I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/11068

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(1)義守大學土木與生態工程學系碩士論文. 模糊 AHP 於招標系統之運用 -以 ETC 系統為例 Fuzzy Analytic Hierarchy Process for Procurement of Technology Systems –an Application of Electronic Toll Collection Systems. 研究生：蔡伯倫指導教授：史茂樟博士中華民國九十九年七月.

(2) 模糊 AHP 於招標系統之運用 -以 ETC 系統為例 Fuzzy Analytic Hierarchy Process for Procurement of Technology Systems –an Application of Electronic Toll Collection Systems 研究生：蔡伯倫指導教授：史茂樟. Student：Ba-Lun Cai Advisor：Mao-Chang Shih 義守大學土木與生態工程學系碩士論文 A Thesis. Submitted to Department of Civil and Ecological Engineering I-Shou University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Master degree in Civil and Ecological Engineering July, 2010 Kaohsiung, Taiwan, Republic of China. 中華民國九十九年七月.

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(4) 摘要電子收費系統(Electronic Toll Collection, ETC)之規劃建置為推動國內智慧型運輸系統化(Intelligent Transportation Systems, ITS)之重要工作，國內第一套 ETC 系統於 95 年初正式上路，然其推動自動收費之績效並不見彰顯，歸咎其原因在於其運用傳統投招標方式來建置系統，此一傳統投招標方式並無法滿足 ETC 設備應用之需要，故建置一套適合科技發展之 ETC 系統投招標方式刻不容緩，此亦是本研究目的之所在。本研究建立一投招標模式，其中包括系統需求架構、準則確立、權重分析、招標書擬定、廠商提案及評選作業執行，投招標過程中評估準則之確立為首要工作，為確立評估準則須了解各相關單位使用 ETC 之需求，因此研究中首先建立一系統需求表，將需求以不同考量層面分層分類，再以修正式德菲法透過一系列 ETC 建置評估準則之探討及專家學者之問卷訪談，建立彙整適合 ETC 系統建置之評估準則。研究中彙整出 28 項建置準則並將其分類匯入五個考量層面，其中包含交通管理者層面、ETC 管理者層面、使用者層面、設備成本層面及設備建置層面。回收問卷利用變異係數與 Cronbach's α 係數檢定一致性、Kendall 和諧係數檢定分類層中準則相關性，分析數值後變異係數皆在合理範圍、整體 Cronbach's α 檢定確認一致性指標之共識性，Kendall 和諧係數檢定相關性低，確立 28 項準則之適確性，再以模糊層級分析法計算準則權重五個分類層中準則之重要性依序為使用者層面 (27.0%) 、交通管理者層面 (23.1%)、ETC 管理者層面(20.3%)、設備成本層面(16.4%)、設備建置層面 (13.2%) ，其準則層之前五項準則重要性依序為駕駛者使用之便利性（0.077%）、使用者費用負擔（0.075%）、交通管理系統整合性（0.064%）、系統營運管理功能（0.052%）、交通系統中控資料庫（0.044%）。研究中模擬一家 ETC 系統廠商之服務建議書，評定方式分別以為總評分法及評分單價法，另外其中以不加權、加權、分層加權三種模式分析評估其系統績效，其中並依評估分數對照表現量表，以總體及產、官、學族群之觀點，分別加以評比確定系統之良莠。 ETC 系統設備招標之準則權重評選模式中將建立系統需求架構、準則確立、權重分析、招標書擬定、廠商提案及模擬評選作業執行，依照多目標評估準則篩選對 ETC 系統設備，期能更確切符合系統需求，改善現今機關單位訂定權重及評選項目的困難性，以避免將來爭議性問題產生，彌補現今最有利標之缺失，以供日後 ETC 設備評選之參考，亦可提供其它 ITS 設備採購之運用。關鍵詞：電子收費、智慧型運輸系統、修正式德菲法、模糊層級分析法. I.

(5) Abstract The implementation of the Electronic Toll Collection systems is one of the most important plans for the completion of the Intelligent Transportation System. The first ETC system in Taiwan established completely in year 2005. However its efficiency doesn’t seem to be significant. The inefficiency results from the traditional tender process which is unable to meet the need from different aspects. Therefore, developing a tender process that can be suitable for the high technical ETC system is urgent , and it is also the goal of the research . In this research, the reformed tender process includes constructing a system framework, establishing the evaluation criteria, weighting the criteria, and performing system evaluation. The system demand framework is built by considering all mutual unit related to the ETC. The Modified Delphi Method is implemented to form evaluation criteria via criterion discussion and expert interview. The ETC criterion framework is created by allocating criteria into different classification layers. The weights for all criteria are obtained by using the FAHP method. The research collects 28 criteria and classifies these items into five classification layers including traffic manager layer, ETC manager layer, user layer, equipment cost layer, and equipment implementation layer. The surveys use CV and Cronbach's α values to analyze uniformity, and the Kendall's W to analyze the criterion relevance. Computations have shown that the survey data are highly consistent and all criteria are with low similarity. Therefore, the set of criteria is proved to be suitable for the ETC implementation. The simulated tender event is operated by simulating a tender invitation document and a simulated bidder’s service proposal for expert to evaluate. The model adopt the two methods, the General Score Technique and Price Per Score Point Method with the consideration of weighting, non-weighting, and layer weighting respectively to evaluate the system performance The model uses multi-objective criteria to evaluate and select ETC systems which can be much more suitable to meet the system requirement. Moreover, it improves the difficulty of determining the evaluation criteria and their weights. The disadvantage of The Most Advantageous Tender evaluation system for assessment can also be avoided. This provides a role model for the further developing ETC systems and gives as a reference for the implementation of other ITS. Keywords：Intelligent Transportation Systems, Electronic Toll Collection, Modified Delphi Method, Fuzzy Analytic Hierarchy Process, The Most Advantageous Tender Evaluation System. II.

(6) 誌謝本論文得以順利完成，首先感謝恩師史茂樟教授的悉心指導，從論文方向確立、問題界定、題目確定、觀念引導與論文完稿等，均承蒙恩師的耐心指導、逐字斧正，使學生受益良多，永銘於心，由衷表達最誠摯的敬意與謝意。論文審查及口試期間，首先要感謝成功大學胡大瀛教授與義守大學詹明勇教授對學生論文架構與內容給予寶貴意見及建議，使得本研究論文更加完善。其次承蒙高雄市政府交通局秘書室張主任及其同仁、成功大學、運研所等單位進行多次專家訪談與問卷填寫，並不吝提供寶貴意見，再此一併感謝。接下來要感謝的是崇豪、毓瑋等學長給我許多研究經驗的傳承，感謝明邑、勁甫、誌隆、伯昇、弘仰、維隆、俊明、方益、俊安、兆鴻等研究所同學以及鉑景、丞君等學弟、學妹嘉茵給予我問卷調查上的協助與建議，平常生活中也帶給我們許多歡樂等，由於你們的支持與鼓勵，還有提供寶貴的意見及資訊，使得本論文在撰寫過程更加順利。最後以本論文獻給我的父母及家人，感謝他們二十多年來無微不至的照顧與鼓勵，尤其是爸爸媽媽還有奶奶，在我求學路上給予我無條件的支持與無怨無悔的付出，一直是我精神的支柱，給我無數的支持與鼓勵，願以此成果與你們分享。碩士生涯即將告尾聲，期間的甘苦歡樂，難以一一道盡，而論文得以完成，歸功於我的師長、家人、朋友的全力協助與支持，謹以此論文獻給各位。. III.

(7) 總目錄摘要........................................................................................................................... I 1.1 研究動機與背景.................................................................................................1 1.2 研究目的............................................................................................................1 1.3 論文結構與研究流程 .......................................................................................2 2.1 智慧型運輸系統................................................................................................4 2.1.1 國內 ITS 發展歷程..........................................................................................5 2.1.2 ITS 設備評選作業相關文獻 ..................................................................9 2.2 電子收費系統 ETC 的相關技術...................................................................10 2.2.1 自動車輛辨識與車內設備單元 ...........................................................12 2.2.2 自動車輛偵測與自動車輛分類 ...........................................................14 2.2.3 後端系統功能架構 ..............................................................................15 2.3 國外電子收費系統的發展 .............................................................................16 2.3.1 日本收費系統 ......................................................................................16 2.3.2 新加坡 ERP 系統 ...............................................................................16 2.3.3 美國紐約地區 E-Zpass 收費系統 .......................................................17 2.3.4 加拿大多倫多 407 公路 ......................................................................17 2.3.5 香港收費系統 ......................................................................................17 2.3.6 馬來西亞收費系統及泰國收費系統 ..................................................18 2.3.7 德國 Toll Collect 系統 .......................................................................18 2.4 國內電子收費系統的發展 .............................................................................19 2.5 工程評選方法探討 ..........................................................................................20 2.5.1 德菲法...................................................................................................20 2.5.2 修正式德菲法 ......................................................................................23 2.5.3 層級分析法............................................................................................23 2.5.4 層級分析法應用 ...................................................................................25 2.5.5 模糊層級分析法 ..................................................................................27 2.6 小結..................................................................................................................28 3.1 研究步驟...........................................................................................................29 3.2 系統需求架構...................................................................................................32 3.3 評估準則確立..................................................................................................32 3.3.1 初擬評估準則架構 ..............................................................................33 3.3.2 修正式德菲法問卷調查及分析 ..........................................................33 IV.

(8) 3.3.3 修正式德菲法問卷分析之說明 ..........................................................34 3.4 準則權重分析..................................................................................................37 3.5 招標書擬定與廠商提案 .................................................................................41 3.6 評選作業..........................................................................................................42 3.6.1 評選作業計算 ......................................................................................45 4.1 系統需求表......................................................................................................51 4.2 修正式德菲法問卷調查分析 .........................................................................53 4.2.1 初擬評估準則架構 ...............................................................................53 4.2.2 第一次修正式德菲法問卷分析 ..........................................................56 4.2.3 第二回合修正式德菲法問卷分析 ......................................................69 4.3 模糊層級分析法問卷調查分析 .....................................................................76 4.3.1 模糊層級分析實際範例 ......................................................................77 4.3.2 ETC 系統設備之模糊層級分析權重...................................................81 4.4 評選作業之加權分析 .....................................................................................84 4.4.1 總評分法...............................................................................................85 4.4.2 評分單價法...........................................................................................87 5.1 結論..................................................................................................................89 5.2 建議..................................................................................................................90 附錄一.....................................................................................................................95 附錄二...................................................................................................................102 附錄三...................................................................................................................111 附錄四...................................................................................................................122. 圖目錄圖 1-1 研究方法 ....................................................................................................3 圖 2-1 七大服務領域及相關技術魚骨圖 ..............................................................7 圖 2-1 ETC 系統功能架構圖.................................................................................11 圖 2-2 電子收費系統基本功能架構規範 ............................................................11 圖 2-3 後端系統軟體功能架構圖 ........................................................................15 圖 2-2 模糊層級分析法成對比較矩陣圖 ............................................................27 圖 3-1 ETC 系統設備評選步驟流程圖.................................................................31 V.

(9) 圖 3-2 修正式德菲法問卷資料分析流程 ............................................................34 圖 3-3 FAHP 應用流程圖 ......................................................................................37 圖 4-1 初擬 ETC 系統設備評估準則架構圖........................................................54 圖 4-2 修改後 ETC 系統設備評估準則架構圖 ..................................................66. 表目錄表 2-1 我國 ITS 服務領域及服務項目表 .............................................................6 表 2-2 各國 ETC 系統...........................................................................................19 表 3-1 Cronbach’s α 檢定量表............................................................................35 表 3-2 FAHP 評估尺度意義及說明...................................................................38 表 3-3 隨機指標 R.I.值對照表 .............................................................................40 表 3-4 有利標不同評分方式之優缺點 ................................................................44 表 4-1 系統需求表 ................................................................................................53 表 4-2 初擬 ETC 系統設備評估準則架構表及準則定義 ..................................55 表 4-2 初擬 ETC 系統設備評估準則架構表及準則定義(續)............................56 表 4-3 第一回合修正式德菲法問卷調查統計表 .................................................57 表 4-4 第一回合分類層變異係數統計表 .............................................................57 表 4-5 管理者層面變異係數分析統計表 .............................................................58 表 4-6 使用者層面變異係數分析統計表 ............................................................58 表 4-7 成本層面變異係數統計表 ........................................................................59 表 4-8 設備建置層面變異係數分析統計表 ........................................................59 表 4-9 修改準則比較表一 ....................................................................................61 表 4-10 修改準則比較表二 ..................................................................................62 表 4-11 修改準則比較表三 ..................................................................................63 表 4-12 修改準則比較表四 ..................................................................................63 表 4-13 第二次系統需求表 ..................................................................................64 表 4-14 五大分類層 ..............................................................................................65 表 4-15 修改後 ETC 系統設備評估準則架構表及準則定義 ............................67 VI.

(10) 表 4-16 第二回合修正式德菲法問卷調查統計表 ..............................................69 表 4-17 第二回分類層變異係數統計表 ..............................................................70 表 4-18 第二回交通管理者層面變異係數分析統計表 ......................................70 表 4-19 第二回 ETC 管理者層面變異係數分析統計表 ....................................70 表 4-20 第二回使用者層面變異係數分析統計表 ............................................71 表 4-21 第二回設備成本層面變異係數分析統計表 ..........................................71 表 4-22 第二回設備建置層面變異係數分析統計表 ..........................................72 表 4-23 總體信度分析量表 ..................................................................................73 表 4-24 ETC 系統設備分類層信度分析量表 ...................................................73 表 4-25 交通管理者層面信度分析量表 ..............................................................74 表 4-26 ETC 管理者層面信度分析量表............................................................74 表 4-27 使用者層面信度分析量表 ......................................................................75 表 4-28 設備成本層面信度分析量表 ..................................................................75 表 4-29 設備建置層面信度分析量表 ..................................................................75 表 4-30 各分類層準則 Kendall's W 檢定 ...........................................................76 表 4-31 AHP 問卷調查統計表 ...........................................................................77 表 4-32 專家 A 的正倒值矩陣表 .........................................................................78 表 4-33 專家 B 的正倒值矩陣表 ..........................................................................78 表 4-34 專家 C 的正倒值矩陣表 ..........................................................................78 表 4-35 專家 A 語意轉換後之正倒值矩陣 .........................................................78 表 4-36 專家 B 語意轉換後之正倒值矩陣 .........................................................79 表 4-37 專家 C 語意轉換後之正倒值矩陣 .........................................................79 表 4-38 模糊 AHP 總體樣本評估準則權重分析表 ............................................82 表 4-39 產、官、學界評估準則權重分析表 ......................................................84 表 4-40 總評分法不加權與加權之評估準則對目標層之總績效值..................86 表 4-41 分層加權總評分法之評估準則五大層面之績效值 ..............................87 表 4-42 不加權與加權評分單價法之評分結果 ..................................................87. VII.

(11) 第一章緒論 1.1 研究動機與背景電子收費系統(Electronic Toll Collection, ETC)為使高速公路用路人可在不停車、不用現金與更有效率及安全環境下完成繳交通行費，交通部高速公路局規劃推動高速公路電子收費計畫，以達增加收費站容量、縮短繳費時間、提高用路人便利及安全性、降低空氣污染等目標。電子收費系統係屬智慧型運輸系統建置之ㄧ環，電子收費系統之建置提供ITS即時交通資訊，輔助智慧型運輸系統中的子系統先進交通管理系統(Advanced Traffic Management Systems, ATMS)中監控、偵測、通訊、定位等技術，使交通管理中心彙整與分析資料後，在交通控制策略進行更有效率的作業程序，對於交通管理也會有整體性的發展。此類智慧型運輸系統之招標案金額龐大，然而最有利標中評選委員之資格及個人主觀之成分，影響著各廠商得到之分數，一套系統設備各個部份之重要性不盡相同，以相同權重評估給予分數有失公平性，若不能有效正確的建置此類系統，將使日後之使用與管理上出現極大問題，正確且有效的建置此類系統與適切招標作業，配合系統測試平台，將可提高日後之營建管理績效，然而現今政府之工程案皆以最有利標來執行，甚者國內尚未建置智慧型運輸系統之測試平台導致設備儀器無法測試。因此本研究中建置ETC系統之評選作業關係其日後系統之成敗，此一智慧型運輸系統BOT案之招標亦將為日後ITS系統建置之指標，ETC系統招標若能依據評估準則與權重，執行模擬ETC設備採購招標案，來評選廠商之優劣必可降低招標繁瑣性並建立提升公平性的評選作業。. 1.2 研究目的國內尚無針對ITS設備之招標作業之測試平台的工程招標前期階段作業情況下，為使採購智慧型交通設備有一依據的參考標準，本研究乃擬具一招標評選模式，模式中經由架構系統需求、評估準則確立、權重分析、招標書擬定、廠商提案及評選作業等作業程序改善目前招標問題的缺失。 1.

(12) 研究目的： 1. 首先進行系統需求架構，應先確認建置 ETC 系統設備及其功能性，探索了解 ETC 系統所能提供之功能及各單位對設備需求，並能剝析現今推動 ETC 系統與執行過程之問題所在。 2. 建立一套適宜 ETC 系統設備招標評估準則架構，提供相關單位參考，解決目前招標 ITS 設備時之問題點。 3. 運用準則架構進行權重分析，解決現今最有利標無法確切的掌握 ITS 所需的準則權重的問題。 4. 依據準則與權重可提供廠商能有明確目標擬定招標書。 5. 依照準則、權重廠商編列提案計畫，其將提升評選作業效率與精準度。 6. 進行評選作業，廠商擬定之招標書利用最有利標配合研究中之準則與權重，評定廠商績效。. 1.3 論文結構與研究流程本研究經由文獻探討與專家訪談，在定義研究問題與範圍後，進一步架構系統需求，之後經由修正式德菲法確立準則，再以模糊層級分析法進行權重分析，再依據系統需求、準則權重擬定招標書，之後廠商依循系統需求、準則權重逐項編列提案計畫，最後進行評選作業評定廠商績效。本研究共分為五章，第一章說明本研究的背景與動機、目的、論文結構及研究流程。第二章則針對本研究主要的文獻回顧，包括國內 ITS 執行之難處、各國 ETC 系統設備及評選方式。第三章則說明研究運用之方法與步驟。第四章說明本研究的系統需求、準則架構、權重及廠商績效之樣本資料分析及信度分析。第五章根據資料的分析，說明本研究的結果、對執行招標之建議及未來研究建議。本研究的研究流程如圖 1-1 所示，敘述如下： 1. 針對各單位之需求，架構系統需求表，訂定準則內容與定義。 2. 利用系統需求分層分類為準則層級架構，以修正式德菲法確立準則。 3. 利用模糊層級分析法分析準則權重。 4. 依據系統需求、準則權重，招標單位擬定招標書，限制廠商依據招標書擬. 2.

(13) 定提案計畫。 5. 依循系統需求、準則權重廠商逐項編列提案計畫。 6. 以最有利標配合系統需求、準則權重進行評選作業評定廠商績效。. 圖 1-1 研究方法. 3.

(14) 第二章文獻回顧智慧型運輸系統(Intelligent Transportation Systems, ITS)為近年來先進國家積極投入發展的新興運輸領域，ITS 整體內部應用高科技、電子、通訊、控制等精密零件組成各項智慧型交通設備產品，配合相關 ITS 程式研發，智慧型運輸技術的發展應用，延伸直接影響並刺激未來 ITS 的發展方向。規劃良好的 ITS 計劃案，在技術與硬體方面應結合各產業技術的發展，達到相互間結合與應用之。當規劃案執行時，招標 ITS 專案目前皆由各產業組成團隊公司參與競標，團隊綜合不同產業人才與設備所組成，ITS 因此亦可帶動相關產業的興起。本章透過相關文獻之回顧，以作為研究之基礎。本章共分為六節，首先於第 2.1 節說明針對 ITS 之需求應有更標準決策方式，第 2.2 節介紹 ETC 之相關技術，第 2.3 節介紹國外電子收費系統的發展，第 2.4 節介紹國內電子收費系統的發展，第 2.5 節介紹工程評選方法探討，第 2.6 節為小結。. 2.1 智慧型運輸系統蔣敏玲、黃新薰、黃運貴(2007)【37】研究報告指出國家級 ITS 系統架構之建立，可用以確保未來全國推動發展 ITS 相關系統間之相容性與資料之可交換性，同時亦可保留各地區或縣市當地特性發展 ITS 之彈性。換言之，國家級 ITS 系統架構乃為發展 ITS 之基礎，不但規範 ITS 的範圍、利害關係者(即人事物) 及資訊管理之處理策略等，同時亦確認既有系統之運作方式，此將有利於新系統引進時的規劃。故 ITS 系統架構有助於發展必要的技術標準與建置時的決策建議，使 ITS 能夠達到效率、規模經濟以及全國通用的特性。未來為使 ITS 系統架構能夠落實並永續發展，應持續努力之方向包含： 1. 制定可行且完備的審核補助機制。 2. 因應未來不同新的 ITS 課題與需求，建立 ITS 系統架構更新機制。 3. 建立國內 ITS 標準推動之相關組織，並積極投入 ITS 標準制定之相關事宜。 4.

(15) 4. 進行 ITS 系統架構之教育訓練與推廣事宜。 5. 完成「發展區域級 ITS 系統架構之指導手冊」，以協助各縣市或區域建立其 ITS 系統架構。. 2.1.1 國內 ITS 發展歷程交通部並於民國84年發佈「運輸政策白皮書」中明示我國之運輸科技發展重點涵蓋ATMS、ATIS 、APTS等三項。陳一昌等人(2004a)指出民國90年初交通部正式核准頒佈「台灣地區智慧型運輸系統綱要計畫」研究報告中明訂我國ITS服務領域為：先進交通管理系統、先進用路人資訊系統、先進大眾運輸系統、商(業) 用車(輛)營運系統、電子收(付)費系統、緊急事故處理系統、先進車輛控制及安全系統等七大服務領域，並細分成二十一項服務單元。另提出「四(縱)、三(橫)、二 (雙向)」的執行架構，以及研訂推動策略、時程規劃與組織分工，由此可見政府正大力推動智慧型運輸系統發展。交通部運輸研究所於民國89年至91年進行的「台灣地區發展智慧型運輸系統(ITS)系統架構之研究(II)」研究報告書中，製訂我國ITS的服務領域與使用者服務項目，並經廣納綜整各界意見後，提出我國的 ITS服務領域計九大項，其使用者服務項目共計三十五項，其服務領域及服務項目，詳如表2-1所示。. 5.

(16) 表 2-1 我國 ITS 服務領域及服務項目表服務領域一、先進交通管理系統(Advanced Traffic Management Systems, ATMS) 二、先進用路人資訊系統(Advanced Traveler Information Systems, ATIS) 三、先進大眾運輸系統(Advanced Public Transportation Systems, APTS) 四、商(業)車(輛)營運系統(Commercial Vehicle Operation Systems, CVO) 五、電子收(付)費系統(Electronic Payment Systems, EPS) 六、緊急事故處理系統(Emergency Management Systems ,EMS) 七、先進車輛控制及安全系統 (Advanced Vehicle Control and Safety Systems, AVCSS). 民國 90 年使用者服務項目 1.交通控制 2.交通管理/號誌控制 3.事件(故)管理 4.天候/路況自動偵測 5.路徑導引 6.旅客服務資訊 7.旅行中駕駛資訊 8.行前旅行資訊 9.停車資訊 10.行程中大眾運輸訊 11.大眾運輸管理. 民國 92 年服務領域使用者服務項目一、先進交通管理服務 1.交通控制 (Advanced Traffic 2.交通監控 Management Services, 3.事件管理 ATMS) 4.旅次需求管理 5.交通環境影響管理二、先進用路人資訊服務 6.路徑導引 (Advanced Traveler 7.旅行者資訊 Information 8.旅行中駕駛資訊 Services ,ATIS) 9.行前旅行資訊 10.共乘配對與預約服務三、先進大眾運輸服務 11.行程中大眾運輸資訊 (Advanced Public 12.大眾運輸營運管理 Transportation 13.大眾運輸車輛安全 Services, APTS). 12.危險物品事故反應 13.自動化路邊安全檢驗. 四、商車營運服務 (Commercial Vehicle Operation Services, CVOS). 14.自動化路邊安檢 15.商用車隊管理 16.商用車輛車上安全監視 17.商用車輛電子憑證管理 18.重車安全管理 19.電子收(付)費. 14.電子收(付)費. 五、電子收付費服務 (Electronic Payment Services, EPS). 15.緊急事故通告 16.個人求救支援系統 17.緊急救援車輛管理 18.公共求救支援系統 19.安全警示 20.車禍前安全防護設施 21.行車危險警示. 六、緊急事故處理系統 20.緊急事故通告 (Emergency Management 21.緊急救援車輛管理 Systems, EMS) 22.自然災害交通管理七、先進車輛控制及安全 23.縱向防撞服務(Advanced Vehicle 24.側向防撞 Control and Safety 25.路口防撞 Services, AVCSS) 26.視覺改善 27.安全準備 28.碰撞前安全防護 29.自動車輛駕駛八、弱勢使用者保護服務 30.行人自行車騎士安全（Vulnerable Individual 31.機車騎士安全 Protection Services, VIPS）九、資訊管理服務 32.資料蒐集彙整（Information 33.資料歸檔 Management） 34.歸檔資料管理 35.歸檔資料應用. 資料來源:整理自(交通部，2001;陳一昌等人，2002) 吳彥濬及李璧如等人(2004)【11】研究指出我國在ITS 方面之起步較晚，在ITS 之推動過程中，政府部門多以從事先進交通管理系統及先進大眾運輸系統之計畫為主；而民間私人部門則以車輛定位、大眾運輸資訊，以及商用車輛營運等系統 6.

(17) 的研發為對象。交通部運輸研究所在民國九十三年為配合行政院挑戰2008年國家重點發展計畫中，推動e 化交通之計畫。同時，在各個縣市建置都市交通資訊中心，將智慧型運輸系統的理念具體落實於地方。臺灣在ITS 方面將陸續推動發展，以達成交通部推動智慧型運輸系統之施政目標。除了弱勢使用者保護服務（Vulnerable Individual Protection Services, VIPS）及資訊管理服務（Information Management）領域，將七大領域專利及技術整理，詳如圖2-1所示。. 圖 2-1 七大服務領域及相關技術魚骨圖資料來源:整理自(運輸計畫季刊 Vol.34 No.4，2005) 國內積極推動發展ITS目的為了改善現有交通問題，並促進運輸系統有效運作，交通部於「台灣地區智慧型運輸系統綱要計劃(2004年版)」文中說明國內ITS 主要考量，係為解決交通問題、掌握發展契機、落實發展效益，解決交通問題，其重點如下: (一). 交通擁擠問題:由於運輸需求大幅增加，道路建設緩不濟急，交通擁擠造成運輸機動性與經濟生產力的降低。. (二). 交通事故:車禍死傷嚴重，造成龐大的社會成本與負擔。. (三). 能源消耗:公路運輸過度消耗石油能源，造成國家整體資源分配不均衡。. (四). 空氣污染:大量汽、機車排放廢氣，威脅大自然與環境的永續發展。 7.

(18) 根據交通部在「台灣地區智慧型運輸系統綱要計劃(2004年版)」計劃針對目前國內ITS 發展所面臨的重要課題，共有以下十個部分予以說明，： 1.推動組織. 6.測試平台. 2.財務機制. 7.系統資料. 3.法令制度. 8.教育推廣. 4.系統整合. 9.效益評估. 5.系統設施. 10.產業發展. 由於智慧型運輸系統相關科技日行千里，且政府財政緊縮狀況下，基於刺激民間企業發展、加強民眾參與並帶動永續經營發展等各項層面之考量，引進民間充沛資源與效率來加速各項智慧型運輸建設，同時帶動關聯技術產業發展，乃成為推動智慧型運輸系統的重要方向之一。由於國內對於以促參法推動 ITS 建設尚處於起步的階段，加上 ITS 相關產業市場尚未成熟、相關基礎建設平台尚未普及、民間經營後之既有公務系統人員工作課題，以及政府提供民間參與誘因不足等等因素，本研究以現行公共建設招商 (標)作業辦理之法源根據包括有促參法與採購法，基於促參法落實程度，改採用最常使用之政府採購法中最有利標執行研究。林建山等人(2005)研究對現今國內 ITS 計畫與研究發展狀況，著重在先進交通管理服務、先進用路人資訊服務、先進大眾運輸服務、商車營運服務及通訊協定等部份系統。但除了在 ATMS、ATIS、APTS、電子收付費服務等有大規模的建置計畫外，其他領域如緊急救援管理服務、先進車輛控制及安全服務、弱勢使用者保護服務、資訊管理服務等多僅為研究、規劃、設計或示範計畫，建置部份較為不足，整體而言，國內 ITS 基礎設施建置部份仍有待加強。針對目前國內先進交通管理服務的計畫，陳一昌等人(2004a)指出除了高速公路系統與台北市道路系統的交通管理系統已開始逐步建置智慧化必須的基礎設施外，惟尚不夠普及，至於其餘的公路系統或其他都市的交通管理系統仍尚待發展建置。而且我國都市交通控制系統將相關軟硬體設施規格標準化，由於交通部近年來已進行多項的研發計畫，以利全國各地交控設施能普及化且所具備的功能. 8.

(19) 相互整合，無論是高速公路或是都會區的道路系統兩者的智慧化工作仍有待加強推動，尤以基礎設施的規劃與建置更為當務之急。交通部委託ITS-TAIWAN(中華智慧型運輸系統協會)所執行「台灣地區智慧型運輸系統實驗城規劃計畫」中指出ITS欠缺測試平台，計劃說明目前勢必發展一套測試智慧型交通設備的模式，測試平台是測試智慧型交通設備的效能，由每項測試評估準則的標準檢測智慧型交通設備功能。但該計劃測試平台尚在發展階段，目前在於測試平台未完成下，無實質設備測試報告或手冊狀況時，僅能在招標過程為之把關。國內ITS建設又正持續推動中，急需大幅的採購ITS設備，迫使此類預算金額龐大的招標案，不得不遵循不適用於智慧型交通設備的政府傳統的招標程序。. 2.1.2 ITS 設備評選作業相關文獻國內ITS計劃案分別以先行規劃為首，擬以開發測試平台執行小規模之測試，待設備系統測試完成即可實際執行，然測試平台之檢測礙於經費問題而延滯，目前在無測試平台先行測試廠商設備之環境下，期能發展一套ITS設備評選作業，考量到招標ITS專案各層單位間供需程度與適用性，並考量傳統招標方式應用在ITS招標案的可行性，擬定決策評估準則、準則權重、評選模式探討智慧型運輸系統之功效，期能於規劃中多方考量以降低系統設置不當之風險。評估準則之建立為系統建置及日後系統管理之依據，因而在先前研究中準則或指標屢屢運用於各運輸系統評鑑中。為提昇大眾運輸之運能與品質，邱盛生等人(1990)【16】研究中建立一套大眾運輸營運評鑑辦法，採用統計分析法、層級分析法、專家綜合評點法求得各指標之相對權重及等級分數，篩選出六大指標「安全」、「經濟」、「迅速」、「舒適」、「便利」、「社會責任」，並將六大指標細分有三十五項服務指標，進行評鑑大眾運輸服務所應達到的品質標準。范俊海等人(1994)【18】研究中針對傳統交通系統中現行都市交通標誌標線號誌等設施，分析影響因素評估準則，以求得改善之優先次序，研究結果分析出評估準則前三名之順序為交通設施之安全性、整體性與用路人辦認程度，另外設施規劃之整體性、與供用路人之反應時間，亦是重要考量之因素。. 9.

(20) 針對ITS之評估作業，美國運輸部門研究報告（2003）中建立一套ITS計劃目標，評估ITS在各目標領域下依安全性、機動性、容量/通過率、生產力、能源與環境、顧客滿意度六項績效衡量項目加以評估。藍崇豪(2006)【50】指出現今金額龐大的ATMS設備招標案必須多元化考量，不僅須滿足工程本身，並須評估投標廠商之專業能力與技術整合之問題。研究中以政府採購之最有利標為理念基礎，全方位的目標審核廠商各方面的專業能力，建構一套ATMS設備招標評選時之流程，利用求得之準則與權重，運用於ATMS 設備採購招標案，除可評選廠商之優劣外亦能降低招標繁瑣性並期提升招標作業之公平性及透明化。其研究準則中以「安全性之提昇」、「道路效率提高」、「旅行時間與成本的降低」、「運具效率提昇」、「資訊判讀程度」等影響最顯著。李毓瑋(2009)【13】指出國內之ITS設備採購之工程招標所面臨的問題，以確立目標、透過各單位系統需求，建立準則之分層分類、計算準則權重與評選作業並依照多目標評估準則篩選對GPS系統設備，研究中顯示GPS系統設備建置時重要準則之前五項排名依序為系統監控、中控資料庫、即時車輛進站資訊、車隊歷史資訊管理、車輛監控、追蹤、查核。其中ITS、ATMS、GPS設備評選之目標準則因應各系統的不同而有差別，在國內ETC系統設備為智慧型運輸系統重要發展設備之ㄧ，因此本研究將建立ETC 系統設備決策評估架構改善現今最有利標之缺失，並依照多目標評估準則篩選對 ETC系統設備。. 2.2 電子收費系統 ETC 的相關技術為了招標準則確立更加明確，回顧相關技術有其必要性，根據「民間參與高速公路電子收費系統建置及營運」案之招商規劃成果報告【6】，所提出之系統功能架構圖如圖2-1；整體系統基本功能架構規範如圖2-2顯示：. 10.

(21) 圖 2-1 ETC 系統功能架構圖資料來源：民間參與高速公路電子收費系統建置及營運案之招商規劃成果報告. 圖 2-2 電子收費系統基本功能架構規範資料來源：民間參與高速公路電子收費系統建置及營運案之招商規劃成果報告. 系統功能架構由前端系統功能單位及後端系統功能單位組成。前端系統功能單位應包括自動辨識交易、車內設備單元、自動車輛偵測、自動車輛分類、收費違規執法等功能單位。後端系統功能單位應包括帳務管理、收費違規處理、客戶服務、維運監控管理、交通管理支援等功能單位 11.

(22) 2.2.1 自動車輛辨識與車內設備單元其主要功能為辨識通過收費道路之車輛，以便向其收取通行費。目前主要分為特定短距通訊技術(Dedicate Short Range Communication, DSRC)、車輛定位系統 (Vehicle Positioning System, VPS)在系統的發展建置的過程中，因為 DSRC 較容易建置，因此各國大多把 DSRC 列為近程目標，VPS 則列為遠程目標，現今以 DSRC 比較廣為流通，然德國已經率先運用 VPS 技術。【6】【15】【32】【34】【35】 (一)DSRC 依通訊連結的方式可分為紅外線和微波兩種方式 1.紅外線技術：紅外線系統採用 800 至 900 nm 波長之紅外光與車內設備單元通訊，影響民眾申裝國道電子收費系統行為意向因素之研究電子收費系統車內設備單元主要有兩種形式： i.此類車內設備單元除紅外線通訊功能以外，本身具備讀/寫/錢包功能。 ii.此類車內設備單元由通訊模組與智慧卡組成，儲值與加值紀錄於智慧卡內，通訊模組需與路側辨識設備通訊並完成智慧卡之扣款功能。 2.微波技術：微波技術利用路側辨識設備之無線電天線發送信號至車內設備單元，其通訊頻率多採用 900Mhz、2.4Ghz、5.8Ghz 等三種頻帶，讀取車內設備單元所儲存之識別碼，主要有以下三類： i.無線電電子卡 (RF tag) 此類電子卡又分為兩類：第一型與第二型。第一型所儲存資訊無法被改變，僅能以唯讀方式運作。第二型則能改寫其內部資訊。 ii. 無線電智慧電子卡 (RF smart tag) 無線電智慧電子卡內建有微處理器，具有運算及儲存功能，可以計算通行費及扣款，並將餘額儲存於記憶體內。此類具有雙向式通信功能，可以同時發送及接收資料。 iii. 智慧卡與無線電收發器 (smart card with RF transponder). 12.

(23) 於車輛上裝設無線電收發器 (RF transponder)，內含接收與發送信號之天線，能夠與路側辨識設備作無線通信。智慧卡內含微處理器與記憶體，可以計算通行費及扣款，可將兩者合而為一使用，當不開車時可將智慧卡拿下，作為其他付費用途，此類電子卡歸類為第三型。 DSRC 通訊技術的電子收費系統，還可因收費區位分為主線收費及匝道收費，以運作方式分成單車道（ Lane-base ）電子收費及多車道自由流（ Multilane Free flow ）電子收費。單車道的電子收費，即於現有收費站設置 ETC 專有車道，車道上方架設無線接收器收取過路車輛資料或扣款，而收費系統的設備單元，包括 AVI 天線、車上單元、收費顯示器、通行號誌、投幣收費機、車道柵欄、車輛偵測器。至於資料傳遞方式，大多採用雙向式，除具備單向式之程序外，在系統記錄資料後亦會傳送另一信號回覆該車輛，將車輛上所使用之儲值卡金額扣除，無須再寄通知繳費，簡化帳務處理流程。此種建構方式最大的好處在於能夠同時兼顧人工與電子兩種收費方式，方便偶爾使用高速公路的用路人。但因僅一車道採用此方式收費，無法全面提升車流得順暢。多車道自由流電子收費系統，即多車道係利用一跨軌式框架構成完整的自動收費系統之收費站，且各式車種可同時通過此收費區。全線均採用電子方式收費，故僅限配備ETC裝置之車輛使用。其好處在對車流產生的干擾降至最低，且可按車輛實際行駛的里程收費，使收費制度達到公平合理的要求；但其缺點則為，無配備ETC裝置之車輛無法使用，對偶而使用或外來車輛造成不便，但目前已可利用影像辨識技術來進行收費。而其資料傳輸之方式採單向式技術，係由裝置於車上之電子牌或路測偵測器發出訊號偵測後，經接收器接收後，即完成資料傳輸作業，所有辨識與登錄工作均由中央電腦處理，系統簡單，僅需在運作一段時間之後，將每輛車使用次數與需繳金額列出，寄達通知駕駛人繳費。 (二)車輛定位系統技術 VPS 車輛定位系統(VPS)與特定短距通訊技術(DSRC)不同，VPS可不受限制利用自動定位技術來追蹤車輛，每部車輛走過的路徑都會被完整的記錄下來，當車輛. 13.

(24) 進入收費路段時會自動對用戶進行扣款收費，VPS可以利用GPS全球定位系統來達成定位的目標，或者利用GSM+GPS 結合來架構出 ETC 系統。. 2.2.2 自動車輛偵測與自動車輛分類主要功能為將通過收費站的車輛予以分類，以分辨該車輛為何種類型，並依據不同類型的車輛，收取不同的費用。國內外對於使用公路之車輛依其載重、車型、用途等，多訂有不同之收費標準，其用意以符合公平原則及提升道路使用效率為主。在電子收費系統中須建置如軸測器 (treadle)、動態地磅 (weigh-in-motion)、輪廓儀(profiler)、光柵 (light curtains) 等自動車輛分類系統，以分辨車輛之軸數、重量、輪廓、及通過之車輛數等。車輛分類系統可用之相關設備技術如下： 1. 感應式線圈 (inductive loops) 經由埋設於路面下的導體線圈造成一種電磁場型態的能量，當車輛通過感應線圈時，測得之車輛金屬使其吸收了部分的能量，形成震盪器與線圈間的能量差異，藉此偵測是否有車輛經過。應用感應式線圈作車輛偵測，可於沿車道行車方向設置一只或兩只線圈，當僅設置一只線圈時可偵測車輛的到達與離開，因此可作為車輛的偵測與計數用，如停車場出入管制。當設置兩只線圈時，可另偵測車速及車輛長度。 2. 軸測器 (treadles) 埋設於地面下，經由車輛通過時，將軸測器所承受之壓力轉換成電子訊號，以測得車輛軸數、輪數及通過的方向。 3. 動態地磅 (weigh-in-motion devices) 透過埋設於地面之壓力測量裝置來測得車輛之輪重、軸重與總重。 4. 光柵 (light curtains) 透過發射許多水平的光線以測得車輛的到達及其外型，車道兩側各有光之傳輸端及接收端，當車輛通過阻斷光線時，即可產生車輛的輪廓。 5. 掃描機 (scanning devices) 其使用不同頻率的輻射能來偵測車輛的到達及外型。. 14.

(25) 6. 影像處理 (video image processing) 使用攝影機掃瞄車道上之路況影像，藉此判斷其掃瞄的影像並測定車輛的長、寬、高。 7. 影像執法系統(VES)和收費違規執法功能影像執法系統是針對未裝設車內單元、或車內設備單元失效之車輛，拍攝其車牌影像，並自動辨識車牌號碼，提供相關單位進行付費或違規執法程序，能夠節省大量執法所需人力與成本。所有行經電子收費車道之車輛皆應監控其是否出現收費違規行為，已達到收費公平及辨識違規者之目的。系統須提供違規者之照片或影像證據，以利後續之追繳處理。. 2.2.3 後端系統功能架構後端系統部份則如圖2-3 所示【6】，主要功能在於支援建置營運公司所有的營運項目及流程，舉凡高速公路通行費電子票證管理、電子收費設備的管理及監控、用路人車內OBU的管理、系統認證機制、每個營運日的帳務計算、與高公局間的帳務結算、所有交易資料的收集、提供用路人相關道路交通資訊、電子化的報表呈現、逃/欠費及違規執法以及相關客服作業等等。後端系統規劃為六大系統，此六大系統包含： 1. 帳務管理系統. 2. 交通管理支援系統. 3. 維運監控管理系統. 4. 收費違規處理系統. 5. 金鑰管理系統. 6. 客戶服務系統. 圖 2-3 後端系統軟體功能架構圖資料來源：【6】 15.

(26) 2.3 國外電子收費系統的發展為了了解電子收費系統相關技術，將國外各系統技術回顧，並整理表2-2比較各國不同之處，使本研究能尋找更多不同需求及準則。. 2.3.1 日本收費系統如同其他發展ITS 計畫的國家，日本政府也扮演著關鍵的角色。日本政府有五個部級部門負責ITS 相關研究與發展，包括：建設省、運輸省、警察廳、通產省、郵政省（其中建設省與運輸省於2001 年併入國土交通部，郵政省併入總務省，通產省併入經濟產業省），並由跨部會委員會協調合作（Inter-ministerial Council）。在1996 年七月，提出國家級的「日本ITS 策略計畫」，預定在2015 年以前發展出全國ITS 道路地圖網。2003 年，跨部會委員會要求對ITS 相關事務的主要諮詢團體「ITS Japan」發展出現行的ITS 策略，根據使用者需求進行規劃，創設出ITS的新產業與市場。【28】此系統應用交通管理於ETC下三種車道佈設管理。第一種是傳統人工收費車道，第二種為允許配有電子收費OBU車輛進入之專屬車道，第三種則為混合式車道，可提供配有OBU或未配有OBU之車輛進入，以進行收費。因不同車道有不同的收費方式，導致進入不同收費車道車輛之駕駛人會有不同行為產生，為了確保交通安全及車流運行順暢，必須在駕駛人進入收費區之前，提供充分的路徑導引，並藉由其他路側指引設施，完成交通管理手段，並達到確保行車安全之目的。經由在實際道路上一連串的測試與修正後，訂立了路側設備與導引方式之規劃與手段。整體系統於1999年營運，預估至2003年約有50%的車輛會配備車上單元。投入建置整體電子收費系統的金額，可以進低維護成本，亦即採用電子收費可以提升道路容量【15】。. 2.3.2 新加坡 ERP 系統新加坡為亞洲地區最早實施道路徵收擁擠費的國家，且該國政府於 90 年代初期開始著手規劃電子收費，並於 1998 年 4 月開始實施道路電子收費計劃 ( Electronic Road Pricing ,簡稱 ERP )，新加坡採用日本三菱工業所研發的路費通行系統( Toll Pass System )，為 2.45 GHz 微波通信技術，屬於多車道的收費系 16.

(27) 統，其方式是利用一跨軌式框架構成的自動收費系統之收費站，可以讓各式車種來同時通過此收費區，並運用該電子收費系統進行電子道路定價，在各個離尖峰時段來收取適當之擁擠稅，減低市區道路之擁擠，使道路使用更加有效率。【10】【35】. 2.3.3 美國紐約地區 E-Zpass 收費系統奧蘭多-橘郡快速道路局（Orlando-Orange Expressway Authority, 以下簡稱 OOCEA）成立於1990 年，目前包括6 個州的運輸部共12 個有關公路、港口、隧道等政府單位之收費系統，皆已納入此系統中。該組織為使系統切合實際需求，遴選出PBS&J為計畫顧問，協助系統建置。整體系統於2001 年12 月完成整合，E-PASS車道每小時通行量可達2,000 台。亦即系統每小時可處理2,000 筆交易資料，遠超過人工收費的每小時500筆。系統除了具有高效率的處理速度，並可達99.96 的高正確率。美國紐約地區亦採用E-PASS系統，此系統目前廣泛應用於紐約大都會區、以及鄰近各州之隧道、橋樑與高速公路收費站。其主要目的是在統一該地區各組織發展之電子收費系統，使駕駛者能夠使用單一之車內設備單元，避免系統不相容的困擾，建立起一個通用於這些地區之橋樑、隧道與公路之 ETC。【6】【15】【39】【69】【72】. 2.3.4 加拿大多倫多 407 公路多倫多407ETR（407 快速收費高速路，407 Express Toll Route，簡稱407ETR）是加拿大最具代表性的電子收費道路，採用微波DSRC技術，通訊頻率900MHz，它是全世界第一條採取多車道自由流系統的公路；但是其投資金額龐大，至今營運的財務狀況仍不盡理想，顯示出該ETC 方案具有高風險的特性。【6】【70】. 2.3.5 香港收費系統香港政府為了減少自用車輛之使用，乃於1983 年對部分地區採取「電子道路收費」之實驗計劃。其方式是運用電子密碼車牌(裝置於車輛底部)來進行車輛身分辨別，當車輛行經路面埋設有電子感應線圈時，可由電子車牌發出之信號傳送至中央電腦系統，再把每部車輛的行駛記錄分別建檔，並由電腦計算費用，而主管機關也定期將道路使用費寄給每位車主。此即為傳統的自動車輛辨識系統 17.

(28) (Automatic Vehicle Identification，AVI)。此外，香港的Tate＇s Cairn 隧道、獅子岩、及Aberdeen 隧道則是採用微波科技的電子收費系統，來進行過港費用的收取，而這幾個新的電子收費系統，在違規執法方面，則是進一步採用影像為主的違規執法系統(VES)來進行取締的工作；費用的收取，可以直接由OBU 上的智慧卡扣除，或以行動通訊的方式傳送到服務中心由帳戶中扣款。【28】【39】. 2.3.6 馬來西亞收費系統及泰國收費系統馬來西亞現在已使用中的高速公路電子收費系統為微波TAG 系統，另外尚有Touch&Go公司發展出的非接觸式IC卡試用系統，運用於公車及高速公路費用收取。除此之外，其中一條高速公路正引進紅外線之電子收費系統。馬來西亞之高速公路電子收費卡片功能似單純之電子錢包，可用於公車、公用電話、道路自動收費系統等，類似有智慧卡之特性。泰國政府與美國Amtech 公司合作為泰國的高速公路與捷運管理局(ETA)興建的曼谷第一期高速公路電子收費系統，運用Amtech 公司的無線辨識技術設備及光纖通訊來作系統的整合，以進行電子收費的服務。【39】. 2.3.7 德國 Toll Collect 系統由於德國之高速公路系統過於複雜(長度約 13000 公里，共 3000 路段)，難以適用傳統電子收費系統收費，再加上交通流量高，德國交通部評估規劃、建造及操作與距離關聯之電子收費系統以取代以往之 Euro vignette (通行證)，並採用人工票務及GPS-GSM 為基礎之自動系統等雙系統，不排斥偶爾使用道路之駕駛，並可與鄰近國家之收費系統相容。本系統於 2000 年 7 月開始進行招標，首批車輛所需裝載之車內設備單元於 2001 年 1 月開始裝設，用路人需先支付 500 歐元，但可抵作通行費；預估到達經濟規模後，車內設備單元的價格可降到 200 歐元。以 GPS-GSM 為基礎之電子收費系統為一較新式之付費方式。此模式須於車上裝設 OBU，其主要之配件為一應用 GPS 之導航系統(由地圖對應技術支援，在 GPS 無法涵蓋之區域則採特定短距通訊方式定位)以及一只 GSM 通信設備。OBU 可偵測車輛所在路段、計算收費，並在儲存量滿載時傳送至收費中心。 18.

(29) 各國之ETC整理於表2-2中。【28】【35】表 2-2 各國 ETC 系統系統名稱. 系統通訊技術. 挪威. AutoPass. 美國. EZ-Pass. 加拿大. Highway407. 澳洲. City Link. 德國. Toll Collection LKW Maut Austria Esterel-Cote Azur Motorway. 奧地利法國新加坡. ERP. 日本. N/A. 馬來西亞. Touch’n GO. 台灣. ETC. 車內設備單元 DSRC 845MHz 微波 DSRC 915MHz 微波 DSRC 900MHz 微波 DSRC 5.8GHz 微波 GPS+GSM DSRC 5.8GHz 微波 DSRC 5.8GHz 微波 DSRC 2.45GHz 微波 DSRC 5.8GHz 微波 DSRC N/A 紅外線 DSRC 850nm 紅外線. 計程／計次. 預付／後付. OBU. 計次. N/A. RF Tag. 計程. 皆可. RF Tag. 計程. 皆可. Tag. 計程. 皆可. OBU. 計程. 皆可. OBU. 計程. 皆可. RF Tag. 計程. 皆可. OBU. 計次. 預付. OBU. 皆可. 皆可. OBU. 計程. 後付. OBU. 計次. 預付. 註：”N/A“表示無詳細資訊。資料來源:整理自(范俊逸、徐端宏，2006). 2.4 國內電子收費系統的發展以往國道高速公路之收費，一直採用主線柵欄式收費系統。設置收費站於主線車道上，按車種車次計費，容易在收費站前產生車輛延滯。車輛通過收費站後，併回車道所造成的交織行為，亦是可能造成交通事故的危險地帶。為了推動國內高速公路電子收費方式，交通部於民國86 年決議將高速公路電子收費技術研發、系統建置，交由中華電信公司辦理，並於民國87 年開始在三號國道的樹林、龍潭兩收費站的南、北雙向最內側各一個車道，進行為期5個月的試驗計畫。參與高速公路電子收費試用計畫的用路者，配有車上讀卡機和IC 卡。高速公路電子收費試高速公路實施電子計程收費對用路人旅運行為影響之研究計畫期間，共有2,337 位試用者，通過電子收費站267,569 次，通過電子收費車道平均車速為 19.

(30) 每小時35 至37 公里，系統收費成功率達90%以上。【41】雖然中華電信公司進行的電子收費計畫相當成功，但由於交通部欲採BOT的方式，故交通部取消與中華電信的委約合作，重新進行公告招標。目前交通部已將高速公路電子收費的推動工作交由國道高速公路局辦理，以民間參與經營方式重新公告招標。目前由以遠傳電信為主的遠東聯盟取得最優申請人資格。據遠東聯盟規劃，高速公路電子計次收費將於95 年1 月上路，收費範圍有國道一號、國道三號和國道五號；電子計程收費則預計於民國99 年7 月實施，屆時，包含橫向國道在內的所有高速公路都要收費。將會使的每一個用路人都受到收費平等的待遇，以達到社會效益最大化。【31】. 2.5 工程評選方法探討本節就研究方法中分別論述，思考系統需求、修正式德菲法、層級分析法、模糊層級分析法的相關文獻並加以整理。先經文獻蒐集在配合腦力激盪術與專家訪談歸納，思考交通管理單位、系統監理單位與使用者進行需求分析，綜合彙整出各單位之相對需求。 Bob 等人(1999)【52】提出 what?/how? cycle 改善 ITS 之規劃過程與發展，應議定問題、需求與運輸政策，解決問題時涉及確定與選擇適當之組合，以滿足先前定義之問題需求等。胡大瀛等人(2004)【17】在研究中指出DynaTAIWAN系統的設計由使用者需求觀點進行規劃，在物件導向程式分析中，系統設計係以基礎交通分析與即時交通預測、設定初始狀態以及匯出資料為最上層的使用案例，而系統的參與者為與系統相關的使用者(或系統)，包括交管人員、運輸規劃人員、監控系統、旅運者以及網際網路服務提供者(Internet Service Providers，ISP)。. 2.5.1 德菲法德菲法(Delphi)為一種專家意見調查法，其運用起源於美國藍德公司(Rand Company)於二次大戰後，邀請國防及軍事的專家，共同討論關於美國在二次大戰中的戰事議題，此討論方式後來被廣泛的定義在依賴專家之專業經驗，以及具有 20.

(31) 專業價值的判斷所帶來的共識，並為許多的學術研究機構所採用。德菲法的主要目的乃是透過匿名化之群體判定的方式，以有系統的、反覆性的調查，獲取專家的群體共識，尋求一致性的意見。德菲法是可集思廣益與兼顧專家獨立判斷特質的方法，因此已被廣泛運用於科技預測、方案規劃、公共政策分析、創新的教育制度以及其它領域方面。德菲法的基本假設如下：團體的判斷優於個人的判斷。 1.. 運用學者專家的專業知識判斷或預測事件的發展趨勢。. 2.. 專家所聚集的有效資訊將比其他團體所提供的資訊更具有正確性。. 3.. 匿名的作業方式可使參與者克服擾亂正確資訊的發生。. 4.. 團體的壓力可使參與者意見趨於整合。. 德菲法除採用匿名式的意見調查，也保有專家集體與集思廣益的決策技術，並避免專家面對面討論問題間產生的干擾。德菲法有以下優缺點及適用情況優點： 1.. 經由特定程序與反覆問卷調查的步驟，並修正每次調查差異，最終使專家集體成員對某一議題得到較一致的共識。. 2.. 不需安排時間、地點集合專家且無須面對面的實際會談，亦能排除空間的障礙，並可減少會議過程中產生之溝通問題。以採郵寄問卷調查方式，可節省專家的時間。. 3.. 調查方式簡便，不需文獻資料，也不必應用艱深的統計分析技術，即能分析複雜、多面向的問題。. 4.. 利用多元化領域的專家，適合用來決定目標亦共同預測未來，並獲得一致共識使資料更為有價值與客觀，使共識更嚴謹。. 5.. 實施調查過程中，經由反覆問卷調查與意見修正，每個議題在單一回合問卷比較，結果較能反映整體意見中細微的差異。. 6.. 運用在長期預測方面，對於新技術的發展、系統、產品等的預測共識最為有用，以既有知識為基礎，依科技的進步和邏輯演進來推論未來。. 缺點: 1.. 採用匿名方式特性，若以郵寄問卷調查進行回饋調查，時間不易掌控影. 21.

(32) 響進度。 2.. 缺乏會議討論時面對面溝通互動與回饋，難以激發腦力激盪的效果。. 3.. 必須仰賴專家的專業直覺知識，而研究結果易受專家本身主觀判斷的干擾。. 4.. 擇其專家議論時，應考量專家之專業知識、實務經驗及其代表性，否則易引起爭議及質疑，因此參與研究之菁英代表性須慎重選擇。. 5.. 德菲法施測過程由研究者統籌主持，因此可能易受到研究者的影響。. 6.. 最後結論較為籠統，研究者難以依據採用有效、詳細的措施，僅能作為訂定策略時的方向指導與參考。. 7.. 採用問卷調查時，若不能明確表示討論議題內容或問題，以及缺乏良好的誘因與獎勵時，使得難與專家配合導致結果有所偏差。. 適用情況：由上述德菲法優缺點，德菲法適用情況有以下幾項: 1.. 研究問題本身所提供資訊少，且不確定性高。. 2.. 研究問題本身無法提供精準分析技術，但可藉由蒐集主觀判斷資料為答案作參考。. 3.. 對於廣泛複雜的議題，參與者個人雖有能力提供有用意見，但與其他參與者之間缺乏互動與討論，或各有不同專業與經驗，需要彼此交流。. 4.. 需要多人一起討論，若採取面對面對談方式，為達有效互動交流，參與人數會受限制；且面臨議會時間、地點難以安排，以及費用問題；此外，面對面會談易受溝通干擾，必須有仲裁機制，並確保參與者的匿名性。. 5.. 必須保留參與者的異質性，以避免多數意見的優勢以及個人人格特質因素，影響研究結論的變異性。. 德菲法雖已廣泛應用於各領域中，但亦有以下幾項缺失： 1.. 為使專家之共識趨於一致，必須增加調查次數以獲得較佳之結果，導致作業過程耗時、成本高且回收率不高。. 2.. 以平均數作為篩選評估準則的依據，在統計上易受到極端值影響，可. 22.

(33) 能導致扭曲專家原意的情形發生。 3.. 預測部門在彙總專家意見時，可能有先入為主觀念，而過濾掉專家真正的意見，以系統性消弱或抑制不同的看法。. 2.5.2 修正式德菲法利用問卷調查或其它意見蒐集方法，反覆調查步驟，再由研究者將集體意見回應與回饋以統計方式表示集體意見法。在原本的德菲法中，使用的是開放式問卷調查。根據(Murry and Hammons，1995)指出部份研究基於特殊考量而修正傳統德菲法的作法，省略開放式問卷調查的步驟，以文獻回顧方式並修改後，發展出結構式問卷，此稱為「修正式德菲法」。此作法可以改善傳統德菲法的部分缺點，主要是結構式問卷可減少在第一階段問卷調查的時間，且可讓參與專家能立即將注意力放在研究主題上。. 2.5.3 層級分析法層級分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)是由Thomas L.Satty 於1971 年所提出的一套決策分析方法。其主要適合用來處理風險性、不確定之情況下及具有多數個評估準則或方案的決策問題上。由於層級分析法理論清晰簡單，操作方法容易，並能同時容納多位專家與決策者的竟見，其作用目的為求得決策分析問題時，影響要素之間的相對權重程度，因此，在多年來廣為被學術界和實務界所使用。最大的特色為利用層級結構將影響因素間複雜關係有系統的連結，且兩兩因素成對比較方式，可以減輕決策者負擔，使決策者意向能更清楚地被反應，再則其集體決策特性，可以將個別學者意見，進行層次分明的層級系統整合分析，增加評估的有效性與可靠性。對決策者而言，階層結構有助於對事物的了解，但在面臨「選擇適當方案」時，必須根據某些基準進行各替代方案的評估，以決定各替代方案的優勢順位（Priority），然後找出適當的方案。(Saaty，1980)。層級分析法基本假設具有11 項（鄧振源、曾國雄，1989；Satty，1980）： 1. 一個系統可被分解成許多種類(classes)、或成分(components)，並形成 23.

(34) 像網路的層級結構。 2. 層級結構中，每一層級的要素均假設具獨立(Independence)。 3. 每一層級內的要素，可用上一層級內某些或具有所有要素作為評選準則，進行評估。 4. 成對比較需是直接由評估者判斷得到。 5. 評估者必須是對決策問題具有相當程度的熟悉者。 6. 所有的評選方案必須在評估前事先確定。 7. 每一個評估者的重要性是一樣的。 8. 比較評估時，可將絕對數值尺度轉換成比例尺度(Raito Scale)。 9. 成對比較(Pairwise Comparison) 後，可使用正倒值矩陣(Positive Reciprocal Matrix)處理。 10. 偏好關係滿足遞移性(Transitivity)。不僅優劣關係滿足遞移性，同時強度關係也滿足遞移性。 11. 任何要素只要出現在階層結構中，不論其優勢程度是如何小，均被認為與整個評估結構有關，而非檢核階層結構的獨立性。在使用層級分析法時，一般會分成六個步驟來進行(Saaty, 1980)： 1. 定義非結構性的問題。 2. 將問題解構為一有系統的層級結構。 3. 使用兩兩比較的方法，以建立成對比較矩陣。 4. 一致性檢定，以避免專家對評準判斷的衝突。 5. 評估每個層級中屬性的相對權重。 6. 針對不同的決策目標計算其相對權重。 Greiner et al. (2003)回顧應用層級分析法的相關文獻後，認為層級分析法在專案管理、資訊系統、風險評估以及專案審查問題上是相當有效的工具。綜合以上研究，本研究認為層級分析法適合應用在符合研究假設下多準則性質之決策。. 24.

(35) 2.5.4 層級分析法應用 Lai, Wong, & Cheung (2002)認為層級分析法是適用於個人及群體的決策。在群體決策當中，許多方法在選擇方案的過程當中，被用來結合群體成員中不同的觀點和判斷。因為AHP 法能夠扮演一個綜合工具的角色，所以許多研究者認為 AHP 法是非常適合用來作為群體決策的方法，Dyer & Forman (1992)認為AHP法適用於群體是具有以下的優點： 1. 可以在群體決策的過程中結合實體和非實體的特性、個體的價值及分享的價值。 2. 可以架構群體決策以讓討論的核心是一個目標體系而非方案體系。 3. 可以允許在所有可及的資訊被考量及達到組織目標的一致選擇前持續的討論。從一致的標準建立來看，AHP提供一個簡單的資料格式和結合判斷的邏輯平均值。歸納其他的研究，在群體判斷物流分配的目標和分析專案物流的部門上，發現因為AHP法具有可以形成一個系統性的框架的功能，因此當作群體決策工具時是有效又有彈性的。【61】雖然層級分析法廣泛的被學術界與實務界所運用，但是人類思維具有之模糊性會影響專家填答問卷、衡量準則及主觀判斷，因此層級分析法存在以下之缺點： 1. 不精確問題(Belton & Gear, 1983, 1985) Saaty (1980)之傳統層級分析法並未直接利用模糊的方法（如：模糊數或隸屬函數）來解決不確定性問題，僅以相對比較比例來衡量專家對於兩兩因素重要性的看法，但人在對於不確定性較高的準則進行判斷時往往會產生不精確或是區間的判斷，因此使得評估結果常與現實問題有所差異。 2. 平均數缺乏各權重之分佈資訊（張有恆、徐村和，1993）層級分析法之評估結果乃為權重之平均數，然而平均數缺乏各權重之分佈資訊，是一種不可靠的統計指標。 3. 層級數增加，導致效率降低(Millet & Harker, 1990; Murtaza, 2003) 傳統層級分析法的層級是受限的，當層級數增加時，則所需的因素間兩兩比. 25.

(36) 較次數將呈指數成長，容易使填答者因回答問題過多，思緒混淆，導致此模式效率降低及不一致性增高。 4. 群體決策問題（張有恆、徐村和，1993） Saaty (1980)在整合群體意見時所使用之幾何平均數，不適用於決策者對各決策屬性之認知差異很大時，會使部份評估者觀點無法反應在評估結果之問題上，造成他們無法接受評估之結果，導致計畫難以被執行。 5. 語意謬誤(Jang, 1991; Murtaza, 2003) 傳統AHP 所填答出的問題有時會過於武斷，因此專家會被多個相對比較問題困惑而產生不一致回答，若使用模糊數及語意分析法來改善將會更合適。 6. 決策情境的狀態及環境的不確定性(Lee, 1995) 決策環境的變動情境應加以區別以及決策時所面臨的不確定性皆會影響決策品質，但在傳統的AHP 中並未考量。層級分析法廣為運用於工程方案之評選作業中，謝浩銘等人（1998a；1998b）【47】【48】研究係利用層級分析法，以營造廠商立場，建立投標決策分析模式，以增加投標之正確性及縮短投標作業時間。余斯慰等人(2001)【9】研究中以應用多屬性決策理論，尤其是層級分析法，於最有利標評選作業時，將最有利標之作業程序建立系統化，並運用層級分析法建立最有利標評選模式，且將評審委員對投標廠商間優劣關係，換算為等級一致之評分。吳憲斌(2002)【12】針對交通工程設施的安全或效率等議題進行討論並對於交通單位決策者在各個考量層面的滿足程度，以模糊層級分析法多準則評估決策模式，利用模糊理論德菲法與層級分析法，找出一較佳的選擇模式以供決策者應用，以使交通單位相關主管能對於社會資源進行最佳的分配與運用。王國武(2003)【3】【4】研究指出由於招標文件所列評選項目及權重之決定非常複雜，一般以需求考量訂定，但又經常涉及廠商間的利益衝突，而無法順利推行。利用AHP將複雜問題加以系統化，以便決策者分析問題及決定替代方案優先順序，其作業方式與採購法最有利標的評選項目方法類似。. 26.

(37) 2.5.5 模糊層級分析法鑒於層級分析法無法克服決策時所伴隨模糊性之缺點， Laarhoved &Pedrycz(1983)便將Saaty 之傳統層級分析法加以演化，發展模糊層級分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP），將三角模糊數帶入成對比較矩陣中，如圖2-2。以處理在準則衡量、判斷等過程中所產生之模糊性問題，也就是解決上一節所提到的填答問卷語意不精確問題。以下整理應用模糊層級分析法的相關研究與評論：. 圖 2-2 模糊層級分析法成對比較矩陣圖. 1.. Buckley(1985)基於傳統層級分析法的不精確問題與Saaty(1980)所用來求取權重方法難以被使用在模糊矩陣計算等缺失，將模糊集合理論導入傳統AHP 方法上，並將一致性的概念轉化到模糊矩陣中。其以梯形模糊數（Flat or Trapezoidal Fuzzy Number），轉換專家意見將之形成模糊正倒值矩陣，再利用幾何平均數方法，求算模糊權重，再經由層級串聯，計算各替代方案的模糊權重，最後以各替代方案模糊權重的隸屬圖形，排列方案的優先順序，方法嚴謹，但缺點為計算過於複雜。. 2.. 張有恆、徐村和（1993）針對傳統層級分析法具（1）決策屬性具相關性問題﹔（2）群體決策性問題﹔（3）決策屬性評估值具有模糊性及不確定性問題等缺失，使用模糊度量理論建立模糊AHP 模型，此研究堪稱為目前所有AHP 模式中最完備者，但缺點也是計算過於繁瑣，不易了解。. 3.. 盧淵源（1995）利用模糊集合理論結合層級分析法，建構無人搬運車系統之設置評估模式，提供廠商以為參考。其做法為先是每一成對比較矩陣為三角模糊數，再利用模糊層級分析找出每一因素之模糊權重，再利用Teng & Tzeng(1993)所發展的模糊排序法，找出最佳模糊值或明確值， 27.

(38) 比較該值大小並與以排序，以求得各因素之優先順序，再利用語意（Linguistic）評比，來評定欲導入廠商之模糊數進行比較，做為廠商導入前之參考，並可藉此了解本身不足之處進行補強。由相關研究可發現，模糊層級分析法廣泛的使用於方案選擇與全體決策問題，並藉由模糊理論之助，解決了傳統層級分析所存在的問題，如：比率尺度應用上的限制、決策屬性具相關性問題、平均數問題、不精確問題、群體決策問題等缺失（Buckley,1985; Belton & Grar, 1985;鄭文英，1983﹔吳彥輝， 1999）。. 2.6 小結再經文獻回顧後，了解應針對問題將需求尋找出，並尋找解決之方法，本研究將運用系統需求建立系統需求表，建立需求表後應確立需求及準則，以修正式德菲法確立準則符合本研究之需要，確立準則以模糊層級分析法來評選ETC系統設備招標準則權重，分析後之系統需求、準則及權重做為招標時建議廠商之參考。. 28.