1.1 前言
隨著資料偵蒐技術的發展，運用先進之交通量測技術來擷取基本交通 資料，進而預測車輛在特定時空範圍的交通分佈情形，長久以來一直是衡 量交通設施與旅運服務績效的重要參考指標，它不但可用以反映交通現 狀，亦適合做為交通規劃模式之構建基礎。
以都市地區而言，一般交控設施運作所需之交通參數多仰賴車輛偵測 器或其他監控設備來獲取，然車輛偵測器的種類繁多，自最早的壓力管式、
雷達式及超音波式偵測器，到後來發展之環路線圈式、磁力計、紅外線式 偵測器與影像辨識技術等，各偵測器的特性、準確率、安裝成本、維修成 本等皆不盡相同。目前國內應用最廣泛的莫過於環路線圈偵測器，除可量 測道路交通流量外，尚能提供速率、佔有率及辨識車種等功能，其在技術 應用、使用經驗、佈設成本等條件均相當成熟，惟使用上最大問題在於國 內道路開挖頻仍，維護不易，故多半處於待修狀態；另國內在偵測器佈設 方面，多援用國外設計案例，參數卻未能與國內車流特性相吻合，致使其 交通估算準確性並未如預期。
以交通資料的性質區分，偵測器為交通量測被動元件，所得資料屬靜 態的「點」交通參數，如欲取得即時、預測且連續變化的交通訊息，則須 透過主動式交通量測元件進行動態的「線」交通參數推估。以旅行時間為 例，過去的研究多半係以靜態模式來作旅行時間預測，研究者只要依據尖 峰流量資訊就可估算出一個較差情況下的旅行時間，其旅行時間預測之可 靠度必然不佳；然而，近一、二十年來傳統旅行時間預測的方法起了重大 變革，為了肆應交通流動即時分析、導引、車輛設備與交通控制設施制動
（enable）等需求，動態、即時（real-time）的旅行時間推估方法自有其 迫切性。另由於國內交控設施之運作並未完全依據學理與現況需求作設 計，且迄無解決對策以有效改善及管理都會區交通現狀，因此，倘國內能 以主動性交通資料蒐集觀念彌補傳統旅運資料被動性偵搜之不足，並考量 以隨機運行車輛之動態過程來推估車行績效，以提高旅行時間與旅行速率 預測之可靠度，則將可有效地達成交通分散與控制之目的。
根據前兩方式所得之交通資訊各有其優缺點，如前所述，被動式重心 是點式(spot)資訊，而主動式則是線型（linear）資訊；兩者資訊之時點 未必有一致性，甚至不一定有持續(連續)性資料，於是要提供準確的交通 資訊便需要有詳實的推演法則，因此如何展現高度知識運用是本案的關鍵。
1.2 研究目的
本研究係屬一整合型計畫，將以三年的時間分三個階段性單元來完 成；研究之主要目的在藉由準確的交通資料收集、優質的分析與預測邏輯 法則，以作為先進之交通管理與控制參考。其中，第一單元以探討改善環 路線圈的設置方式為主，藉由環路線圈佈設邏輯與參數演算之探究，找出 環路線圈偵測器最佳佈設方案。研究之第二單元係運用交通探測車的觀 念，利用 GPS 定位系統追蹤其所在道路區位之座標資料，進而轉換為預測 道路車輛旅行時間等資料。研究之第三單元將針對主動及被動交通資訊之 融合問題，發展出點線資料融合技術於旅次起訖倒推及旅行時間推估模 式。三項研究關聯如下圖：
各年度計畫執行重點如下：第一年將針對環路線圈偵測器深入探討，
包括施工、佈設、資料演算等；第二年則依前期偵測器佈設方式進行該點 交通參數推估研究，並執行試驗性實作，以及探討主動及被動交通資訊之 融合問題；於第三年將以前兩年之成果發展出點線資料融合技術於旅次起 訖倒推及旅行時間推估模式，並以台北市作實務性系統架設與測試之。
1.3 研究方法
由於環研究路線圈的大小、形狀及幾何佈設方式會隨著使用目的的不 同而改變，故本研究第一單元重點在如何佈設車輛偵測器，使之發揮良好 的偵測績效。其中包括底下各種需求與佈置：
l 小區域偵測(Small Area Detection) l 大區域偵測(Large Area Detection) l 長形環路線圈(Long Loops)
l 連續短線圈(Sequential Short Loops) l 左轉專用道偵測
l 穿越性車道偵測 第一單元
環路線圈偵測器之最佳佈設方式à 點交通參數推估
第二單元
計程車即時行逕追蹤 à線交通參數推估
第三單元
點線資料融合技術
à旅次起訖倒推+旅行時間預估研究
l 高速的點偵測 l 方向偵測
本單元針對國內外已發展之環路線圈偵測器進行檢討，並藉由改變偵 測器佈設形狀與組合方式，推演偵測邏輯，以尋求最佳偵測績效。使用的 方法有電磁感應原理、平滑曲線法、狹義與廣義迴歸分析、可靠度分析等。
第二單元研究係運用交通探測車的原理，於都市地區的範圍，以計程 車搭載車機單元（on-board unit）的方式，利用 GPS 定位系統追蹤其所在 道路區位之座標資料，再透過模式加以預測道路車輛旅行時間。研究重點 雖以推估路段旅行時間為主，但相關交通參數之推估如旅行速率與延滯等 資料將可一併藉由旅行時間資料而求出。另囿於探測車所擷取的定位資料 量十分龐大，需以資料庫管理系統來予以適當之管理規劃，並據以構建一 資料處理平台，以協助資料終端運用與決策分析。而 GPS 系統在都市地區 常因環境干擾因素，導致衛星定位接收不易，故反映在車輛速率上會有急 遽變化之現象，因此，為有效地進行改善，本單元引用資料平滑技術來加 以克服。在車輛移動方面，為掌握車輛在道路空間之微觀動態轉向特性，
本研究採馬可夫鏈（Markov Chains）隨機性質來推估車輛之位置狀態遞移 分布情形，並依旅行速率預估車輛到達下一目標地點預期的旅行時間。
由於國內道路路側偵測器尚有不足之處，因此本研究前半段專門研究 傳統環路線圈較佳的佈設方式，使得偵測器的穩定性及精確性能提高，其 次再透過 GPS 之定位資訊裝設於計程車上來預估車輛之旅行時間，對車輛 旅行時間之推估係透過 GPS 歷史資料蒐集，依資料融合的方式將偵測器得 到之點資料與 GPS 定位系統推估出之線資料相融合，最後結合動態 O-D 推 估之適應性控制方法，計算區內之 O-D 矩陣。目前，國內外有關交通量預 測的相關研究成果仍處於發展階段，故第三單元針對交通量預測模式架構 與方法論進行回顧與分析，並擬運用晚近興起之資料融合技術，推估出較 佳之交通量資料，達到動態預估適應控制策略要求之目的，作為後續研究 發展方向與實務推動執行之基礎。
1.4 研究內容
第一單元環路線圈偵測器之最佳佈設方式研究與點交通參數推估之研 究內容如下：
l文獻之蒐集與回顧
l車輛偵測器的種類與比較
l環路線圈偵測器參數與佈設方案研擬 l實驗設計
l現場測試及結果評量 l點交通參數估算研究
第二單元為計程車即時行逕追蹤系統架構與計程車即時行逕追蹤之線 交通參數推估，其研究內容包括：
l研究問題界定 l文獻回顧 l系統架構研究
l實驗系統架設、實驗車裝機及測試 l車輛位置運算模式構建
l車輛位置座標資料庫構建 l交通推估
第三單元以點線資料融合技術應用於旅次起訖倒推及旅行時間推估研 究，研究內容涵蓋：
l研究問題界定 l文獻回顧
l模式方法論介紹及定性評估 l交通資料源分析
l確立交通預測模式 l模式驗證
l資訊補遺工作 l動態 O-D 推估研究 l旅行時間預測研究