第三章 自動公路系統變換車道模式之構建
3.2 系統定義
為了界定事故引起之車道阻塞，我們選定高速公路主線的一段路段，路段上 設定一個事故地點，來觀察自動控制車輛在車道內及車道間的交通情形。
當事故產生後的影響，分為「車道內交通行為」與「車道間交通行為」兩部 分，對於特定的自動控制車隊(Automated-control platoon)進入事故影響區後，將 面臨三種情境：(1)車隊的前進與拆解(Platoon-approaching)；(2)變換車道
(Lane-changing)；(3)車隊重組(Platoon-reforming) ；如圖 3-1 所示，第一個情境是 車隊會調整前進的速率來回應可能會有的事故衝擊，並且在其間分解成獨立的自 動控制車輛。第二個情境則是啟動自動變換車道機制以通過事故地點，若鄰近車 道車流狀況不允許變換車道，則可煞車停在事故上游的自動控制車道內。第三個 情境則是通過事故地點後，在事故下游重新變換回自動控制車道，並且重組車 隊，並繼續在高速公路上的前進。
圖 3-1 中，內側車道為自動控制車道，在自動控制車道內行駛的為自動控制 車輛(黃色)，鄰近車道中行駛的為人為駕駛車輛(白色)。AC 車道內灰色圖塊為事 故地點，箭頭方向為車輛前進方向。
資料來源：Sheu(2004)
圖 3-1 事故上下游之影響區示意圖 3.2.2 車隊前進
自動控制車輛在事故未發生前，每輛車輛皆以高車速、小車間距的方式串 聯，組成車隊形式來前進。為了控制自動控制車隊接近事故地點，定義出三個動
態區域，當 AC 車輛行駛在這三個區域中，便分別決定了其車流行為：(1)車隊拆 解區(Platoon decomposing zone)； (2)事故造成之 AC 車輛跟車行為(incident- induced AC car-following zone)； (3)強制煞車(mandatory braking zone)。而這三個 動態區域由三個門檻值所界定出來，分別為Xbσ、Xσf、Xdσ，表示由事故地點起算 到路段上游之實際縱向距離(如圖 3-2 所示)，其中σ 代表給定的目標 AC 車隊σ； 下標 b 表示強制煞車(mandatory braking)；下標 f 表示跟車行為(car following)；下 標 d 表示為車隊拆解(platoon decomposing)。
門檻值Xbσ是對於所有 AC 車輛如果無法在跟車區中尋求變換車道成功時，能 夠從目標車隊σ 中拆解出來，並安全地停止在事故地點上游之最小的安全距離要 求，其中最小安全距離是車輛以最大減速度來減速所需之行駛距離。若 AC 車輛 尚未進入此區域，則保持定速行駛，等待變換車道機會；若進入此區域則必須強 制煞車。
門檻值Xσf 是讓拆解後的 AC 車輛在阻塞車道中調整車與車間的距離調整所 需的距離，因此由Xbσ與Xσf 所構成的區域，稱為緩衝區(Buffer zone)，也是事故造 成之跟車區。當 AC 車輛進入緩衝區後，可能會執行兩種情境：(1)調整車速及安 全距離，尋求成功變換車道；(2)若無法變換車道，便在事故阻塞車道中進行跟車 行為。
門檻值Xdσ是當高速的目標車隊σ以高速接近事故地點，然而進入此門檻距離 之後車隊開始拆解成單一的 AC 車輛，並且採取減速來獲得車與車之間距可以擴 大，在車隊拆解之後，AC 控制策略由集中化(centralization)轉變成非集中化 (decentralization)，藉由個別 AC 車輛採取不同的交通策略來接近事故地點。
資料來源：Sheu(2004)
圖 3-2 自動控制車隊前進之三個動態門檻
3.3 事故上游車隊前進與事故影響區之構建