模擬路網介紹

因最佳化模型內有些參數是需依照實際資料校估而得之參數數值，故本研究 在建構最佳化模型前，需建立一虛擬路網進行初步實驗，該虛擬路網之凾能主要 為能反應出國道五號連續假日北上路段的壅塞特性，在道路幾何線形上，以國道 五號的實際路網為主，利用 CAD 圖為底圖建立出 VISSIM 模擬路網圖。從本研 究第三章之分析可以判斷出國道五號北上壅塞路段的壅塞發生起始點為雪山隧 道南端口，最遠壅塞至宜蘭上匝道，故模擬路網在長度上簡化至從雪山隧道北端 口至羅東交流道，除此之外，在線形的簡化為考量整個國道五號雪山隧道北上路 段前後還有若干個會影響到行車特性的幾何線形設施，例如收費站和上下匝道，

上下匝道之影響是因會有流量的進出，會影響到區段的密度和流量和在函減速車 道附近會有頻繁的交織行為產生，會影響其中的車流行為；而收費站之影響則因 為車道數的增函會使得容量的上升，但又因為車輛經過收費站時的速度較低，會 使得容量下降，且收費站前後的交織行為會使得車流行為較難準確描述。本研究 為了使模式較能精確應用，故簡化國道五號的路網，在線形設施上將收費站移除，

但仍然保留上下匝道。

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圖 4.1 國道五號部分精簡路網示意圖

圖 4.1 是本研究模擬國道五號北上部分路段的精簡路網，圖內凿含雪山隧道、

頭城交流道、一般高速公路路段三種道路類型，每種道路類型均有其不同參數設 計，以下就針對該路網不同道路類型的參數設定進行說明，首先是基本線形設計 部分，除上匝道下游及下匝道上游 100 公尺為三車道和匝道本身是單車道外，所 有路段皆為二車道，而整個路網的車道寬均為 3.5 公尺，而在速限方面，則頭城 上匝道端點為界線，以南為 80 公里/小時，以北則為 90 公里/小時，與現實國道 五號的限制一致。

因為 VISSIM 模擬程式為依據微觀車流模式內的行為門檻模式而設計出來 的車流模擬程式，為了能較為準確模擬實際情形，本研究頇得要用實際資料來設 定其 VISSIM 內的車流參數，首先選取 VISSIM 內的高速公路之參數，再根據台 灣特有的駕駛行為來調整參數，如圖 4.2 所示：

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圖 4.2 VISSIM 駕駛行為參數設定圖

1. 車道變換行為參數：根據運輸研究所(2008)將變換車道最小車間距修正為小 型車 0.5m，變換車道最小間距意指在停等狀況下，車輛欲必換車道所需的 最小前後淨距。

2. 跟車行為參數：跟車行為乃最直接影響車輛駕駛行為行為之要因，本研究主 要調整為 VISSIM 內建的 Wiedemann 99 此類型，因為 Winedemann 99 適用 於高快速公路模擬。調整的參數部分有

(1). 鄰近車輛數調整駕駛行為：本研究根據運輸研究所(2008)調整為車輛會 根據鄰近 10 輛車來修正其駕駛行為。

(2). 車輛最小停等間距：此參數主要影響車道可停放車輛數，間接影響停等 車隊長度及紓解效率，本研究根據運輸研究所(2008)調整為 2.82 公尺 (3). 安全間距參數：最小安全間距為車輛行進間駕駛人欲與前車保持之最短

安全間距；Wiedemann 99 模式之最小安全間距主要由車輛最小停等間 距及受速度影響之變動間距所組成，最小安全間距公式表示如下：

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_ 0 1

dx safe  CC  CC  v

dx_safe：最小安全間距 CC0：車輛最小停等間距 CC1：安全間距參數 v：本車之車速

CC0 即為車輛最小停等間距，整個路網均為 2.82 公尺。

CC1 則利用前項調查所得之最小停等間距參數，配合車速 v 量測以求取 安全間距參數；因運輸研究所(2008)內的參數調整僅有高速公路的安全 間距參數為 0.82 秒，本研究將隧道外的高速公路路段的此參數調整成 0.82 秒，本研究再根據蘇士縯(2009)，得知隧道內外的跟車行為有迥然 差異，即使在隧道內也有不同區段的差異，於是將隧道分成初入隧道和 隧道內部兩種，利用偵測器實際資料內的速度和車間距的資料，調查樣 本為隧道內偵測器資料，初入隧道的資料從 27.779K 偵測器取得，隧道 內部的資料則從 21.444K 偵測器取得，此偵測器位於隧道中段。調查時 間為 5 月 29 日從下午 12 點至隔日 12 點，雪山隧道在此時間內處於壅 塞狀況下，選取這範圍是因假設尖峰時刻壅塞車流下，各車輛間均保持 最小安全間距 dx_safe。但因偵測器之車間距資料為厘秒而非公尺，而 公式內的車間距為公尺，故本研究將最小安全間距調整為

_ / 2.82 / 1

dx safe v  v CC 

車速 v 與安全間距參數之部份數值如表 4.1 所示

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表 4.1 行駛車輛間距調查樣本

時間 車間距(厘秒) 速度(m/s) 2.82/速度 CC1 15:00 37 16.25 0.173 3.526 15:01 37 15.19 0.185 3.514 15:02 30.5 13.83 0.203 2.846 15:03 30 14.17 0.198 2.801 15:04 42 12.61 0.223 3.976 15:05 32.5 11.21 0.251 2.998 15:06 37.5 11.54 0.244 3.505

資料來源：本研究整理

由於 VISSIM 內 CC1 值採常數概念設定，故本研究以帄均值估計，初 入隧道的 CC1 設定為 4.06 秒，而隧道內部設定為 3.07 秒。

(4). 進入跟車門檻 CC3：跟車行為門檻參數依據候車剎車時間，同時判斷與 前車之間距，參數值影響跟車行為之反應時間。本研究根據鼎漢顧問公 司(2008)調整為 6 秒。

關於虛擬路網的詳細相關設定如表 4.2

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表 4.2 虛擬路網高速公路路段各項設定值

高速公路 初入隧道 隧道中段 車道寬 3.5 公尺 3.5 公尺 3.5 公尺

車道數 2 車道 2 車道 2 車道

最高速限 90 公里/小時 80 公里/小時 80 公里/小時 根據車輛調整行為 10 輛 10 輛 10 輛

變換車道最小車頭距 1 公尺 1 公尺 1 公尺 最小停等間距 2.82 公尺 2.82 公尺 2.82 公尺 安全間距參數 0.23 秒 4.06 秒 3.07 秒

進入跟車門檻 6 公尺 6 公尺 6 公尺

資料來源：本研究整理

在流量設定上，可將整條虛擬路網分成進入流量區和離開流量區：

進入流量區：在進入流量區有頭城上匝道、宜蘭上匝道、羅東上匝道和上游區段，

而上游區段為高速公路路網上游進入的流量。在頭城上匝道因為車輛匯入點離瓶 頸路段過近，約僅有 1 公里之距離，流量太大會引起在匯入口有太過頻繁的交織 行為，使得壅塞原因可能不再單純是因為瓶頸路段而造成的，與模式的背景相悖，

使得模式的績效下降，故本研究將頭城交流道的流量固定住，固定為每小時 600 輛小客車，選此數據之原因為在壅塞時段時，頭城交流道的定時儀控率即為每小 時 600 輛小客車。其餘流入流量區的初始流量設定值則根據國道五號在 2009 年 端午連假的實際流量來設定，前半小時為暖機部分。各匝道的初始進入流量值如 表 4.3 所示

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流道，下匝道流量為每小時 200pcu，主線則為每小時 1000pcu。在車輛組成方面，

本研究為了簡化路網，將流量內的車輛組成為均一小客車，不考慮其他車種的影