第二章 文獻回顧
2.2 號誌時制轉換方式相關文獻
道路的交通流量會隨著一天中不同的時段而呈現高低不同的變化；一般而 言，大致上可分為上午尖峰（如上午七時到九時）與下午尖峰（如下午五時至七 時）等兩大時段。為了配合不同時段下交通流量的變化，各號誌化路口便需要有 不同的對應時制來加以因應；而不同的時制計畫會在其週期、時比、或時差上出 現程度之差異。交通部運輸研究所於民國九十年[4]曾比較與整理各種時制轉換 方法如下：
(1)突變式轉換法(Sudden Transition)
為最簡易之時制轉換方式，不需考慮任何狀況，也沒有任何的補償機制，故 很容易對於號誌路口產生衝擊。本法當路口正在執行舊時制，而到達號誌轉換起 始時間時，立即由舊時制轉換為新時制並開始執行，並不考慮新舊時相銜接之問 題。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-1 突變氏轉換法範例圖
(2)主要道路綠燈延長法(Extended Main Street Green Transition)
此方法使用於有明顯主次要道路區別之交叉路口，本法會比較新舊時制之週 期綠燈長度作為轉換時制之依據。當遇到時制轉換起始時間時，若新時制之週期 內有效綠燈長度大於或等於舊時制之週期內有效綠燈長度，則直接執行新時制之 綠燈時相；若新時制之主要幹道時相週期內有效綠燈長度小於舊時制之週期內有 效綠燈長度，則待舊時制幹道綠燈時相執行完畢後，才切換新時制的幹道綠燈時 相。本轉換方法會優先考慮補償綠燈時間給予幹道，以加速幹道的車流優先通 行，但在沒有明顯主次要道路區別之交叉路口較不適用。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-2 主要道路綠燈延長法新時制大於舊時制範例圖
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-3 主要道路綠燈延長法新時制小於舊時制範例圖
新舊號誌轉換開始
比較新舊時制計劃
主幹道執行完新綠燈時段
新時制下一時相執行開始 新時制
週期綠燈時間 大於等於 舊時制週期
綠燈時間
是
主幹道執行新綠燈時段 主幹道執行完舊綠燈時段
否
圖2-4 主要道路綠燈延長法決策流程
(3)漸進式轉換法(Gradual Transition)
漸進式轉換法顧名思義是以逐漸變換的方式，由舊時制逐漸轉換為新時制。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-5 漸進式轉換法
當到達號誌轉換起始時間時，號誌會繼續將舊時制執行完成，並在於下一個至四 個週期逐漸將舊時制的各時相平均遞增或平均遞減為新時制長度。此種轉換模式 以比較柔和之方式轉換新舊時制，故可以減少駕駛人的衝擊，使駕駛人逐漸適應 新號誌時制；另外，在固定的清道時段長度之條件下，可使幹道號誌連鎖控制系 統所的路口，在不改變其連鎖號誌時差關係下完成時制轉換作業。
(4)基本突變轉換法(Basic Abrupt Method)
即當到達號誌轉換起始時間時，舊時制號誌時相會繼續執行至該時相結束為 止，並開始執行清道時段之後才執行新時制。而新時制中的起始時相乃是任意 的，不需注重轉換時相進行的順序，此轉換方法惟一的限制僅是在進行中的轉換 時相必須遵守最小綠燈的限制即可。
(5)改良式突變轉換法(Modified Abrupt Method)
此法與上述基本突變轉換法十分近似，僅有的差異係於時制轉換時段
（Changeover Time）中，必須決定在新時制計畫下執行的轉換「轉換時相」
（Stage）；當到達轉換時間點時之時相，若尚未執行滿足最短綠燈時間，則至該 時相執行至最短綠燈時間後進入轉換時相，再執行新時制。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-6 基本突變轉換法
(6)最大綠燈轉換法(Maximum Green Method)
本法當遇到號誌轉換起始時間時，會將舊時制中尚未執行完畢與舊時制尚未 執行的剩餘時相中綠燈時間最長者為補償之基礎，並進行補償時段的分配，此一 轉換方式可以避免產生極短綠燈的情形。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-7 最大綠燈轉換法
(7)傾斜轉換法(Slope Method)
此轉換方式利用內插法來決定新舊號誌補償之長度。此轉換方式須先決定預 計之轉換週期長度(如兩個號誌週期)，其次將號誌轉換起始時間點與號誌補償終 點相連成一直線，再將新舊週期相同一時相起始時間連接在一起，各時相之連線 與轉換時間連線的交點即為號誌補償時間長度。此轉換方式不會遺漏任何一個時 相，也不會造成極短綠燈的情形發生。此轉換模式只適合單一路口的計算，無法 應用於連鎖的號誌系統，因為其計算方式無法維持連鎖號誌路口所需要維持的時 差關係，故無法維持車流之續進。
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-8 傾斜轉換法
*
t4
*
t3
*
t2
*
t1
鞍點轉換法
轉換時段 新時制 時制轉換點
t1 t2 t3 t4 t1 t2 t3 t4 t1 t2 t3 t4
舊時制
tn
1
tn
2
tn
3
tn
4
轉換時段開始
t2 t3 t4
資料來源：交通部運研所[4]
圖2-9 鞍點轉換法
(8)鞍點轉換法(Minimax Method)
此轉換方式法是將交叉路口中的任一個時段命名為關鍵轉換時相，而舊時制 計劃就從此關鍵轉換時相開始進行轉換，以新、舊時制關鍵轉換時相的起始時間 差與新時制週期長度之間的關係，來決定應該延長或縮短轉換時相的長度。此轉 換方式的主要目的是維持主要街道的綠燈，再加上此方式不會遺漏任何一時相，
故可以產生比較良好之績效。
表2-1 延長或縮短轉換時相的準則
條件 決策
1) -2/3CYCLEn ＞ TIMEkey 延長轉換時相 2) 0 ＞TIMEkey≧-2/3CYCLEn 縮短轉換時相 3) 1/3CYCLEn＞TIMEkey＞0 延長轉換時相 4) TIMEkey≧ 1/3CYCLEn 縮短轉換時相
註：此處之TIMEkey=（新時制計劃的關鍵轉換時相起始時間－舊時制計劃的 關鍵轉換時相起始時間）；CYCLEn = （新時制計劃的週期）
資料來源：交通部運研所[4]
(9)時相補償法與時制重設法 [1]
由姜智翔所發展出的號誌轉換模式。為處理轉換時段內新、舊時制計劃中時 相數不同的情況，本研究提出之兩種方法之轉換時段皆假設其週期數為大或等於 2 之偶數。其中，前半數之週期沿用舊時制之時相計劃，後半數之週期採用新時 制之時相計劃。若新、舊時制之時相數相同，則轉換時段可採用奇數之週期數。
預設時制式之號誌控制系統在不同時段中會使用不同的時制計畫以適應當時的 流量水準，以提供較佳的路口服務水準。然而在特定時段中，可能會面臨無法在 該時段結束時，將正在進行的週期執行完畢的情況。在此狀況下，有兩種 處理方式：
1. 時相補償法(Phase Compensation Method)處理方式是繼續執行該時段 的時制計劃，直到該時段結束後再進行時制轉換作業。
2. 時制重設法(Timing Reset Method)處理方式是在最後可完整執行完畢 的週期結束後即中斷該時段，並開始進行時制轉換作業。
在流量需求不變的情況下，週期長度一旦改變，即使由時相補償作業來紓解 該週期的車流，但仍會造成後續週期的額外停等車數。故無論經過多少週期皆無 法完全補償，因此週期長度永遠無法還原至原長度。當路口號誌某一時相之綠燈
時間被延長時，除相對導致延長衝突時相的紅燈時間外，之後亦需補償予衝突時 相相當的綠燈時間，以紓解該時相超額的需求，故週期長度會先增加，之後因流 量需求低於飽和流率，致使週期長度逐漸趨近原週期長度。有別於以往號誌時制 轉換方法之設計理念，該研究發現在轉換方法的設計上，可以由滿足流量需求的 角度著眼。