第四章 雙十字型鐵路平交道路口號誌時制計畫整合設計最佳規劃模式之建構 …51
第四節 號誌時制設計
壹、 號誌時制設計模組
本研究參考、引用台灣地區公路容量手冊(交通部,2001)、交通工程手冊(交通 部,2004)、道路交通工程實務手冊(交通部運研所,2004)及Webster時制計算公式,
來進行號誌時制的週期及時比設計。其時制設計流程如下。
圖4-4-1 號誌時制設計模組圖 無
有
否
是 開始
結束
平交道路口 有無鐵路列 車通過?
是否符合最 短週期、最長 綠燈?
鐵路觸動號誌 專用時相
模擬驗證及績效評估 分配綠燈時比
計算週期
依號誌時相選擇模組 選擇可行之號誌時相方案
74
號誌時制設計流程之開始,依號誌時相選擇模組選擇可行之號誌時相方案後,檢視 有無鐵路列車通過平交道路口,有列車通過者,則逕予採用鐵路觸動號誌專用時相運 行,無列車通過者,則依台灣地區公路容量手冊(交通部,2001)、交通工程手冊(交 通部,2004)、道路交通工程實務手冊(交通部運研所,2004)及Webster時制計算公 式,計算號誌時制週期及分配綠燈時比,俟後檢核所計算之週期與綠燈時比是否符合最 短週期及最長綠燈之條件,符合者,進入模擬驗證及績效評估之階段,不符合者,則予 以回歸「計算週期」之流程重新計算。
貳、號誌時制設計之計算
號誌時制設計之目的,係採用分配時段之方法,規定交通流向的通行權利,藉以避 免衝突,提高交通量,減少延滯。而獨立路口號誌時制之設計,應根據交叉路口車輛交 通量、轉向量、車速、路況及行人穿越數等因素決定。
計算綠燈時相長度之主要目的有二:1.使綠燈時相長度大致足夠配合多數來到本交 叉路口的車輛通過,無太多延滯或停留;2.使交叉路口每一端的容量與需求量之比約略 相等。
關於綠燈時相長度計算方法種類甚多,理論法和經驗法均有。最常用的辦法是先作 約略計算,將計算結果與理論核對並試行,觀察試用情形逐步調整到滿意為止。以後並 經常觀察,視交通量及變化類型修改之。在理論法上則以運用Webster時制計算公式居 多,本研究考量雙十字型鐵路平交道路口之路型、交通特性資料、行車安全及穿越平交 道車輛之續行問題,且為避免車輛阻滯及停等於平交道路口上(或鐵軌上),在號誌時 制計畫之設計上,必須將其視為一個六叉之獨立路口,方能有效凸顯雙十字型鐵路平交 道路口之交通特性。爰此,本研究在時制計算設計上係採用Webster之計算方法,計算 號誌週期長度及綠燈時比,其基本理論如下:
C0 = (1.5×L + 5)/(1-y1- y2-...- yn) =(1.5×L + 5)/(1-Y) (20)
C0:最佳之週期長度,以秒為單位。
yi:時相i時,臨界車道之流量與飽和流量之比值。
L:每週期之損失時間,一般取週期中所有黃燈及紅燈之時間和。
L=nl+ΣR 其中,
n:時相數
l:每一時相之損失時間,通常為2.2 秒。
ΣR:所有號誌全紅時間。
一般假設飽和流量為1800輛/小時/車道(美國公路容量手冊HCM),應視道路情況 修正之。如考慮縱坡每昇坡1%,則容量減少3%,縱坡每降坡1%,則容量增加3%、交 通組成及轉向車輛。
参、鐵路觸動號誌專用時相之運作
有關鐵路觸動號誌專用時制之設計,已於本研究第三章號誌時制設計理論探討中敘 述與說明,其運用在實務與模擬驗證上之作動原理為,鐵路列車進入平交道路口觸動範 圍時(約 1000 公尺),該路口號誌時制即捨原設計時制,改採「鐵路觸動號誌專用時 相」,開放南北向綠燈通行;列車通過後隨即開放東西向綠燈通行,紓解列車通過時之 停等車輛,其後再予以復歸原設計時制第一時相運行。
鐵路列車通過平交道路口時之號誌時制運行狀態,依本研究之論述有二種,一種為 捨棄原號誌時制之運行,改採鐵路觸動號誌專用時相,其設計上承前述並無號誌時相補 償之問題,在號誌轉換方面,則於列車進入觸動範圍時(約 1000 公尺),燈號就依序 進入黃燈、全紅之轉換,俾以順利接續鐵路觸動號誌專用時相之運行。另第二種為列車 通過平交道路口時依然採用原號誌時制運行,則因在號誌上是持續運行,並不會因鐵路 列車通過而中斷或變更,其只是車流因平交道遮斷器放下而中止行進,故為一車流行進 中止之現象,所以並沒有號誌時相補償及號誌轉換之問題。
76