1.1 研究背景與重要性
道路交叉口是公路運輸路網中最重要的交通系統設施之一。道路交叉口要能發揮較 高的管制績效，最確實有效之方法為透過交通控制設施中的號誌系統來引導路段或路口 的車流。號誌控制系統能否發揮其功能，與時制設計之良窳有密切之關係；時制設計包 含時相計畫、每時相黃燈與全紅時段的規劃、週期長度的決定、各時相有效綠燈之分配 等要素。若其中任一要素之設計有誤，皆可能導致道路壅塞、增加潛在肇事等結果，因 而增加社會成本。因此，良好的時制計劃是提升路口號誌效率的重要環節，其不但可減 少不必要的停等次數與延誤時間，間接也可減少汽油消耗與增進路口運行的安全。
隨著近年來電腦科技與微電子技術的發展，交通號誌控制策略由離線運算到線上運 算、長時段至短時段應變、定時時制，以及動態查表等，已逐漸能滿足隨時變化的交通 特性。交通號誌控制器的發展已可儲存與提供更多線上資料來尋求適宜之時制，更由於 網路科技的發達，使得號誌控制系統得以收集各路口偵測器之資料，在短時間內進行線 上運算，即時發展適宜之交通控制策略來滿足路口之需求。
目前發展之號誌控制器皆可內建多套時制計畫於其中，並可在設定之時間或特定需 求產生時，迅速因應實際之交通狀況。因此，時制轉換的時機大致發生在某路段遇有特 定之車隊，或為滿足不同水準之交通需求之時。舉例來說，某特定路段因臨時勤務或管 制狀況，往往必須切換時制，以使通行路段得以順暢，之後再將時制轉換回原設定。另 一項因素是交通需求之變化，由於在上下班之尖峰時段或中午離峰時段的交通量差異較 大，所以一天之中可分為若干時間段，每個時間段也應有相對應的號誌時制，以配合不 同的流量水準。隨著時段的轉變，同時亦須進行時制轉換作業；時制轉換作業是將正在 執行中之時制計畫轉換成另一套新時制計畫的方法。轉換程序中須考量的因素包括轉換 程序花費的週期數、每一週期所調整的週期長度，以及時制補償等因素。
為使電腦化號誌控制系統得以發揮其因應交通需求變化的功能，往往需要經常去改 變號誌時制計畫；然而，頻繁的時制變動雖能滿足流量變化的需要，但若驟然轉換至新 時制，不但會使駕駛人難以適應，甚至可能因而造成交通混亂與意外事故。在許多號誌 時制轉換的方法與文獻中，對於時制補償的作業方式都有一些簡單的詮釋方法。例如當 號誌系統在某個時間點進行時制轉換作業，若當時正在進行的週期尚未完成，則以週期 時間長度是否已執行至原長度的一半做為是否結束該週期的判斷依據。此乃為一週期內 完成時制轉換的方法，亦有考慮將時制轉換作業延長為兩個週期，並於每一週期分別平 均補償不足之週期長度的方法。若此一補償作業所需的時間過久，將使新時制無法及時 發揮功能；但若過短或轉換不當，卻又可能使駕駛人無法迅速適應。
雖然有許多研究與號誌控制系統使用以上的時制轉換方法，但是卻都缺乏有力的證 據顯示這些方法是否有效率，依蒐集的文獻可歸納目前大多僅著眼在時制轉換花費的週
期數和每週期調整的週期長度，較少對各號誌時制補償方法作深入的探討、證明，與比 較。因此對於號誌時制轉換時，是否需進行時制補償作業與若時制補償為必要條件時應 當採用何種方法，乃為本研究探討之重點。
1.2 研究目的
本研究在探討交通號誌時制補償作業，期望能達成下列目標：
1. 瞭解進行時制轉換作業的現況。
2. 回顧與探討現有時制轉換作業之方法與效率，以了解時制轉換作業之必要性。
3. 研擬合宜之時制補償方法，以提升路口的績效。
4. 經由不同情境假設的範例，來探討號誌時制轉換作業所產生的問題與效果。
1.3 研究範圍
本研究以預設時制之獨立號誌路口為對象，探討當因交通量改變或時段變換進行時 制轉換時的補償作業，研擬當需補償時所應採取之方式。
本研究基於以下基本假設條件進行時制轉換時的補償作業分析與探討：
1. 可獲得的資訊僅限於各時段的時制計劃。
2. 路口的時相計劃為非重疊時相。
3. 路口無車流偵測器，亦無歷史資料顯示車流到達率與轉向資料。
4. 各路段的自由車流速率為一固定值。
5. 僅針對甲種車進行分析作業，不考慮機慢車與行人之影響。
1.4 研究步驟與流程
本研究的執行步驟如下：
1. 確定研究的問題型態，與此問題在國內外各文獻的研究成果，訂立所欲探討的 重點和目標，並根據問題之性質，決定研究之範圍與規模。
2. 蒐集各相關文獻，參考合理可行之時制設計概念、時制轉換方式，以及號誌時 相補償方法等議題，並遴選適用之路口績效衡量指標。
3. 進行系統分析，了解在交通量變動的情況下，進行號誌時制轉換時採行時相補 償作業產生的問題，以發展基本補償模式。
4. 研擬可行之時相補償方法，並與現有之時制轉換方法比較，以探討各方法之特 點與限制。
5. 進行範例設計，套用現有之時制轉換方法與本研究所研擬之時相補償方法，以 了解在基本情況下各時制轉換方法之效率。
6. 進行敏感度分析，針對不同情境假設進行模擬與分析，以了解本研究研擬之時 制轉換方法在特定情境假設下是否具有效率。
7. 根據分析之結果提出結論與建議。
本研究之研究流程圖如圖 1-1 所示：
圖 1-1 研究流程圖