第一章 緒論
1.1 研究背景
高速公路上發生壅塞在台灣地區算是十分常見的現象。排除事故、施工等造 成車道縮減之現象，車流仍然會在不知不覺的情況下慢下來，無法如預期一般順 利行駛。假如車子彼此的間距夠大，即使前方車輛在行駛中略為減速，對後方之 車輛影響也非常輕微。但假如行車間距夠短，達到所謂車流之「臨界狀態」，此 時當某輛車輕踩一下煞車，該駕駛踩煞車的影響便會開始往後傳，且減速程度越 來越大，最終導致車流完全停頓發生塞車現象。
西成活裕在壅塞學－人、車、螞蟻、網路、細胞一路暢通的秘密一書中提到：
「當車子開到平緩的上坡時，駕駛不會注意到有上坡，所以並沒有改變踩油門的 力道。然而車速會因為坡道慢慢降低。等速度減低到一定成度之後，駕駛才會警 覺行經上坡路段而開始加速」，然此時若後方已有來車，已經因此受到影響而擠 在一起；假如在上坡前恰好有平緩之下坡，構成所謂凹陷路段(Sag Section)，則 後方車輛追上來的速度會更快，面對突然減速之前車踩煞車的力道也會更猛。
表 1-1 為日本八王子市至大月市間高速公路的 10 個凹陷路段，根據歷史資 料紀錄壅塞發生次數。壅塞定義為車速降至時速 40 公里、或是發生走走停停現 象。由表中可看出具有較高交通壅塞次數(Number of Traffic Jam Occurrences, NTJ) 的多為具有較高坡度變化(Algebraic Difference)的路段，僅有路段 I 以 1.28％的坡 度差 NTJ 卻有 172 例外。但也有坡度變化很大卻不常發生壅塞的例子，例如路 段 G 之坡度變化達 8%而 NTJ 僅有 5，顯示坡度變化大並不一定具有較高之 NTJ。
表 1-1 Hachioji 至 Otsuki 間高速公路凹陷路段與 NTJ
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1.3 研究範圍與對象
根據上述研究背景與目的，本研究的研究內容包括：
1. 回顧國內外探討緩坡與凹陷路段與緩坡減速現象，以及透過設置輔助標 誌對駕駛進行道路狀況提示之研究。
2. 蒐集國道此類易發生壅塞車流的路段在進行速度控制工程改善前後之 車速與車流資料。
3. 分析施工結果後是否能有效改善該路段因車流中突然產生車速降低造 成壅塞之現象。
研究地點為國道一號及國道三號，研究對象為使用國道高速公路的所有駕駛 人，進行車流量與車速之資料蒐集。
1.4 研究方法
本研究目的在尋找高速公路因緩坡路段造成車輛減速，使得車流較易於發生 壅塞之路段，並施工設置輔助標誌試著減少壅塞現象。因此尋求國道高速公路局 以及國道高速公路工程處等單位協助，提供沿線配置之 VD 車流資料以及國道施 工資料進行協助。本研究將根據國道高速公路局之 VD 車流數據分析何處車速明 顯較上下游低，甚至在連續假期等車流量高的日子時常發生壅塞。並參考路段之 坡度數據，研究是否可能是因為坡度造成車速下降。若分析確實為坡度造成之瓶 頸路段，將根據文獻回顧尋找適合使用於該路段之改進方法，與高速公路中區工 程處協商進行該路段之施工，設置輔助標誌進行改善。
在改善工程完成後，繼續蒐集車流資料觀察該路段之行車狀況，是否仍會發 生壅塞。紀錄完成後分析該路段於進行工程前後之車速車流數據是否有改善，以 及評估此改進方案是否能有效紓解此類易發生壅塞的路段，將研究結果提供給國 道高速公路局以供往後施工參考。
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圖 1-1 研究流程圖 研究背景與動機
國內外文獻蒐集與回顧
觀察易壅塞路段
進行改善工程
觀察改善後之結果
速度－流率圖分析
結論與建議 問題分析與界定
蒐集高速公路車流資料
尋找適合之改進方式
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