1.1 研究動機
近年來,隨著智慧型運輸系統(Intelligent Transportation Systems, ITS)
的發展,交通控制中心可以利用(Vehicle Detector, VD)、高空拍攝等方式蒐 集路網的即時資訊來進行交通管理與控制,並透過交通資訊系統
(Transportation Information Systems, TIS)、資訊可變系統(Variable Message Sign, VMS)、以及即時路況廣播(Highway Advisory Radio, HAR)等公共資訊 系統;車內導引資訊系統(In-Vehicle Information Systems, IVIS)、個人數位助 理(Personal Digital Assistant, PDA)、以及全球衛星定位系統(Global
Positioning System, GPS)等私人資訊系統,發展先進旅行者資訊系統
(Advanced Traveler Information Systems, ATIS),藉以提供即時路況資訊作為 駕駛者進行相關旅運決策之參考,藉此減少駕駛者對於旅行時間的不確定 性、舒緩交通雍塞的情況,以提供駕駛者高品質的公路運輸服務,提升路網 容量績效、改善交通安全。
關於用路人路徑選擇決策行為的研究,早期多假設駕駛者為理性、同質,
且對於路網上的交通狀況能完全掌握,即是假設所有駕駛者都會根據效用最 大化(旅行時間最短)進行決策。為了反應駕駛者並不能完全掌握路網上的 交通情況,僅能根據個人透過學習與經驗累積所形成的認知衡量旅行時間,
因此,後續有關路徑選擇的研究中,原則上是根據個人所「認知」的最小旅 行時間進行決策。為了衡量駕駛者除了旅行時間外所考慮的因素,其後有關 路徑選擇的研究中,亦加上關於使用成本等考量來模擬用路人的選擇行為。
意外事故發生與交通量波動的不易預測,造成路網的交通情形存在著高 度不確定性,用路人面對不確定的情況,在 ATIS 發展之下,如何根據即時交 通資訊,作為路徑選擇之參考,其決策過程不僅考慮旅行時間最小,旅行資 訊可靠度也是一項重要的決策因素。因此,許多研究皆著重於旅行時間與旅 行資訊可靠度對於駕駛者決策行為的關係。近年來,路徑選擇決策行為的研 究,則是針對駕駛者本身特性,包含外在資訊(實際路況、道路資訊系統)
與內在心理因素(風險傾向、習慣、態度、經驗)等,分析不同駕駛者對於 不確定環境之下的路徑選擇決策行為。
過去的研究中,僅將駕駛人作為路徑選擇行為的唯一決策者,以往的路
徑選擇模式僅針對駕駛人的個體行為來做研究,並未考慮到同車乘客的影 響。但是美國交通部交通統計局 2001 年的報告指出:美國民眾每日旅次中有 48.9%是兩人以上同車的旅次,單獨駕車的旅次比例為 37.6%(旅次模式比例 如表 1 所示);2010 年的報告也指出小客車的平均人數為 1.59 人次/車,箱型 車的平均人數為 2.35 人次/車(平均車輛佔有率如圖 1 所示);交通部運研所 95 年的報告顯示國道小客車的承載率平日為 1.80 人/車、假日為 2.49 人/車,
98 年的資料也顯示假日高承載的比例為 91.2%。
表 1 美國日常旅次模式比例
種類 比例
自行駕車-單獨駕駛 37.60%
自行駕車-有同車乘客 48.90%
大眾運輸 1.50%
校車 1.70%
步行 8.60%
其他 1.70%
資料來源:美國交通統計局,2001 年,以及本研究整理
圖 1 美國平均車輛佔有率
資料來源:美國交通部,NPTS,2009,以及本研究整理。
從這些資料可以發現有相當比例的車輛中除了駕駛者本身以外,還有其 他的同車乘客。而同車乘客對於路徑選擇所提出的意見,以及對於駕駛者所
造成的影響在傳統的個體路徑選擇模式內並未提及。為了反應駕駛人受到同 車乘客的意見,與駕駛者本身透過學習與經歷所形成的認知與特性,在即時 資訊系統所提供的交通資訊時,對於路徑選擇決策的影響。本研究利用群體 決策模式模擬駕駛人受到同車旅客影響所做的路徑選擇行為建構群體路徑選 擇模式,與現有個體路徑選擇模式比較,希望藉由研究結果,了解駕駛者在 有同車旅客情況下的路徑選擇行為,以更加完善現有的路徑選擇模型。
1.2 研究目的
本研究目的在於探討群體用路人接收 ATIS 提供的交通資訊後,根據 本身風險傾向,透過學習及相關經驗的累積進行路徑選擇決策時,與同車乘 客意見互動所產生的影響。研究中利用情境分析模擬用路人路徑選擇情形,
根據 Cheu et al. (2008)所發展的 Simpler Equivalent Link Disutility (Simpler ELD)計算時間成本,分別以 A. Aribarg et al. (2010)所提出的 Predicting Joint Choice Mode 計算群體間意見影響後的路徑選擇、以群體效用函數的比重模式 進行群體的路徑選擇,以反應群體用路人的路徑選擇行為,因此,本研究主 要目的如以下所示:
(1) 探討車輛經過 TIS 系統時,同車旅客接收到交通資訊後之間的互 動情況。
因為同車乘客與駕駛人同時收到即時交通資訊,駕駛人在做路徑選擇行 為時,除了本身內在因素、經驗、習慣外,同時會接收到同車旅客的意見,
為了解在有無同車旅客情況下,駕駛人路徑選擇行為的不同和所受到的影 響,建立一同車旅客皆有決策權的路徑選擇行為,是為本研究的主要目的。
(2) 將建構的模式與現有的個體路徑選擇模式比較。
與實際的路徑選擇行為做驗證,在與現有的路徑選擇模式做比對,另外 考慮其他幾種情境已驗證模式的正確性與實用性。
(3) 經由檢測確認模式的實用性後,將本研究的路徑選擇模式,提供學術 界參考與後續研究,作為交通控制中心擬定交通管理策略之依據。
1.3 研究範疇
一般探討駕駛人路徑選擇行為,早期研究多假設用路人能完全掌握路網上 的交通資訊,根據個體選擇模式(Discrete Choice Model)中的效用函數,以效 用極大化進行理性的決策行為。本論文研究目標為探討用路人接收到即時資
訊系統所提供的道路資訊後,與同車乘客討論與選擇後的群體路徑選擇行 為。本研究界定研究對象為高速公路系統中的自用車使用者,並以長程旅次 為探討範圍,透過文獻提供資料與問卷調查結果,以適當的風險傾向與路徑 導引資訊使用情形,探討群體用路人路徑選擇行為。
1.4 研究方法
傳統探討用路人路徑選擇行為的研究中,早期多假設用路人能完全掌握路 網上的交通資訊,在不考慮路網旅行時間變異性之下,其所擁有的旅行時間 資訊為完整且正確的,若以用路人角度探討路徑選擇行為,用路人將根據交 通資訊的內容選擇使個人旅行成本最小的路徑,最終使路網達到均衡,其行 為符合 Wardrop 第一定理(Wardrop’s Fisrt Principle),即「用路人均衡原則」(User Equilibrium Principle, UE Principle);另一方面,若以交通管理中心的角度探 討路網中用路人路徑選擇行為,則已達到整體系統最佳化為目標,稱之為 Wardrop 第二定理(Wardrop’s Second Principle),即「系統最佳化原則」(System Optimum Principle, SO Principle)。
「用路人路徑選擇模型 」為「交通量指派模型 」中的一種,多數研究中 以UE 及SO 兩項原則進行交通量指派,利用路網指派後路段流量評估路網供 需情形,進而進行交通控制與運輸政策的實施,早期研究在不考慮旅行時間 變異性之下,多以「明確型用路人均衡路徑選擇模型 」( Deterministic Network
& Deterministic User Equilibrium, DN-DUE)為主,爾後為反應路徑中存在著 旅行時間變異,以及用路人存在認知誤差等較符合真實情形的路網結構,發 展為隨機路網中的「隨機型用路人均衡路徑選擇模型 」(Stochastic Network &
Stochastic User Equilibrium , SN-SUE)。
本研究以交通管理中心的角度,探討高速公路路網中,中長程旅次群體 用路人路徑選擇決策行為,包括:對於交通資訊的接受程度,以及群體決策 對於路徑選擇的影響。研究中以Cheu et al. (2008)所發展的Simpler ELD計算旅 行時間成本,根據Aribarg et al.(2010)所提出的Prdicting Joint Choice調整群體 間的影響程度,最後以效用函數計算路線效用,並以多元羅吉特進行路徑指 派。
資訊詳細程度 、資訊重要程度 、事故嚴重程度等資訊內容,以及資訊的 提供地點、提供的時間等要素將影響資訊品質,進而影響資訊的可靠度
(Information Reliability),過去研究中即利用資訊相關率 、資訊錯誤率 、資
訊正確率與資訊誤判率衡量資訊可靠度;透過公部門提供或使用者主動尋求 取得,交通資訊所提供的時間、地點及呈現的內容等因素,將影響路網中用 路人的資訊滲透率(Information Market Penetration Rate);而用路人主動或 被動的接收交通資訊後,對於資訊的行為反應則受到了資訊本身的可靠度,
以及用路人本身屬性與經歷等因素影響,決定了資訊遵循率( Information Compliance Rate)。
本研究以問卷調查的方式,蒐集用路人內在傾向(風險傾向)與外在行 為(資訊使用情形與同車乘客的互動情形)等個人特性,以情境設計模擬多 種用路人路徑選擇行為。根據路徑指派結果,檢測不同用路人與資訊提供情 況下,群體用路人的路徑選擇決策行為,據以發展更完善的群體路徑選擇模 式。
1.5 研究架構
本研究根據圖 2 研究架構說明高速公路路網中,中長程旅次用路人路徑 選擇行為。所謂隨機路網,乃指路網受到不確定的外在因素影響道路容量,
進而使旅行時間存在變異性,用路人在有限能力下根據個人認知與風險傾向 等因素衡量路徑旅行成本,決定旅次的產生及路徑等相關的旅運選擇行為;
另一方面,用路人面對 ATIS 透過 VMS、HAR 及 TIS 系統等不同方法所提供 的旅途中資訊,將依據交通資訊的品質而採取不同的行為反應。而同車乘客 與駕駛者之間針對 ATIS 所提供的資訊所持有的態度亦不相同,因此,路網交 通情形會隨著群體用路人互動後所做出的路徑選擇行為而產生不同的變化,
交通管理單位則透過偵測器蒐集旅行時間、速率與交通流量等相關數據,作
交通管理單位則透過偵測器蒐集旅行時間、速率與交通流量等相關數據,作