機車對公車靠離站與路側停等車輛之反應行為模式

由於台灣地區的機車於行進時，多數為靠道路右側行駛，因此容易受到路側設施與停等 車輛的影響而變換行進路線。本次研究先針對機車對於公車靠離站與路側停等車輛之反應行 為建立模式。本章 5.2.1 節先說明問題之定義，接下來於 5.2.2 節探討機車對公車靠站與路側 車輛反應行為之實證分析，最後則於 5.2.3 節介紹機車對公車靠站與路側車輛反應行為模式。

5.2.1 研究問題定義

機車相較於小汽車容易做出橫向偏移的動作，也較不受車道的規範。因此當機車面臨前 方公車到離站時，機車駕駛很有可能會選擇左偏、右偏，而有些較保守之騎士可能會選擇持 續跟在公車後方。如圖 5.10 所示。而當機車面臨前方車輛為路側停等車輛時，由於停等車輛 多數為靠路側停放，且為一靜止狀態，因此不像公車靠離站，有些保守的機車或許會持續待 在公車後方等待公車離站，所有的機車皆會由左側超越路側停等車輛，但機車選擇左偏的時 間點會隨著周遭環境而有所差異，如圖 5.11 所示。

圖 5.10 公車站範圍內機車跟車示意圖

圖 5.11 機車閃避路側停車示意圖

由於車輛於市區道路行駛時，會受到各種外在因素影響其駕駛行為，包含其它車輛、實 體設施、行人穿越、路邊停車、號誌以及標誌等等。本研究為了精準找出機車於公車站受公 車或路側停等車輛影響之案例，本研究需要建立一套區間判斷規則，了解鄰車所在位置於本 車周遭的哪一個區間，區間判斷準則將於 5.2.2.2 節中說明。另外，由於欲研究機車對公車到

公車停靠區

5.2.2 實證分析 5.2.2.1 資料來源

本研究之調查地點 D、E、H、J 與 K 皆有公車停靠站與路側停等車輛，而《機車行為模 式在都市混合車流中之實証分析及模式建立》計劃案中之地點 B 與 C 也有公車停靠站與路側 停等車輛，因此此兩模式將使用上述資料進行模式校估。

本研究透過 MATLAB 平台的開發，可將資料庫的數據進行相關分析。資料庫存有每台車 在道路中每一秒的座標位置，可定義將車輛周遭範圍內的最近車輛，若該車輛為公車或路側 停等車輛則符合條件。而機車對公車或路側停等車輛反應行為實證分析分別如下：

5.2.2.2 機車對公車靠離站之決策行為

本分析僅先探討公車位於機車右前方與右後方的案例，藉由兩車的座標、車體角度、速 度、距離、夾角等變數，觀察機車超車的過程。篩選而得的資料呈現出機車會先漸漸往內側 車道偏移，直到即將超越公車車頭時，又漸漸往外側車道移動。如圖所示，機車因為公車在 路邊停靠，從其左方通過的軌跡。

圖 5.12 機車通過公車站之移動軌跡示意圖

為了能解釋機車行為受公車影響之情況，本節中挑選兩個案例加以說明。首先必須從車 輛軌跡資料庫進行篩選，判定方式是從機車(本車)周邊六個區間(前、左前、右前、後、左後、

右後方)中各挑出最多十台車輛，並找出各個區間裡距離本車最近的車輛，若該車為公車則符 合條件，並記錄兩車的車輛編號與當下的車輛移動特性。本案例探討公車原先位於機車右前 方，而機車漸漸超車直到公車位於機車右後方的過程。兩個案例列出了各相關之變數，希望 藉由對變數的觀察了解機車行為受公車影響的情況，並進一步解釋：

1.

t：時間，秒

2.

Zone：公車所在區間，判定以兩車車頭位置為基準。3 代表公車位於機車右前

方，6 代表公車位於機車右後方。

公車停靠區

6.

Ang

m、Angb：車體本身偏向角度。正值為車頭偏向內側車道，負值為車頭偏向 外側車道。

7.

D

MB：機車與公車的距離。當公車為前車，機車為後車，此距離是指機車與公 車的最短直線距離。若兩車為並排，則距離為兩車之平行距離。

8. ∆𝑋mb：指機車與公車之 x 座標的差值，若兩車為並排，則值為 0

∆𝑌mb：指機車與公車之 y 座標的差值

9.

Ang

mb：𝜃，指公車(右後/左後角)與機車車頭所形成之夾角。若兩車為並排，則 角度為 90 度。

圖 5.13 機車和公車之角度與距離示意圖 表 5.7 機車受公車進站影響之案例 1

t Zone Vm Vb ACCm ACCb ∆𝑌m Angm Angb DMB ∆𝑋mb ∆𝑌mb Angmb

(秒) -- (公里/小時) (公里/小時) (公尺/秒²) (公尺/秒²) (公尺) (度) (度) (公尺) (公尺) (公尺) (度) 91 3 44.55 16.09 -4.16 -0.27 0.87 3.86 -7.87 4.24 3.73 2.02 31.69 92 3 38.39 13.46 -6.16 -2.63 -0.22 -0.53 -5.08 2.12 0.00 2.12 90.00 93 6 41.91 11.64 3.52 -1.83 -0.24 -1.11 -4.14 2.93 0.00 2.93 90.00 94 6 36.49 4.68 -5.42 -6.95 -0.75 -3.84 -2.57 8.25 8.00 2.01 111.09 95 6 32.31 3.27 -4.17 -1.41 -0.45 -3.01 -5.05 16.33 16.19 2.08 101.03

案例 1 當中，機車受公車影響的情況持續了五秒，由公車所在區間得知原先在機車右前 方的公車逐漸被機車超車的過程。當兩車夾角 Ang mb為 90 度時，代表兩車正並排，亦即兩車 車身的某一部份有在同一 X 座標上，因此兩車並排時有可能會出現公車車頭(Zone=3)在前或 是機車車頭在前(Zone=6)的情況。機車於 91 秒的時候預備超車，此時∆𝑌m和 Angm皆為正值，

代表機車正朝內側車道移動，有明顯的橫向偏移行為。當機車車頭預備超越公車車頭時，機 車的速度較高一些，一旦超車之後，此時∆𝑌m和 Angm皆為負值，代表機車開始向外側移動，

並漸漸遠離公車。本案例公車速度愈來愈慢，且 Angb為負值，代表公車正朝外側車道移動，

單就表格數據顯示，有可能是預備停靠公車站的行為。

𝜃

公車

D

MB

X

Y

表 5.8 機車超車公車之案例 2

t Zone Vm Vb ACCm ACCb ∆𝑌m Angm Angb DMB ∆𝑋mb ∆𝑌mb Angmb

(秒) -- (公里/小時) (公里/小時) (公尺/秒²) (公尺/秒²) (公尺) (度) (度) (公尺) (公尺) (公尺) (度)

508 3 58.89 37.52 12.01 7.01 -0.08 -0.29 -2.22 2.76 0.50 2.71 80.58 509 3 61.03 32.96 2.14 -4.56 -0.33 -1.04 -0.38 2.45 0.00 2.45 90.00 510 6 55.05 36.83 -5.98 3.86 -0.38 -1.40 -0.76 2.38 0.00 2.38 90.00 511 6 59.00 45.87 3.95 9.04 -0.78 -2.60 0.07 3.73 3.43 1.47 126.85 512 6 58.52 32.52 -0.47 -13.34 -0.34 -1.32 -0.32 10.71 10.65 1.22 102.27

此案例機車與公車皆在市區道路中以較高速行駛。機車於 508 秒的時候預備超車，車體 偏向角度為負值，代表機車正往外側車道靠，出現了偏移約 0.08 公尺的行為，至於為何其不 選擇向內側車道的原因，可能是機車覺得與公車之間的安全距離已經足夠，或是後方快車道 有來車，無法切進內側車道。509 秒時兩車已經並排前進，機車持續地向外側車道些微移動，

但兩車平行距離仍保持約 2.45 公尺。511 秒當機車車頭已經超越公車車頭時，機車有往外側 車道較大的偏移行為約 0.78 公尺，行車角度也較大，代表機車駕駛確認超車之後，馬上切至 外側慢車道。超車後機車持續以高速向外側車道行駛，漸漸遠離公車。本案例中的公車速度 皆維持在 30km/hr 以上，與前一個案例不同之處在於公車並未路邊停靠，而是正常行駛在車 道上且被機車超車的例子。

本研究透過忠孝東路路段所蒐集的影片還原，挑出機車跟車公車的案例，如下圖(a)至(e) 分別為不同秒數下的連續移動行為，機車想找機會從公車左側通過，但發現公車有微向內側 車道偏移的動作，且再比較左前方間距與右前方間距以及周遭鄰車的行車狀態後，可能覺得 從左側超車風險性太大，便決定開始向右偏移跟車，直到偏移至可以鑽車的位置，最後從公 車與路邊停等計程車之間快速通過。

( a )時間= t : 機車想從公車左側通過

( b )時間= t + 2：機車觀察到公車有些許向內側車道偏移的行為

( c )時間= t + 4：機車比較左前、右前間距以及周圍鄰車狀態後，決定偏右行駛

( d )時間= t + 7：機車持續向右偏移至可進行鑽車位置

( e )時間= t + 9 : 機車最後從路邊停等計程車與公車之間快速通過

由上述可知，機車會受鄰車之影響而有不同之決策行為，藉由本車與鄰車相對關係，進 一步探討本車受鄰車影響的駕駛行為。本研究將本車周邊分成六個區塊，涵蓋左前(2)、右前 (3)、前(1)、左後(5)、右後(6)、後方(4)，如圖 5.15 所示，其中 M 為本車。所有區塊之長度為 以本車車頭為基準，往前或往後延伸 15 公尺，左前、右前、左後、右後區塊寬度設定為 4 公 尺，為一個車道寬 3 公尺加上預留寬度 1 公尺，前後方區塊寬度設定為機車本身的寬度，0.6 公尺。

圖 5.15 車輛周圍區塊示意圖(機車對公車靠離站反應模式)

如圖 5.16 所示，定義車輛(Vehicle)的車頭與車尾點，A、B 分別代表車前中點、車後中點。

判定區間必須用到車輛車頭與車尾之 X、Y 座標，因此以下敘述皆用 XVA、YVA、XVB、YVB、

X

MA

、Y

MA、XMB、YMB分，別代表臨車車前中點之 X 座標、臨車車前中點之 Y 座標、臨車車 後中點之 X 座標、臨車車後中點之 Y 座標、本車車前中點之 X 座標、本車車前中點之 Y 座標、

本車車後中點之 X 座標、本車車後中點之 Y 座標。

圖 5.16 車輛座標示意圖

區間判斷方法先了解各車輛之 A 點或 B 點是否有在六個區塊裡，若有才代表該車輛為本 車之鄰車。接著比較鄰車車頭 XVA與本車車頭 XMA之大小：

 若 XVA≤XMA，代表鄰車車頭位置在本車車頭位置之後，判斷 YVA位置便可將鄰車歸類 於本車之左後方、後方或右後方；

(1) (3) (2) (4)

(6) (5)

 若 XVB>XMA，代表鄰車之車尾已經在本車車頭前方，而本研究主要探討公車對於機 車的影響，公車車身龐大移動緩慢，進出站時行駛角度較大，因此本研究判斷鄰車 位於本車之前方之條件為，只要鄰車之車身占用位本車之前方區塊時，便已經阻擋 本車直線前進的路徑，因此將該鄰車判定在本車前方，同時為了避免車輛並未阻擋 本車直線前進，但卻被判定在本車前方的情況發生，本研究設置前方區塊的寬度僅 0.6 公尺，即一般機車寬度。此情境下，若機車欲超車前方公車或路側停等車輛時，

則必須進行橫向偏移行為，否則直行之路線受到公車車身阻擋。上述為設置前方區 塊寬度大小的考量原因。若鄰車之車身並沒有位於本車之前方區塊裡，則可依其 YVA、

Y

VB位置判定該車位於左前方或右前方。當前方車輛為公車時，由於公車車身較長，

因此本研究認為只要車輛車尾位於區塊裡，亦可視為機車之左前方、前方、右前方 的車輛。

圖 5.17 車輛周圍區塊車輛狀態示意圖

利用圖 5.17 所示，便能將上述規則以簡單明瞭的方式呈現。車輛 1 位於本車 M 之左後方；

車輛 2 位於本車 M 之右後方；車輛 3 位於本車 M 之左前方；車輛 4 位於本車 M 之右前方；

車輛 5 之車身已經占用到前方區塊的範圍裡，因此可判定該車輛位於本車 M 之前方。

透過電腦程式判斷及篩選，可以得知每輛車於每一秒之周遭鄰車編號，篩選而得之車輛

透過電腦程式判斷及篩選，可以得知每輛車於每一秒之周遭鄰車編號，篩選而得之車輛

在文檔中 混合車流模擬技術研發-機車行為研究 (頁 105-129)