第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
隨著我國經濟快速發展，城際間與都會區的各項活動逐漸頻繁，對於旅運的需求有 不斷增加的趨勢，機動車輛持有數也不斷攀升[1]。造成道路交通嚴重壅擠、交通秩序混 亂、運輸設施不足、以及碳排放所造成環境汙染等問題也逐漸增加。不僅造成用路人時 間的浪費、能源的浪費以及增加交通事故的發生率等龐大的社會成本更是不容忽視。
先進旅行者資訊系統(Advanced Traveler Information System, ATIS)為智慧型運輸系 統(Intelligent Transportation System, ITS)中的子系統之一[2]，可以將探針車(Probe Vehicle, PV)、車輛偵測器(Vehicle Detector, VD)、自動車輛辨識(Automatic Vehicle Identification, AVI)等方式所蒐集到的即時資料，轉換成旅行時間等路況資訊。旅行時間提供用路人在 有限資源下選擇到目的地的路徑、運具、出發時間等，以節省旅行時間，藉以提升旅行 時間效率，減少不必要的等待時間。
旅行時間推估在 ATIS 中是一項重要且基本的課題，主要能幫助用路人了解即時的 交通狀況，提供用路人更多的選擇以達到目的地，提高運輸效率，為解決交通壅擠的有 效方式。然而，即時資料的收集可能因為設備故障或氣候等外在因素影響資料的準確性，
直接用來推估旅行時間可能造成推估結果不精確。必須建立歷史資料庫，以及透過推估 模式推估更精確地旅行時間，提供用路人及管理單位決策之參考。
旅行時間推估的主要資料來源以車輛偵測器最為常見，運用相當廣泛。目前路況資 訊的蒐集方式包含車輛偵測器、探針車、自動車輛辨識等，而探針車在國內並沒有專用 探針車隊，資料來源主要以公車、計程車、客運等。然而，探針車所蒐集到的 GPS 速 度資料會因為交通流量狀況、路段長度、探針車數量及傳送的頻率等因素，影響推估之 精確度[2]。
目前已有多位學者提出旅行時間推估的相關研究，如 Jayakrishnan et al. [5]將車輛偵 測器的資料，透過車流之時空關係圖，將偵測器所回傳的資料利用流量、密度、速度之 關係式，發展一套以流量守恆為基礎的推估模式，如何聰儒[7]將上下游偵測器所測得之
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速度、流量，配合探針車通過兩偵測器之旅行時間，找出兩者之線性關係，並結合 k-means 分群法，推估偵測器間的旅行時間，上述二者概念主要以歷史速度、流量資料作為推估 之資料來源，或是以現況資料之數值，搜尋過去相似的歷史資料做推估，並沒有考量到 現況資料的不確定性對於推估結果的影響。
本研究將利用佈有車輛偵測器的路段所蒐集到的資訊發展一套相關的旅行時間推 估模式，檢驗現況資訊是否可靠，進而納入歷史資訊計算旅行時間，期望能夠有效的推 估準確的路段旅行時間，反映出真實的道路狀況。
1.2 研究目的
建置可靠的歷史速度資料庫對於旅行時間推估非常重要，歷史資料庫能夠將過去相
同時點、路段的資料彙整，經整理排除異常資訊，得到可靠的平均速度。倘若將收集到 的即時資料直接推估旅行時間，若該即時資訊是不可靠的資料，可能造成推估不準確，
也會影響後續研究的發展。
本研究希望能夠發展一套旅行時間推估模式，利用路段中佈設的車輛偵測器
(Vehicle detector, VD)所偵測到的速度和流量，計算路段速度，並建置歷史速度資料庫，
利用本研究發展之模式推估路徑旅行時間，並探討不同的時間區間以及不同的路段長度 情況下推估模式的適用情形，以及尖離峰下模式之適用情況，評估路徑旅行時間推估之 準確性，以提供準確的交通資訊，以符合實際道路情況。
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1.3 研究流程
本研究之研究流程如圖 1 所示，流程說明如下:
確認研究問題
將研究問題清楚定義及描述，如:研究目的、範圍。
相關文獻回顧
回顧過去國內外旅行時間推估相關文獻的研究，並分析其優缺點。
模式方法構建
依照所選擇的方法建構一套可行的旅行時間推估模式。
實作應用與結果分析
本階段主要將模式方法套用在高速公路路段旅行時間推估，並驗證結果是否
符合實際路況，並分析結果作為模式修正之依據。
結論與建議
總結研究之過程與結果，提出結論與建議。
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圖 1 研究流程圖 確認研究問題
相關文獻回顧
模式方法
實作應用與結果分析
結論與建議
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