式的實用性以及了解模式中輸入參數的改變 對於系統之影響，建立了幾種情境對於模擬結果數據進行比較和分析其合理性，並且 為了比較模式所帶來影響，因此每個情境得亂數種子皆相同。
首先是針對前後兩輛車輛後車進行跟車時之模擬情形，觀察當驚覺心改變時對車 輛駕駛行為的影響，接著再設立幾種情境，觀察模擬程式中央車道整體車流車速和車 間距所受到的影響。
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
速度差(m/s)
時間(秒)
42
改變警覺心
在本文參數校估時，是將駕駛的警覺心假設為ㄧ固定值 0.8，而我們認為在同樣 的車流環境下，當警覺心越大時對於加減速的反應就會越劇烈，因此好奇在模擬程式 中是否能夠表現出此一特性，因此假設當警覺心分別為 0.2、0.5、0.8 三種情形，進 行跟車模擬，將三種警覺心的車速和加速度進行比較，所得的結果如下圖所示。
圖 5-3 三種警覺心模擬結果速度比較圖
圖 5-4 三種警覺心模擬結果加速度比較圖
可以觀察到三種情況下的車輛的速度都是逐漸得向期望速度逼近，且的確是初期 當警覺心越大時，速度的改變量較大，會較快達到和前車的速度相同，也和我們所預
16 17 18 19 20 21 22 23
0 5 10 15 20 25 30 35
速度(m/s)
時間(秒)
0.8 0.5 0.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 3 6 9 12 15 18
加速度(m/s^2)
時間(秒)
0.8 0.5 0.2
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期的結果一致。
車流整體狀況
我們改變三種參數來做為車流模擬情境：1.車流量：共分成高流量 1600 輛/小時、
中流量 1200 輛/小時、低流量 800 輛/小時。2.車種比例：可分成只有小型車、小型車 大型車比 80：20、小型車大型車比 50：50。3.左右車道有車和左右車道無車輛。
比較當車道車流量不同且不考慮大型車時模式所帶來的模擬結果，首先列出時間 空間關係圖。
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圖 5-5 一般情況低流量時空圖
圖 5-6 一般情況中流量時空圖
圖 5-7 一般情況高流量時空圖
因為本論文未考慮到車輛變換車道、事故發生、號誌控制等會對於車輛行駛狀況 產生較明顯變化的情形發生，也因此車輛的速度會逐漸的朝著預設的期望速度逼近逐 漸穩定。因此由時空關係圖圖 5-5、圖 5-6 和圖 5-7 只能夠觀察到因為車流量的不同
0 200 400 600 800 1000 1200
50 57 64 71 78 86 93 100 107 114 121 128 135 142 149 157 164
0 200 400 600 800 1000 1200
50 57 63 70 77 84 90 97 104 110 117 124 130 137 144 151 157 164
0 200 400 600 800 1000 1200
50 57 63 70 77 84 90 97 104 110 117 124 130 137 144 151 157 164
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車輛的時間間隔也會不同，流量越高前後車輛通過同一個位置的時間間隔會越短，或 是當車輛行駛距離尚短時因為車輛速度和期望速度仍有些差距，因此可以看到些許的 斜率也就是行車速率的改變。
１.當車流中包含大型車時
本論文之跟車模式有提到車輛的加減速會受到視線內車輛背面面積的影響，在此 為了確認是否會受到影響，模擬試驗增加改變小型車和大型車之間的比例除了原本的 100%為小型車，又有小型車：大型車 80：20 和 50：50 三種車輛比例。而各流量的 小型車和小型車比 80：20 和 50：50 模擬結果的每五秒平均速度和平均車間距比較圖 如下所示，其中左圖為平均速度，橫軸為時間(秒)、縱軸為速度(m/s)，右邊為平均車 間距，橫軸為時間(秒)、縱軸為距離(m)。
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圖 5-8 高流量三種車種比例每五秒平均速度與平均車間距比較圖
圖 5-9 中流量三種車種比例每五秒平均速度與平均車間距比較圖
圖 5-10 低流量三種車種比例每五秒平均速度與平均車間距比較圖
由圖中可看出只有高流量情形下，大車比例為 50%的車輛平均速度和平均車間距 的走向特別的不同，但是因為我們想要更明確的瞭解模擬結果是否會因為大型車車輛 比例的增加而造成平均速度和平均車間距的平均值改變，因此我們分別對高中低車流
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量的三種車種比例進行 ANOVA 檢定，觀察當流量相同車輛比例不同時速度以及車間 距的平均值是否會相同。
表 5-2 高流量三種車種比例平均速度 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 0.10583 22.0707 0.440 否 小型車：大型車
80：20
0.09908 22.1085 小型車：大型車
50：50
0.15997 22.1115
表 5-3 中流量三種車種比例平均速度 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 0.09433 22.1691 0.034 是 小型車：大型車
80：20
0.15044 22.1648 小型車：大型車
50：50
0.07442 22.2394
表 5-4 低流量三種車種比例平均速度 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 0.15250 22.0395 0.000 是 小型車：大型車
80：20
0.13465 22.0592 小型車：大型車
50：50
0.10865 22.2018
48
49
五秒平均速度平均值的 ANOVA 檢定結果有顯著的差異，和前面觀察折線圖認為高流 量情況下的平均速度看起來差異最大，反而檢定的結果為沒有顯著的差異。
並且我們好奇中低流量是哪些車種比例之間會有顯著的差異，因此再將這兩種流 量分別進行多重比較，在進行比較後發現，無大型車輛和大小型車比例為 50 比 50 時會有明顯差異，可以顯示在中低流量車種比例差異夠大時會對於車輛平均速度產生 影響。
表 5-8 高流量三種車種比例平均車間距 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 3.38288 41.8498 0.000 是 小型車：大型車
80：20
3.53919 40.0765 小型車：大型車
50：50
3.25742 46.5536
表 5-9 中流量三種車種比例平均車間距 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 3.54032 63.6644 0.000 是 小型車：大型車
80：20
3.27969 61.4871 小型車：大型車
50：50
3.23498 59.1586
表 5-10 低流量三種車種比例平均車間距 ANOVA 檢定結果
車種分配 變異數 平均數 P 值 有顯著差異
無大型車 4.06040 93.9442 0.027 是 小型車：大型車
80：20
4.53231 925699 小型車：大型車
50：50
4.35186 90.5975
50
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種比例的平均車間距皆有顯著的不同，再看多重比較的部分，無大型車和小大型車比 例為 50：50 兩種情況的比較，三種車流量下皆有顯著的差異。因此由已上的結果來 看，可以看道當車輛車種的比例差異夠大的時候，的確會影響駕駛行為改變車輛的平 均速度以及平均車間距，也表示此模擬程式的確能夠表現出當車流中的車輛車種改變 時，對於駕駛行為會產生影響。
２.只針對前車時對於速度的影響。
本論文跟車模式和傳統跟車模式差異最大的地方在於不僅針對和前方車輛的互 動關係改變車輛的加減速，因此好奇當目標車輛駕駛只考慮前方車輛的影響進行加減 速時，對於模擬結果會產生什麼差異。在此模擬試驗只有中央車道會產生車輛，表示 左右車道將不會有車輛對於駕駛產生影響。並以高流量每車道 1600 輛/小時、中流量 每車道 1200 輛/小時、低流量每車道 800 輛/小時進行模擬。模擬結果每五秒平均速度 以及平均車間距之折線圖如下所示。
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圖 5-11 高流量一般情況和無旁車之平均速度和車間距比較圖
圖 5-12 中流量一般情況和無旁車之平均速度和車間距比較圖
圖 5-13 低流量一般情況和無旁車之平均速度和車間距比較圖
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表 5-14 高流量一般狀況和無旁車每五秒平均速度檢定和平均車間距檢定
平均速度 平均車間距
變異數 平均數 變異數 平均數
一般情況下 0.10583 22.1522 3.38288 41.8498 只有前方車輛 0.07528 22.0707 2.04463 48.3283 P 值 0.605 0.003 0.088 0.000
有顯著差異 否 是 否 是
表 5-15 中流量一般狀況和無旁車每五秒平均速度檢定和平均車間距檢定
平均速度 平均車間距
變異數 平均數 變異數 平均數
一般情況下 0.14138 22.1691 3.54023 63.6644 只有前方車輛 0.09433 22.0252 3.35498 63.1849 P 值 0.056 0.000 0.839 0.625
有顯著差異 否 是 否 否
表 5-16 低流量一般狀況和無旁車每五秒平均速度檢定和平均車間距檢定
平均速度 平均車間距
變異數 平均數 變異數 平均數
一般情況下 0.15250 22.0395 4.06040 93.9442 只有前方車輛 0.24631 21.9119 4.17733 92.5574 P 值 0.012 0.033 0.954 0.240
有顯著差異 是 是 否 否
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表 5-17 一般狀況和無旁車每五秒平均速度檢定是否顯著差異整理
平均速度 平均車間距
變異數 平均數 變異數 平均數
高流量 否 是 否 是
中流量 否 是 否 否
低流量 是 是 否 否
結果顯示，高中低三種車流量每五秒速度平均值皆有顯著的不同，可以表示當在 ㄧ般情形和無旁車時，這兩種狀況對於車輛速度影響會有顯著的差異，顯示此模式的 確可以反應出當旁邊車道有車輛在行駛時的確會影響到整體車流的速度。而在平均車 間距的部分，由車輛平均間距圖和檢定結果可發現，只有高流量情況下的平均車間距 會有顯著的差異。由以上的檢定和數據觀察，顯示駕駛在行車時其平均車速，會因為 受到周遭環境的影響影響而有所改變。
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