第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
車流理論的貢獻在於透過模式來描述車流在現實中的不同行為。從早期的跟車模 式到近年來的連續流模式，許多研究致力於模式的建立。不同的模式所注重的行為也 不盡相同。由觀察角度來區分，車流理論可以分為：巨觀、中觀與微觀。微觀車流所 描述的是車與車之間的相互刺激與反應，視周遭情況來決定自身的加減速度；巨觀車 流則能描繪整體車流的特性與變化。中觀車流模式則近似於巨觀，能夠描述個體對於 前方道路密度的反應情形。在微觀車流模式中，所使用的變數為個體速度、車間距和 加速度，最著名並廣泛被應用的模式為 GM 跟車模式。反之，巨觀則使用車流平均速 度、密度、流量等車流整體變數，較為知名的模式為 LWR 連續流模式。然而，巨觀 模式的不足在於無法提供詳細的互動行為，微觀則是無法於時間上有效率的處理大量 的路網資料。因兩者的使用時機不同，若在不同面向之間能夠相互連結，則能夠依照 不同需求以呈現車流，故巨微觀模式之建立有其必要性。此為本研究之動機之一。
早期的車流模式專注在均質車流和單一車道環境，日後有許多研究開始對混合車 流和多車道的模式進行研究。儘管均質車流易於模化，卻於生活中較為少見，故混合 車流有其發展性，也較符合現實情況。其解釋不同車種的理想速度和車體大小有所差 異，使得車流間產生不同之行為與干擾。多車道的問題帶出轉換車道和超車等特殊行 為，也相對增加模式的複雜度。國內車流最大的特色在於機車數量眾多，因其車身較 小故其行為模式也較特殊。國外的研究相對較少提及機車行為，多數為探討大貨客車 與小客車、快車與慢車之互動。機車體積小，故於道路壅塞時仍可藉由穿梭行為 (filtering)繼續前進；機車並無車道分隔的概念，同一車道上能同時有一輛以上的機車 並行前進。若單純以小客車當量來進行計算流量則會產生偏誤，並且機車超車時不一 定需要變換車道。顯然國外之混合車流研究不適用於描述國內機車混合車流問題，故 有發展機車混合車流模式之必要性。此為本研究之動機之二。
當考慮到機車與小客車之混合車流密度，就必須將多車道環境一併考慮。早期車 流模式多是建立於單車道問題，但現實生活中車道數量往往與車流量成正比，。多車 道環境將會影響到車輛的轉移，並可討論變換車道之原因，可能是因為密度過高而使 駕駛者無法達到滿意的速度，或是駕駛員本就已有轉彎之預期而變換車道。此為本研
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究之動機之三。
本研究針對不同的巨觀、微觀車流模式之回顧，比較各模式之特色。並檢視過去 研究中是否有針對機車之混合車流，將機車與小客車之互動行為考慮進模式中。選擇 其中適合用以處理混合車流之成熟模式，嘗試進行轉換。於建立巨微觀模式後也能針 對其特性進行分析與驗證，以確保模式之貢獻與實用性。最後，對於此模式提出未來 可以延續之研究與日後於號誌化路口之幫助。
1.2 研究目的
本研究將從過去的研究中，引用發展成熟之巨觀、微觀車流模式，並定義介面的 轉換。其中需要考慮到混合車流，包含小客車和機車。在國內機車數量龐大且行為特 殊，故必須將其考慮在內。在研究中也需要顧及多車道的形式，進而產生的變換車道 行為。本研究所研究之道路範圍為市區路口與路口間之路段，如圖 1-2 所示。因此，
本研究的目的如下：
1. 找尋現有發展成熟之微觀混合車流模式，並能夠適用於國內機車車流行為的描述。
將其使用於巨微觀混合車流模式中。
2. 於文獻中找尋發展成熟之巨觀混合車流模式，將其使用於巨微觀混合車流模式之 中，並加入機車混合車流所帶來之影響與相互作用。
3. 界定巨觀與微觀混合車流模式間之介面，解決車流與車輛之間的轉換問題，以因 應不同資料需求，並期望模式可以應用於國內市區鄰近路口之道路。
4. 經由車流模擬軟體所得結果，驗證模式之準確性。並選定特定實驗路段，蒐集實 際車流資料，利用兩者之車流特性變數，例如密度，來驗證模式。
5. 分析介面設置位置不同而造成之差異。透過道路中不同處的介面設置後的結果進 行比較，檢視不同情境之下的效率與準確性，並解釋其差異之原因與結果。
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1.3 研究流程
本研究之流程如圖 1-1 所示。
研究目的確認
文獻回顧
巨微觀車流模式
微觀車流模式 巨觀車流模式
· 均質車流模式
· 混合車流模式
· 均質車流模式
· 混合車流模式
研究方法
· 轉換介面方法
模式建構
巨微觀轉換方法
微觀車流模式 巨觀車流模式
模式驗證
實地車流資料蒐集 車流模擬模式
模式特性探討
結論與建議
圖 1-1 研究流程圖
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1.4 研究內容
依據前述之動機與目的，本研究之內容為建構適用於國內機車混合車流之巨微觀 模式，參考國外相關文獻已進行模式之調整，並進行參數之推估，最後驗證模式之適 用性，探討巨微觀介面之時空分析。故將研究內容分成下列項目：
1. 確認問題方向與研究目的
透過問題之觀察，確立研究之動機與目的。從國內現形之車流中找找出問題，並 找出研究之動機，從建立本研究之五項研究目的，根據此方向逐步完成。
2. 回顧相關文獻
根據研究目的，閱讀相關研究與文獻。其中包含三個子部分：巨觀混合車流模式、
巨微觀混合車流模式和微觀混合車流模式。了解現有之研究對於車流模式之發展與異 同，並了解其所欠缺之部分與無法適當解釋國內機車混合車流行為。分別從巨、微觀 兩面向回顧，並找出發展成熟之現有模式作為建立模式基礎。最後回顧關於巨微觀轉 換之方法與模式，了解車流資訊如何順利傳遞。
3. 巨微觀機車混合車流模式之建立
透過文獻之回顧，依據不同面向找出合適之混合車流模式，並檢視其所欠缺之處，
探討機車混合車流與非機車混合車流之差異，進行模式的調整。同時將多車道納入考 慮，探討車道間之變換車道與超車行為於模式中，進而將三組模式結合，完成模式之 建立。
4. 實地資料蒐集與模式驗證
為探討模式建立後之適用性，本研究將蒐集國內市區道路之實地機車混合車流資 料。將於模式確認後進行參數之估計與模式配適度之探討。
5. 巨微觀介面之時空分析
在確認模式之完整性，則可探討於一市區道路上應如何設立巨微觀轉換介面，了 解不同設置點所造成之差異，並分析其差異產生之原因。
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6. 結論與建議
針對研究之結果，做研究結論總整理，歸納研究之貢獻，並對於尚未探討或不足 之處，提出後續研究之建議。
圖 1-2 實際研究範圍界定圖
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