紓解凹陷與緩坡路段壅塞之實例

在高速公路的瓶頸路段由於直接影響到高速公路之容量與效率，因此在過去 已有不少人提出紓解瓶頸路段的方案。但瓶頸路段並非皆在緩坡或是凹陷路段出 現。如前述文獻提出在隧道口亦有可能發生壅塞，台灣國道五號雪山隧道即是此 一類型。而鄰近系統交流道或是某些較複雜的匝道區域亦有可能造成瓶頸路段。

雖造成瓶頸路段之原因可能十分相近，多為車速在行經此路段時因為某些原因下 降。但本研究著重於坡度造成之瓶頸路段，解決方式亦朝向此一方向尋找，因此 暫不考慮紓解隧道口壅塞之瓶頸問題。

日本在過去已試著以不同方式紓解此類路段之壅塞情形。由上一節可知，坡 度對交通量造成之影響，在車道數增加時會略為降低。因此Takashi君提出可在瓶 頸路段處額外增設車道（圖2-2），使得某些能明顯體認到上坡的駕駛不會因為前 方車輛減速而被迫降低車速。透過部份車輛可藉由額外增設之車道加速通過此一 瓶頸路段，可紓解原本在上坡時因所有車速減慢造成之回堵情形。而增設車道會 在脫離瓶頸路段後縮減回原本之車道數[3]。

然而文章內同時也提到，此種類型的設計有著對車道使用的間接控制，以及 當交通量更大時可能會在縮減車道處因車流匯流而發生安全問題。且此種處理方 式並非所有路段皆適用，除非原本路側十分空曠或是已在該路段施工期間便額外 規劃好預留增設車道之用地，否則要在發現壅塞問題之後於瓶頸路段增加車道，

不但耗費資金與時間甚鉅，且未必有足夠之空間設置。即使額外車道設置完成之 後也有可能因為局部容量增加，下游發生壅塞轉移現象，即此處大量車流順暢通 過後，反而導致下游某處因容量不足無法負荷如此龐大之車流而發生壅塞，產生 新的瓶頸路段。此一方法並不適合在台灣地區實施，因此本研究不考慮以此方法 進行紓解瓶頸路段之手段。

圖2-4 在瓶頸路段額外增設車道

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而Sato[15]君也提出以輔助車道試圖紓解交通壅塞，在日本連接名古屋與大 阪的東名阪快速道路上一段瓶頸路段的雙向進行改善措施。將原有的匝道加減速 車道延長，並將現有的輔助車道作連接。在inbound方向作出一條長5公里的輔助 車道，而outbound方向作出6公里的輔助車道（如圖2-3）。結果發現inbound與 outbound的瓶頸路段臨界車流皆有所增加，而總延誤在兩個方向也都有所減少。

成功的以連接加減速車道作為輔助車道改善了因為壅塞造成的旅次時間延誤。

圖2-5 連接輔助車道

但若無法在問題路段增設車道，則可就「預防車速下降」 、 「回復車流速 度」 、「調整車道使用效率」、「使用路肩增進車道使用效率」等方面著手[9]，皆 是可以在不改變道路結構的前提下實行之手段。Kobayashi君認為造成瓶頸路段 處車輛煞車的原因在於駕駛人的車速過快以及變換車道，使得後方來車往往需要 進行減速以避免碰撞（如圖2-4），進而造成煞車行為往後傳遞以及超車道壅塞。

圖2-6 隧道前瓶頸路段

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因此Kobayashi君提出在瓶頸路段前進行速度控制來減輕這個情況。分別在 Kobotoke 隧道的前2 km、5 km、10 km處進行速度控制實驗，限制變換車道行為 以及將車速降至某一水平平衡車道的使用水準（如圖2-5）。實驗結果發現限制車 速後反而提昇了該路段之容量，減少了旅次時間。其中尤其以壅塞路段前2 km處 實施速度控制後提昇最為明顯，減少了約13 %的旅次時間、增加道路容量約5 % 至7 %[7]。將平均車速降低能使駕駛在發現與前車距離拉近時，踩煞車的動作較 為和緩，對後方之煞車衝擊較小。

圖2-7 進行速度控制後之瓶頸路段

除設置速度上限以及限制變換車道行為以避免駕駛人之煞車過於劇烈外，在 駕駛人的視線範圍內設置輔助標誌提示交通狀況是一種新的低成本紓解壅塞手 段。Saito君[10]以路邊設置LED輔助標誌與停放LED輔助標誌車（圖2-6、圖2-7）

試著紓解壅塞路段，輔助標誌顯示的內容則分為兩種：一種是在未壅塞路段處顯 示固定資訊提醒駕駛人正經歷上坡路段，記得踩油門維持車速；另外一種則是在 壅塞路段的下游設置動態交通資訊，提醒駕駛人加速以脫離壅塞路段。該研究指 出，設置動態交通資訊確實可提昇瓶頸處之交通量，但是設置一面與設置兩面提 示面板並沒有顯著差異。同時也表示要清楚地得知壅塞前之臨界交通量是否增加 仍有困難，因為在研究中提供非壅塞路段資訊之LED輔助標誌並非動態資訊。

圖2-8 LED輔助標誌車 圖2-9 LED輔助標誌

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Hiroshi君研究Tokyo metropolitan expressway（首都高速道路）的潛在容量以 及瓶頸路段[16]。以速度流量圖分析在不同天氣情況下、平日與週末假日以及白 天、晚上等變數下車流的運行情況，並分析其運行速率。研究目標為符合以下兩 個條件的車流：每五分鐘平均速率大於50 km/hr、平均車頭間距大於10秒（即交 通量小於60 veh/5 min/2 lane）。為將運行速率以及里程數繪製成折線圖後，針對 其中車速特別低的路段進行分析（如圖2-8），研究是否因縱向坡度（longitudinal gradient）造成的輕微速度降低產生的衝擊坡，導致該路段成為瓶頸路段（如圖2-9）。研究結果發現，Funaboribashi匝道附近的車速因輕微的坡度變化略為下降5 km/hr，而Hiraiohashi匝道附近略下降了3 km/hr。

圖 2-10 首都高沿線運行速度變化