變動週期策略方案之排放量推估

下圖 4-4 至圖 4-6 為變動週期之策略方案(S1)下方向一與方向三之排放總量 推估結果，從各圖中可以發現兩個方向之排放量會呈現相互消長之趨勢，當一方 向之排放量逐漸增高時，相對於另一方向之排放量反會逐漸降低。當該向當週期 為 80 秒(S1-1)時方向一於模擬時間內所造成之排放量為 1810.574g，方向三所推

42

估之排放量為 2723.309g。當週期為 120 秒(S1-2)時方向一於模擬時間內所造成之 排放量為 1973.741g，其排放量較方案 S1-1 增加了 9%，方向三所推估之排放量 為 2585.985g，比方案 S1-1 中同方向之排放量降低了 5%；當週期為 160 秒(S1-3) 時方向一於模擬時間內所造成之排放量為 2246.236g，方向三所推估之排放量為 2512.011g，相較於週期為 80 秒之策略，方向一增加了 24%，而方向三則降低了 7%。

43

圖4-6 方向一與方向三污染排放量(S1-3)

下表 4-3 為各方案下方向一與方向三之排放量整理表，從表中就可清楚發現，

號誌的設計上都應有其合適之週期長度，從此案例排放結果比較而言雖然短週期 下之排放量最低，隨著號誌週期增加 40 秒發現排放總量僅有小幅度的增加。但 若再增加週期長度，則發現在排放量的增加趨勢上會非常明顯，相較於前兩種方 案則會有著較大的差異。

表4-3 變動週期策略方案中各方向之排放量推估

策略方案

方向 S1-1 S1-2 S1-3

方向一 1810.574g 1973.741g 2246.236g

方向三 2723.309g 2585.985g 2512.011g

總和 4533.883g 4559.726g 4758.247g

於上述的分析中比較了道路整體污染排放的情況，接著進行探討與比較格位 中各車種之流率與排放量之間的關係，並以號誌控制策略方案中週期長度 160 秒之案例(S1-3)進行說明，而圖 4-7 與圖 4-8 分別為格位 1-6 與格位 1-5 於各時階 下汽車以及機車之流率以及其排放情形。從圖中可以發現於紅燈時間內，不管是 汽車或者機車，兩種運具的排放情形都較為嚴重。另外可以發現的是在此週期的 設置下，會因為格位 1-6 儲車空間的填滿，而使得車隊之等候長度皆超過格位長

0 2 4 6 8 10 12 14

1 81 161 241 321 401 481

排 放 量(

)g

時階

方向一 方向三

E-W

44

度，使得車隊溢流至上游格位，進而使得上游格位開始造成車輛的累積，使排放 量逐漸增加。格位 1-6 在模擬時間內所造成之排放量為 482.253g，其中以機車之 污染排放較為嚴重共排放 265.437g，佔總排放之 55%，汽車於模擬時間內共產生 216.816g 之 CO，佔總排放之 44%。而格位 1-5 於模擬時間內推估共造成 373.928g 之 CO，其中，機車佔該格位總排放之 53%共 201.416g，而汽車之 CO 排放約為 172.515g，佔總排放之 47%。

而格位 3-6 與格位 3-5 於各時階下之流量與排放量之關係如圖 4-9 與 4-10 所 示，從圖 4-9 中可以發現不管是汽車或者機車於紅燈停等時所造成的污染排放情 形較為嚴重，且從圖 4-8 中可以發現於車流量較大的時段會因為格位 3-6 儲車空 間的減少，使得車輛溢流至格位 3-5，進而使得等候車隊長度延長，使格位 3-5 也造成嚴重的污染排放情況。格位 3-6 在模擬時間內所造成之排放量為 562.631g，

其中機車共造成 266.925g 之 CO 佔總排放之 47%；汽車 CO 之推估排放量約為 295.925g，佔格位 3-6 總排放之 53%。另外，格位 3-5 於模擬時間內之 CO 推估 排放量約為 392.206g，汽、機車於該格位之推估排放量分別為 182.546g 與 209.66g，

佔總排放量之 46%與 54%。

45

圖4-7 格位1-6汽機車污染排放與流率之關係(S1-3)

0 0.5 1 1.5 2 2.5

1 81 161 241 321 401 481

排 放 量(

)g

時階

汽車排放量 機車排放量

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 81 161 241 321 401 481

流 率( v e

)h

時階

汽車流率 機車流率

46

47

48 CO 排放量為 2510.379g；於號誌控制策略方案中固定週期且設定綠燈時間為 90

0

49

秒(S2-2)之方案中方向一之 CO 推估排放量為 1801.788g，方向三之 CO 推估排放 量為 3073.719g；策略方案當東西向綠燈設置為 120 秒(S2-3)之情況下，方向一知 CO 推估排放量減至 1492.389g，但方向三之推估排放量增加為 3688.504g。

圖4-11 方向一與方向三之總排放比較(S2-1)

50

方向一 2240.707g 1801.788g 1492.389g

方向三 2510.379g 3073.719g 3688.504g

總和 4751.086g 4875.507g 5180.893g

0

51

52

可以明顯發現對於受體一而言因方向一之車流狀況所造成之污染情況對該地點 是影響較為主要的部分，主要之貢獻帄均濃度為 0.220ppm；其次為方向三與方 向四所造成之影響，分別約為 0.148ppm 與 0.117ppm；，由於對於方向二而言，

主要的影響區域為格位 2-6(即停止線最前靠近路口之格位)至 2-10 附近，在本研 究案例中對於這幾個格位而言皆與受體有一段距離，且部分格位階為車輛穩定的 通過區域，因此所造成的污染排放情況較為輕微，在對於路外區域所推估之濃度 影響也相對輕微，方向二之車流運行狀況對受體一造成之影響約為 0.078。

從圖 4-16 中可以發現對於受體一而言方向一依舊為主要的影響區段，其對 於受體一之帄均推估濃度約為 0.238ppm，相較於週期長度 80 秒之影響濃度增加 了 8.1%；方向三與方向四分別為影響程度其次之方向，這兩個方向影響至受體 一之帄均推估濃度分別為 0.139 與 0.111。方向二之帄均推估濃度約為 0.079，影 響程度依舊較小。

而隨著紅燈時間的增加等候車隊長度亦隨之增長，因此使得道路之污染趨於 嚴重，對於路外之受體而言也會受到較為明顯的影響，因此在週期長度 160 秒時 受體一受到方向一之影響為 0.262ppm，相較於週期長度為 120 秒時方向一所造 成的濃度影響增加了 10%；方向二雖然依舊為所有方向中影響最低之部分，但其 濃度影響程度略為提升至 0.083ppm。方向三與方向四仍為影響受體一較嚴重之 路線，分別為 0.127ppm 與 0.108ppm。

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圖4-17 策略S1-3下各方向對於受體一之濃度變化趨勢

下圖 4-18 為受體二在不同時間下之濃度推估結果，週期長度設置為 80 秒之 情況下，於模擬時間內推估受體二之帄均濃度為 0.58ppm；週期長度設置為 120 秒時，模擬時間內受體二該處之推估帄均濃度為 0.575ppm，較策略 S1-1 之濃度 略為下降；週期長度設置為 160 秒之情境下，模擬時間內之推估帄均濃度增加為 0.589ppm，較週期長度 120 秒之情境下增高了 2.4%。根據其值之結果發現週期 長度為 80 秒與 120 秒時該點之影響略為接近，而週期長度增至 160 秒時則發現 受體二之濃度會有增加的趨勢。

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

5 55 105 155 205 255 305 355 405 455

濃 度( p p m)

時階

方向一 方向二 方向三 方向四

E-W

55

圖4-18 號誌策略方案S1下受體二之CO濃度趨勢圖

下圖 4-19 至圖 4-21 為變動週期之號誌控制策略下各道路方向對於受體二濃 度與時間之變化情形。於號誌策略方案為 S1-1 時，因方向一影響受體二之帄均 推估濃度約為 0.109ppm；方向二則是影響受體二主要的方向之一，由於受體距 離方向二支道路約有 22 公尺，且受體二位於方向二之下風處，因此影響程度較 為明顯，其帄均推估濃度約為 0.143ppm；從圖 4-19 中可以發現方向三之濃度影 響較為明顯，於許多時階下有著較高的濃度，且這些時段內皆為方向三之號誌為 紅燈狀態，於模擬時間內其帄均推估濃度為 0.25ppm，另外，方向四則是影響較 不明顯的部分，主要是因為對於方向四而言主要的影響為格位 4-6 至格位 4-8 附 近，且由於距離的關係會使其濃度降低，因此方向四影響受體二之帄均濃度約為 0.078ppm。在號誌策略方案為 S1-2 時受體二受方向一至方向四之影響濃度分別 為 0.111ppm、0.156ppm、0.234ppm 與 0.074ppm，各方向之濃度影響與 S1-1 之 策略下相比，發現方向一與方向二皆略有提升，而在方向三與方向四之濃度則略

56

57

圖4-21 策略S1-3下各方向對於受體二之濃度變化趨勢

4.3.2 固定週期策略方案－路外受體之濃度推估

此小節將探討在固定週期之策略方案(S2)下對於路外區域之受體一與受體 二之濃度趨勢。下圖 4-22 為固定週期策略方案(S2)設置之下，受體一的濃度趨勢 分佈，從圖中可以發現在固定週期之策略方案下隨著綠燈時間的增加，受體一所 受到的濃度影響會逐漸下降，並可以發現在策略方案 S2-3 之濃度明顯的低於策 略方案 S2-1 與 S2-2；另外，S2-1 與 S2-2 之濃度趨勢則略為接近，但是 S2-2 之 帄均濃度依然略低於 S2-1。策略方案 S2-1 於模擬時間內之帄均推估濃度為 0.571ppm；策略方案 S2-2 之帄均推估濃度為 0.530ppm；而策略方案 S2-3 之帄均 推估濃度為 0.466ppm。

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

5 55 105 155 205 255 305 355 405 455

濃 度( p p m)

時階

方向一 方向二 方向三 方向四

E-W

58

0.081ppm、0.117ppm 與 0.103ppm。在號誌策略方案 S2-2 中方向一之帄均推估濃 度為 0.211ppm；方向二影響受體一之帄均濃度則略降為 0.076ppm；方向三因為 較長的紅燈時間因此使得污染程度增加，對於受體一之影響增加至 0.132ppm，

受體一受到方向四的濃度影響亦增加至 0.110ppm；再方案 S2-3 中方向一之帄均 推估濃度降至 0.137ppm，方向二則略降至 0.069ppm，而方向三之影響程度則增 加為 0.149ppm，方向四則為 0.111ppm。

0

59

60

圖4-25 策略S2-3下各方向對於受體一之濃度變化趨勢

下圖 4-26 為固定週期之策略方案下受體二之濃度變化趨勢，而從其趨勢可 以發現濃度之最高值均發生在南北向為紅燈號誌的狀態下，但也可以發現隨著東 西向的綠燈時間增加而其濃度趨勢變化也逐漸下降。而策略方案 S2-1 之帄均推 估濃度為 0.551ppm，S2-2 之帄均推估濃度為 0.54ppm，S2-3 之帄均濃度為 0.511ppm。

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

5 55 105 155 205 255 305 355 405 455

濃 度( p p m)

時階

方向一 方向二 方向三 方向四

E-W

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方向二對受體二所造成之影響為 0.177ppm，因方向三所造成之帄均濃度約為 0.195，方向四於受體二所計算出之帄均濃度約為 0.067ppm。

策略方案 S2-2 中方向一對受體二之帄均濃度影響約為 0.107ppm，而方向二 因為綠燈時間的增加使其污染程度變小，於受體二處所影響之濃度約 0.138，而 方向三則升高至 0.222ppm，方向四隨著紅燈時間的增加造成停等車輛增加因此 污染程度也較大，對受體二所造成之影響約為 0.073ppm。

策略方案 S2-3 的設置下，方向一與方向二皆有下降的趨勢，其推估之帄均 濃度分別降至 0.098ppm 與 0.09ppm，方向三因嚴重的壅塞狀況使得其帄均濃度 增為 0.248ppm，方向四也較前兩個策略方案之推估濃度略為增加為 0.075ppm。

0

62

63

圖4-29 策略S2-3下各方向對於受體二之濃度變化趨勢

下圖 4-30 與圖 4-31 為號誌策略方下 S2-3 下對於路外受體 1-2 至受體 1-5 與

下圖 4-30 與圖 4-31 為號誌策略方下 S2-3 下對於路外受體 1-2 至受體 1-5 與