中 華 大 學 碩 士 論 文
題目：運用地理資訊系統構建汽車客運路線資 料管理系統之研究
Application of GIS to Develop Buses Routes Management System
系 所 別：科 技 管 理 研 究 所 學號姓名：M09203002 薛 雅 方 指導教授：蘇 昭 銘 博 士
中華民國九十四年六月
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運用地理資訊系統構建汽車客運路線資料管理系統 之研究
學生：薛雅方 指導教授：蘇昭銘博士
摘 要
近幾年公路汽車與市區汽車車輛數其總和營運車輛數約在一萬二千輛，
總計營運路線約兩千條，時常面臨路線變更等規劃管理問題，客運業者因應 內外在環境變化，路線異動頻繁，維持汽車客運資料即時性不易。因目前國 內的客運路線異動皆由業者自行提出，業者自行劃製之路線資料為主，各監 理單位依紙本為依據且目前電子化作業是以掃描圖檔為其儲存方式，或以 MS Excel 或 MS Word 文字資料方式儲存記錄，無法全然滿足目前公路審議、
營運虧損補貼及客運營運服務評鑑等各項制度之管理需求，使政府單位嚴重 缺乏能夠提供分析的資訊化路線資料，無法進行資訊化整合客運路線管理，
需花費更多之人力與資源。導致主管機關於相關決策所需的資料通常分散各 地，無法在有限的時間內做出完備的決策，就管理效益而言，汽車客運路線 資料管理是十分重要且迫切。
本研究運用地理資訊系統構建公路汽車客運路線資訊管理系統，其設計 理念為依以往文字敘述路線建檔方式如路線之路名與站位點等基本路線資 訊，再由系統進行邏輯判斷，研擬三種不同建置之方式，用路線描述進行搜 尋模式判斷、站位定位方式產製路線、以站位座標資料匯入產製路線，依地 理資訊系統的優勢，由道路線圖層、站位點圖層、重要地標點圖層等相關圖 層，相互套疊進行空間分析以改善目前相當耗時之建置作業且配合相關的資 料庫內部系統功能以提供路線、站位資料基本查詢、編修，經有系統標準化 產製路線，讓路線有一致性之圖層資料，以方便各層面之應用與分析。
經測試評估結果，本系統可將以往約二小時半之路線建置時間縮短至五 分鐘左右即可完成建置路線之動作。本研究各路線建置方案之長度符合率、
節線符合率均可高達96 %以上；其中依路名建置路線方案，節線符合率可達 100%，只需修改起迄端點之路段長度。依站位建置路線方案，透過四種定位 方式交互使用產製汽車客運路線，其產製測試結果，長度符合率可高達
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99.35%，節線符合率也高達 99.07%。依座標建置路線方案，在取得站牌經緯 度情境下，建置速度平均只需二分鐘。因此本研究依傳統輸入建置方式，再 由系統進行邏輯判斷，無需大幅變動以往建置方式，即可有效改善目前建置 效率與同時進行地理資訊化之汽車客運路線資料管理。
關鍵詞：地理資訊系統、路線建置、公路汽車客運
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誌 謝
從大學、研究所這一路走來，承蒙指導教授蘇昭銘博士耐心、細心的指 導，無論在課業或是生活上均給予最大的支持，其謙沖且嚴謹的待人處事與 治學態度以及豐富且紮實的學識，皆令學生萬分敬佩，亦是學生學習的典範。
真的很感謝您，辛苦您了!!能在恩師的帶領下學習與成長是學生莫大的榮幸。
本篇論文的完成，感謝交通部運輸研究所運輸經管管理組 王穆衡組長、
交通大學 王晉元教授等口試委員於百忙之中撥空指導，提供諸多寶貴意見，
使得本論文得以更加完善，在此一併致謝。謝謝運管系的每位老師，您們認 真教學的態度及對學生平日關心與照顧，讓我有這樣的學習環境，感恩之情 學生會銘記在心，研究期間，非常感謝蘇家班學長們琮平學長、志鴻學長給 與熱心幫助與技術指導，也感謝英瑞學長、旻鑫學長、子駿學長、小松、偉 賢平日的關心與照顧，蘇家班的革命情感，讓人難以忘懷，在這過程中也讓 我受益良多，同時也謝謝同門的學弟妹們任由、惠筑、小基以及謝謝同窗好 友小明、老哥、雅瑜、盈如、博元、燕祺、mors、bb、世杰、玉潔、長運、
高桂、惠瑜一起在 lab 渡過這二年來的日子。還有社團朋友佳瑩、小傅、紫 萍、春香、蜜蜂、拐拐、適瑋謝謝你們讓我學習到處事的態度與做事的那股 熱忱。
最後要感謝我的家人與朝慶，給與精神上的鼓勵與這一路的陪伴，感恩 陳伯伯、陳伯母、皇文大哥、證竹謝謝您們全家對我的呵護，讓我在新竹沒 有離家之苦，感激之情非筆墨能形容，還有謝謝美露、妹妹、弟弟忍受我常 對著你們胡言亂語。在此僅以本論文獻給曾經關心、照顧我的師長、朋友以 及家人。
是的，這一幕要落幕了，望著這片校園，是該離開的時候了，同樣的舞 台，輪替著不同人生的過程，而屬於我的這一幕將要落幕了，心中還是萬般 不捨，而我必須尋找下一個舞台，昂首闊步不留一絲遺憾，謝謝大家。
薛雅方 謹識於中華科管所 中華民國94 年 8 月 10 日
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目 錄
摘 要... i
誌 謝... iii
目 錄... iv
圖目錄... v
表目錄... vii
第一章 前言... 1
1.1 研究動機 ... 1
1.2 研究目的 ... 2
1.3 研究內容 ... 3
1.4 研究流程 ... 3
第二章 文獻探討... 6
2.1 路線建置與規劃系統之相關研究 ... 6
2.2 國內汽車客運路線資料管理之現況探討 ... 14
2.3 小結 ... 18
第三章 系統規劃與建置... 22
3.1 系統需求 ... 22
3.2 系統功能架構 ... 24
3.3 系統構建 ... 32
3.4 資料庫分析與設計 ... 44
第四章 系統測試與評估... 52
4.1 路線案例測試 ... 53
4.2 綜合評估 ... 70
第五章 結論與建議... 76
5.1 結論 ... 76
5.2 建議 ... 77
參考文獻... 78
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圖目錄
圖1.1 臺灣地區汽車運輸業營業車輛數趨勢圖... 1
圖2.1 路線紙圖範例... 14
圖2.2 目前國內許可證資料情形... 15
圖2.3 目前國內路線資料庫站位資料... 15
圖2.4 目前系統路線圖層數化誤差狀況圖... 16
圖2.5 目前系統路線圖層點選數化誤差狀況圖... 16
圖2.6 目前國內建置路線系統輸入行駛路線畫面... 17
圖2.7 目前國內建置路線系統產製路線畫面... 17
圖3.1 系統功能架構圖... 24
圖3.2 建置客運公司基本資料畫面... 25
圖3.3 建置路線基本資料畫面... 26
圖3.4 建置場站基本資料畫面... 26
圖3.5 依路名建置路線方案建置畫面... 27
圖3.6 依站牌建置路線方案建置畫面... 28
圖3.7 重要地標定位架構圖... 29
圖3.8 地址定位架構圖... 29
圖3.9 交叉路口定位架構圖... 30
圖3.10 交流道定位架構圖... 30
圖3.11 依座標建置路線方案建置畫面... 31
圖3.12 行駛路段初步篩選狀況... 34
圖3.13 交叉路口篩選狀況... 34
圖3.14 國道部分邏輯判斷示意圖... 35
圖3.15 一般道路部分邏輯判斷示意圖... 36
圖3.16 判斷篩選後之路線顯示狀況... 37
圖3.17 以路段名為基礎之路線資料建置流程圖... 38
圖3.18 使用者選擇定位方式畫面... 39
圖3.19 以站位點為基礎之路線資料建置流程圖... 41
圖3.20 以站牌座標為基礎之路線資料建置流程圖... 42
圖3.21 程式轉座標為圖點之狀況... 43
圖3.22 執行最短路徑之狀況... 43
圖3.23 屬性資料表關聯圖... 46
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圖4.1 依路名建置路線汽車客運路線測試輸入狀況... 54
圖4.2 依路名建置路線汽車客運路線測試狀況... 54
圖4.3 迄點節線狀況... 55
圖4.4 修正後迄點節線狀況... 55
圖4.5 依站位建置路線汽車客運路線測試狀況... 60
圖4.6 行駛捷徑狀況... 61
圖4.7 重要地標定位點造成誤差狀況... 61
圖4.8 編修後節線狀況... 61
圖4.9 依座標建置路線汽車客運路線測試輸入狀況... 65
圖4.10 26 路路線測試狀況 ... 65
圖4.11 定位偏移狀況... 66
圖4.12 國內現有系統路線建置狀況... 71
圖4.13 直接於圖面選取路線建置狀況... 71
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表目錄
表2.1 公路汽車客運相關文獻建置資訊彙整表... 12
表2.2 臺灣公路汽車客運管理彙整表... 13
表3.1 目前路線資料類型與分析... 23
表3.2 汽車客運路線圖檔結構... 46
表3.3 汽車客運站牌圖檔結構... 47
表3.4 鄉鎮市區界圖檔結構... 47
表3.5 公路圖檔結構... 48
表3.6 重要地標圖檔結構... 48
表3.7 公路節點圖檔結構... 49
表3.8 站位資料屬性表... 49
表3.9 路線基本資料屬性表... 50
表3.10 路線路段資訊屬性表... 51
表4.1 依路名建置路線測試時間評估值... 56
表4.2 依路名建置路線測試長度評估值... 57
表4.3 依路名建置路線節線數評估值... 58
表4.4 依站牌建置路線汽車客運測試資料... 59
表4.5 依站牌建置路線測試時間評估值... 62
表4.6 依站牌建置路線測試長度評估... 63
表4.7 依站牌建置路線節線數評估值... 64
表4.8 依座標建置路線測試時間評估值... 67
表4.9 依座標建置路線測試長度評估值... 68
表4.10 依座標建置路線節線數評估值... 69
表4.11 本研究與國內現有系統之研究建置路線比較... 71
表4.12 各路線建置方案路線產製方法之綜合比較表... 74
表4.13 本研究與汽車客運決策支援系統路線產製方法之綜合比較表... 75
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第一章 前言
1.1 研究動機
臺灣地區腹地狹小，城鄉人口分佈不均，因此交通運輸問題一直是相當 重要且廣受重視的民生議題，而汽車客運在服務網普及、消費低廉及便捷性 高等條件下，扮演著交通運輸中相當重要的角色，依據汽車運輸業管理規則 中第二條規定，目前臺灣地區屬固定路線、固定班次等大眾運輸性質之汽車 客運業主要分為公路汽車客運業、市區汽車客運業等兩類型；其公路汽車客 運業指於核定路線內，以公共汽車運輸旅客為營業者；市區汽車客運業指在 核定區域內，以公共汽車運輸旅客為營業者。近幾年公路汽車與市區汽車車 輛數其總和營運車輛數約在一萬二千輛如圖 1.1 所示，總計營運路線約兩千 條，時常面臨路線變更等規劃管理問題，客運業者因應內外在環境變化，路 線異動頻繁，維持汽車客運資料即時性不易。
臺灣地區汽車運輸業客運營業車輛數
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
1952 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003年度 單位：輛
臺灣地區汽車運輸業營業車輛數 公路汽車客運業
市區汽車客運業
資料來源：交通部統計要覽
圖1.1 臺灣地區汽車運輸業營業車輛數趨勢圖
在現行的汽車客運管理制度中，主要包含的層級有公路主管機關、地方 監理單位及客運業者，在汽車客運相關業務資訊的管理上，目前國內的客運 路線異動皆由業者自行提出，業者自行劃製之路線資料為主，各監理單位依 紙本為依據，且目前電子化作業是以掃描圖檔為其儲存方式，於目前電子化 之過程中，路線資訊只停留在單純掃描路線圖資資料，無法全然滿足目前公 路審議、營運虧損補貼及客運營運服務評鑑等各項制度之管理需求，使政府
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單位嚴重缺乏能夠提供分析的資訊化路線資料，無法進行資訊化整合客運路 線管理，需花費更多之人力與資源。因此，而導致主管機關於相關決策所需 的資料通常分散各地，無法在有限的時間內做出完備的決策，就管理效益而 言，此部分之建置是十分重要且迫切。
另一方面，影響範圍並非只在運輸決策者方面，於乘客面也深受影響，
因目前臺灣地區汽車客運資訊分散於不同客運公司網站，乘客必須自行從各 客運業者及地方政府所建置的網站查詢相關之行前旅次資訊，讓一般民眾因 缺乏整體資訊造成許多不便。故行前旅次規劃、公路路線審議及補貼等監理 業務均需完整之汽車客運路線地理資訊資料，而且目前國內缺乏完整、即時 之汽車客運路線資料庫及建置機制。
地理資訊系統（Geographic Information System ,GIS）為近幾年來新興發 展並受到相當重視的一項技術，且隨著電腦軟、硬體的快速發展，將大量的 空間資料數化、儲存並快速的處理。運輸地理資訊系統的主要功能是藉由使 用者親和的圖形界面，並透過空間資料庫的查詢及空間模式的分析，對運輸 相關資料進行整合、查詢、運算、分析等功能，讓使用者能對複雜的運輸決 策課題作系統化的分析，俾做出有效率且正確的決定。因此，如何建立兼具 資料管理與空間圖形展示之路線資料管理系統，作為相關單位於業務推動上 的輔助及決策支援，以發揮行政效能及提升作業品質，實為一重要的研究課 題。
依目前而言，如何透過資訊化之輔助，建置路線資料管理系統是有其必 要性，使得標準化建置路線資料且能正確描述實際狀況，如此方為符合需求 並達到最大之輔助效能，以供更多公路汽車客運路線資訊之應用。
1.2 研究目的
本研究依現行汽車客運路線、站位資料描述狀況，經由地理資訊系統為 基礎之資料庫查詢語言，利用地理資訊系統之空間分析能力特性，從點-站位 資料、線-路線狀況、面-服務範圍等道路相關圖層資料套疊進行空間分析，
研擬建置路線之邏輯判斷方案，提供政府管理單位產製公路汽車客運路線模 式，構建公路汽車客運路線資料管理系統，以應付繁雜之路線、站位異動作 業程序。本研究之目的可歸納如下：
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一、利用地理資訊系統之空間分析能力特性，進行汽車客運路線地理資訊之 建置作業。
二、構建汽車客運路線資料管理系統，期望透過簡單之操作介面，維持路線 資料之即時性及完整性。
1.3 研究內容
本研究利用地理資訊系統構建公路汽車客運路線資訊系統，其設計理念 為依傳統輸入方式，根據路線之路名與站位點等基本路線資訊，開發一套公 路汽車客運路線管理系統，本研究研擬三種不同建置之方式，用路線描述進 行搜尋模式判斷、站位定位方式產製路線、以站位座標資料匯入產製路線，
依地理資訊系統的優勢，由道路線圖層、站位點圖層、重要地標點圖層等相 關圖層，相互套疊進行空間分析以改善目前相當耗時之建置作業且配合相關 的資料庫內部系統功能以提供路線、站位資料基本查詢、編修與提供基本資 料運算，經有系統標準化產製路線，讓路線有一致性之圖層資料。
1.4 研究流程
本研究流程如圖1.2 所示，重要步驟說明如下：
一、 確立研究方向：係針對目前公路汽車客運建置路線問題進行初步界定與 探討，研擬將傳統紙本資料轉成以地理資訊化之機制為基礎，進而改善 目前公路汽車客運路線建置問題。
二、 文獻回顧/現況分析：針對運用電腦資訊系統輔助路線設計與規劃、運 用地理資訊系統在汽車客運上之應用、運用地理資訊系統之路線搜尋之 相關研究等這三大方向交叉搜尋相關文獻進行回顧，以確立本研究之基 礎。除此之外，彙整目前運用地理資訊系統在汽車客運上應用之情況，
最後針對汽車客運路線建置面臨問題進行彙整。
三、 系統設計：了解使用者需求後，擬定路線建置之空間分析架構，進行系 統之細部規劃，也配合資料庫這部分所擬定之狀況，勾勒出整體系統功 能。
四、 資料庫架構確認：此部分為規劃系統所需之資料庫狀況，不單只是一般 屬性之資料庫，本研究是以空間分析處理為主要開發基礎，故包含路 線、位站等相關圖層資料庫之規劃，另一方面，考慮所需應用之資料庫，
4
以輔助使用者於空間查詢時更為彈性。
五、 擬定資料庫與內容分析：此部分依前步驟所確認之資料庫架構後，再進 行目前各汽車客運相關路線資訊之必要性，擬定各資料表之內容狀況。
六、 彙集相關路線資料與圖層：係針對文獻回顧與所擬定之資料庫內容，進 行收集其所需之相關路線與圖層，以供後續地理資訊系統分析。
七、 系統開發：係針對了解路線建置問題所在之後，並配合目前使用者便利 之定位方式，讓系統設計更能針對空間資料特性加以運用，利用考量空 間認知所建立的空間分析語言進行路線建置，開始針對相關功能/介面 進行撰寫。
八、 模式撰寫：本研究依有限之資料與彙集可用之資料庫、圖層，研擬三種 不同建置之方式，依路線文字描述進行搜尋模式判斷、站位定位方式產 製路線、以站位座標資料匯入產製路線等，利用地理資訊系統元件的開 發，以達快速有效輔助建置人員建置公路汽車客運之路線資料。
九、 測試/除錯：係針對系統初步完成後，進行系統測試，測試是否有相關 錯誤之處，若有則進行修正，以講求系統之完整性。
十、 系統驗證：將目前之建置與本研究所建置之系統進行驗證比較，以求有 效改善目前建置困難之相關問題。
十一、 最後則提出本研究之結論與建議。
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圖1.2 研究流程圖
6
第二章 文獻探討
本章回顧針對以往公路汽車客運路線建置系統之相關研究與過往於國內 公路汽車客運運用地理資訊系統之研究案進行彙整與分析，且針對國內汽車 客運路線資料管理之現況進行探討說明，以利後續參考之依據。
2.1 路線建置與規劃系統之相關研究
此小節為本研究彙集相關路線規劃系統之相關文獻，回顧其各文獻系 統，其狀況概略說明如下所示，同時也比較出各系統圖層資料庫處理情形，
如路線產製、站位建置等相關圖層之狀況與其資料更新與維護之情形。
2.1.1 公路客運路線規劃與評估之相關文獻
王秋惠【1】其研究對象以台南市公車路網為主，其研究應用於公車路網 設計與電腦查詢系統之研究，結果顯示各種路線、路網績效指標皆獲致相當 改善；而且電腦查詢系統之繪圖功能，不但可直接顯示路線績效之良窳，尚 能從事線上之實際修改或顯示，故可提供運輸機構作為路網規劃設計和決策 參考之依據。應用軟體為資料庫管理Foxbase+、圖形顯示 AUTOCAD。其系 統功能分為二大部分，一為資料庫管理系統，藉程式之組合處理資料庫資料 之查詢、變更、刪除與新增；圖形資料庫管理系統，主要為建立路線及站位 資料庫，可直接在螢幕上數化車站站位資料，其底圖為一般坊間之紙本地圖 掃描，以其設計之格式之格式儲存。
莊凱勳【16】其研究對象以臺北市公車路線為主，其應用方向以設計且 建立公車路線調整決策支援系統，以輔助臺北市公車路線之調整，其應用軟 體：系統使用之資料庫管理軟體為FoxBASE＋，圖形顯示以 AutoCAD 為主 體，各模式副程式則以FoxBASE＋提供之第四代語言（4GL）撰寫而成。該 系統使用之資料有道路交叉口座標、路段流量、各線公車路徑、班距、載客 量、公車站牌等項；圖形則包含所有公車路徑圖與道路網圖，因考慮圖形與 資料之一致性，所有圖形皆由資料自動轉換產生；模式在於計算各公車路線 之彎繞度、重疊度與集中度，為路線調整之評估依據，另為反應各公車業者 對路線調整所關心之因素，模式庫中亦加入路線運量指標之運算。
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Friedrich【34】其主要是以 VISUM 公共運輸網路規劃為基礎，是針對乘 客的影響和營運者的模式，進行設計並且修改運輸網路的方法，依現有資源 提供一個有效率運輸服務需求詳細計畫與監控服務品質、營運費用和收入。
其系統功能為 VISUM 建立一個具有各種分析功能的規劃和查詢系統。提供 幫助分析並且評價存在或者公共運輸具體功能性從營運者的角度和乘客提出 公眾傳送服務。
運輸地理資訊系統在公路汽車客運管理上之應用【4】該研究為交通部運 輸研究所委託交通大學運工管系於八十四年度辦理之計畫，主要目的為充分 利用運輸地理資訊系統對資料的處理與分析能力，發展能應用於公路汽車客 運營運管理之運輸地理資訊系統，以協助業務主管機關隨時掌握各客運公司 之營運狀況、服務水準及其他相關指標，並做為業者申請新路線、調整營業 範圍時監理督導之輔助工具。
臺灣地區陸上客運路網合理化之研究--城際運輸【5】該研究為交通部運 輸研究所委託亞聯顧問公司辦理之研究計畫，其主要目的為改善城際大眾運 輸路網間轉運與整合方式，使大眾運輸之資源得以有效運用，以健全城際客 運路網架構之合理化，並建構城際客運路網資訊系統，協助規劃與方便查詢。
因此其運輸地理資訊系統構建只是輔助其路網規劃之輔助工具，並非研究之 主要目的，故其系統所具備之功能較為簡單，且資料庫之內容不甚齊全。
黃俐嘉【22】其研究對象為台北市公車路網，其應用方向係針對大眾運 輸路線合理化課題，經由指標評選、評估程序確認、及指標整合等步驟，建 立公車路網評估模式，並將此模式與運輸地理資訊系統整合。其所應用軟體 為地埋資訊系統輔助規劃軟體 UFOSNET，該研究以台北都會區路網進行實 例分析，分別構建基本路網、公車專用道路網、以及棋盤公車路網資料庫，
並應用此公車路網評估模式分析比較各路網方案績效，對於整合運輸地理資 訊系統，係擷取地理資訊系統優點與運輸系統特性，除具有資料庫分析儲存、
資料輸出展示強大功能外，更有良好之運輸資料處理模組及使用者界面，幫 助使用者更簡易操作使用。
邱奕明【13】其研究對象係台北市公車專用道對公車營運之影響，該研 究結合地理資訊系統之資料庫管理、空間分析、及成果展示等功能，藉以提 昇調整流程之效率，同時加強調整成果之溝通能力。其應用軟體為GIS 輔助
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規劃軟體 UFOSNET，其系統功能為研擬之準則及評估方法對台北市聯營公 車系統進行實例分析，除確認本程序操作之實用性外，並證實配合公車專用 道之路網結構，依據此調整程序改變公車路線，可有效提昇公車系統之績效，
對大眾運輸系統效益之提昇具有正面意義。
民國86 年交通部運輸研究所亦曾進行「公路汽車客運管理應用與地理資 訊系統之檢討整合與後續發展之研究」【6】等相關研究計畫案，其目的即在 於瞭解目前已發展之系統，並就公路汽車客運管理應用之地理資訊系統，其 所需具備之資料庫內容及功能要求加以整理分析，進而對於未來構建能符合 不同使用者需求之公路汽車客運管理地理資訊系統之發展方向提出建議。
陳良瑋【18】針對台北市公車路網建立一套實用的公車路線查詢系統，
透過與地理資訊系統的相結合，可使其擁有詳細的空間資料圖形展示介面與 方便的空間查詢功能。其應用軟體運用ArcView 撰寫，該系統功能：此研究 實際包含兩大系統，一為公車資訊查詢系統，提供多種相關查詢圖層與定位 方式，達到人性化查詢之目的－方便選取所需資訊。二為公車資料管理維護 系統：應用地圖簡括化原理生產公車站位資料。結合動態路段(Dynamic Segmentation)與最短路徑(Shortest Path)概念自動產生公車路線。其研究係假 設：「公車行走於主要道路上，站與站間則是沿主要幹道中的最短路徑行走。」
針對台北市測試資料之實作結果，符合假設之正確率高達 97% ，證明該假 設確實可行，對於全面建立完整之北市公車資料庫提供良好之示範。
王湮筑【2】其研究對象為台中市公車，其應用方向為評估路線調整或規 劃增設前後之績效，該研究所應用軟體為 TransCAD、excel，其系統功能為 在既有公車路線調整方面，分析既有路線調整之影響因素、目標及原則，選 取「路線彎繞度指標」及「路線重複性」作為既有路線調整準則。
交通部運輸研究所自民國89 年起先後執行兩期「汽車客運管理決策支援 系統維護及擴充發展之研究」【7】之計畫，此二期分別針對公路汽車客運營 運虧損補貼及評鑑作業，利用網際網路地理資訊系統建置汽車客運管理決策 支援系統。除了系統設計開發外，其中有一相當重要之部分即為資料之蒐集 建置，此階段研究之系統開發部分即延用其第二期建置之資料庫與既有資料 表並在地理資訊系統之部份持續使用前期之路線與站牌等圖資。該系統服務 與作業之範圍涵蓋了交通部公路總局與北、高二市之汽車客運主管機關，資
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料之存取與維護則透過網際網路以瀏覽器為平台進行作業，而相關營運虧損 補貼、路線績效指標分析與基本查詢皆為以網際網路地理資訊系統技術架構 作業平台。
2.1.2 運用地理資訊系統於運輸路網之應用
曾敬文【28】、陳家宇【29】、陳正斌【30】等利用地理資訊系統之處理 特性，構建一系列之階層式路徑選擇系統，傳統的路徑搜尋演算都是在同一 個圖層上進行，而階層式路徑選擇的基礎概念，在於經由路網圖檔切割的概 念將路線規劃的範圍作適當的切割，以GIS 系統結合各階層交通分區與道路 之圖型庫、資料庫及知識庫，達成階層式路徑選擇之初步架構，經由切割過 的各個部分子問題的求解，達到簡化問題的目的，再經由每個子問題所得結 果的合併，得到一個完整的搜尋結果。
游怡芳【20】研究設計交通路網通阻系統建置，應用軟體為 Mapobject，
該系統功能係利用道路圖層與地標圖層之空間資料與屬性資料進行空間定位 分析，完成系統主要功能：輸入一段具備空間意涵的文字資訊即可自動定位 於電子地圖上，並存成一筆新的點資料。除了新增通阻點資料外，交通路網 資訊系統尚具備編輯災害點－列出災害點資訊並可刪除之功能，以期能更符 合使用者之需求，作為災時決策之參考。
王豐元【3】探討交通地理資訊系統及其在公共交通服務系統之應用，簡 要的公共交通服務系統總體設計外，其也針對基礎的資料庫內容進行探討道 路網路結構、道路交叉口屬性圖層表，強調此為基本之資料庫同時也為重要 資料，提出一個以公共交通服務為物件之交通GIS 的系統初步設計。
Arampatzis【31】認為構建決策支援系統結合地理資訊系統作為分析工 具，可提供不同運輸策略的評價，其應用軟體為 MapInfo，該系統功能，運 用GIS 有利於有效進行空間資料存儲，更新和處理，並且利用模式產生製圖 顯示。
Cheng【32】發展一套自動化的路線系統，來協助工程師選擇適合的路線 來避免現存的障礙以及達到最小建構與排班成本。應用軟體主要組成包含 Visual Basic、CAD、Arc/Info、ArcView、Excal 工作表和【ARC】 prompt。
該系統功能為 RoutePlan 經由位置上和主要的資訊的整合來改善路線規劃效
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率，在單一的環境中使得許多資訊能夠整合。CAD 軟體 Auto-CAD 被用來產 生位置的幾何圖形。使用Arc/Info 功能模組，Starter Kit、Arcplot、Overlay、
Tables、Network 被安排用來作路線繪製和設計。ArcView 被用來執行地理資 訊查詢和顯示分析結果。Excal 工作表被用來增加附加的表格屬性和計算阻抗 指標。為了提高彈性，系統允許使用者取消SML 巨集的實行以及暫時的退出
【ARC】 prompt 來使用 Arc/Info 函數。
Keenan【36】指出過往的路徑選擇軟體，基於地點座標與直線距離，在 真實生活中，使用直線距離是不合常理的。利用網路中路段實際距離，對於 路徑選擇之決策支援系統（Decision Support Systems, DSS）越來越重要。利 用 DSS 可改善所求得的路徑，使用 DSS 更可以增加路徑選取的接受度，由 於真正使用者的介入路徑選擇過程中，將可改進路徑產生過程的品質。且使 用路徑選擇模式時，往往需要大量的空間資料，一個有效的決策也需要大量 的空間資料協助。隨著GIS 軟體的發展，GIS 軟體所能提供的功能越來越強 大，GIS 市場需求擴大，資料庫的建置成本隨之降低，許多地理資訊應用於 導航軟體上可以利用此地理資訊建立空間決策支援系統，達到人機互動目的 且能應用於更複雜的情況。Keenan 認為路徑選擇發展已經非常完善，越來越 多人認為將路徑選擇與決策支援系統加以整合，將會有更好、更有效率的決 策，以地理資訊系統為基礎的電腦系統與路徑選擇的理論加以綜合應用，將 是利用決策支援系統解決路徑選擇問題的重點。
Tarantilis 與 Kiranoudis【38】認為空間決策支援系統（Spatial Decision Support Systems, SDSS）是資訊系統應用所組成新的領域，主要用以解決半 結構或無結構的決策問題，應用於空間資料分析上。指出空間決策支援系統 主要由五個模組所組成，分別如下：1、地理資訊系統模組（GIS）；2、資料 庫管理系統模組（DataBase Management System, DBMS）；3、網路分析工具 模組（Network Analysis ,NAT）；4、路徑最佳化工具模組（VROT）；5、使用 者介面模組。
Ioannou【35】說明電腦應用於路徑選擇系統上，發展出不同特性的軟體，
也針對不同產業發展出不同產業特性方法的軟體。但是過去VRPTW 軟體，
仍然有一些無法解決的缺點，除了系統建製成本過於龐大外，VRPTW 軟體 僅針對所需功能設計，軟體的適用性、擴充性不如GIS 軟體，而且軟體使用 上，往往需要較多限制與假設，無法解決較真實問題。所應用之DSS 是經由
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適當的計算方法與顧客對於空間資料、交通資料的知識庫所組成，稱之為 Map-Route， Map-Route 系統包含資料庫、演算法、使用者介面與知識庫等 四個子系統。可滿足特定時間與車輛容量條件限制。針對都市內VRPTW 問 題，提出有效率方法與使用者介面具親和力的架構，與發展結合以GIS 平台 與最佳化方法的DSS 原型。
Wu【40】利用地理資訊系統解決都市交通擁擠的問題。面對現今社會都 會交通問題已經普遍存在且越來越複雜的現象，傳統的靜態方式已經無法分 析處理路網車流與計算出最小成本之車輛指派。因此提出利用GIS 為基礎的 決策支援工具，來模式化動態的壅塞問題，與計算最小成本車輛指派問題。
所建構之系統，以時間為單位來預測不同時間車流量，用以抓取動態壅塞繁 殖效應。利用Route Planner 模組，來規劃最小成本行車路徑，應用 GIS 的資 料庫管理、圖形使用者介面與圖形視覺化特性，提供有效的決策支援。GIS 軟體則提供空間資料的管理與資料查詢功能，並且將結果視覺化。
依以上之汽車客運路線評估與規劃的相關文獻說明，根據其應用面、研 究方法與應用軟體、路線建置狀況、站建置情形及最後的資料維護等項目，
進行彙整，其公路汽車客運相關文獻建置資訊彙整表如表2.1 所示。
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表2.1 公路汽車客運相關文獻建置資訊彙整表
研究者 應用面 研究方法/應用軟體 路線建置 站位建置 資料維護
王秋惠 建置站位資料 路線查詢系統
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• 自行開發
自訂格式 自訂格式
可更新但必須在此 系統內修改，資料格 式與其他不適用 道路圖以紙本掃描 圖方式
莊凱勳
公車路線調整 之決策支援系 統
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• 資料庫管理Foxbase+
• 圖形顯示AUTOCAD
• 數位板畫製
• 圖形顯 示—GBMS
• 屬性資料庫 --DBMS
• 數位板畫製
• 圖形顯 示—GBMS
• 屬性資料庫 --DBMS
可調整，但因是以相 對座標，故需於系統 內修改。
黃俐嘉 公車路網績效 評估
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• GIS 輔助規劃 -UFOSNET
系統直接畫製 系統直接畫製
可更新且資料格式 可輸出不同格式與 轉入不同格式
邱奕明 公車路線調整 準則與評估
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• GIS輔助規劃 -UFOSNET
系統直接畫製 系統直接畫製
可更新且資料格式 可輸出不同格式與 轉入不同格式
陳良瑋 路線建置與查 詢
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• ArcView3.0
網路分析產生 圖檔： Shp檔 屬性檔：dbf檔
系統直接畫製 圖檔： Shp檔 屬性檔：dbf檔
可更新且資料格式 可輸出不同格式與 轉入不同格式
王湮筑 路線規劃 • TransCAD、excel 系統直接畫製 系統直接畫製
可更新且資料格式可 輸出不同格式與轉入 不同格式
游怡芳 交通路網通阻 系統
• 交談式電腦繪圖系統 分析法
• MapObject
---
系統直接畫製 圖檔： Shp檔 屬性檔：dbf 檔
Friedrich 公共運輸網路
規劃為基礎 • VISUM 自訂格式 自訂格式 屬性檔：dbf 檔
可更新且資料格式可 輸出不同格式與轉入 不同格式
Cheng 自動化選線之 應用
• ArcView
• Auto-CAD
• Excel
網路分析產生 圖檔： Shp檔 屬性檔：dbf檔
系統直接畫製 圖檔： Shp檔 屬性檔：dbf 檔
可更新且資料格式可 輸出不同格式與轉入 不同格式
Arampatzis
規劃都市交通 政策之決策支 援系統
• DSS 於 MapInfo 環 境 下，以C++語言撰寫 ---
系統直接畫製 圖檔： MIF檔 屬性檔：dbf 檔
可更新且資料格式可 輸出不同格式與轉入 不同格式
資料來源：本研究彙整
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茲將前述回顧文獻中，將國內執行過之路線計畫案依其系統軟體、研究 內容與應用功能相關內容重點彙整如表 2.2 所示。針對近期臺灣公路汽車客 運管理方面之彙整發現，目前雖以地理資訊系統為處理基礎，但每期皆更新 系統造成系統功能穩定性不足、建置資料方面又不甚齊全且路線維護較為缺 乏。
表2.2 臺灣公路汽車客運管理彙整表 研究名稱
（時間） 系統軟體 研究內容/應用功能
運輸地理資訊系統在公路 汽車客運管理上之應用
（運研所，84 年）
TransCAD 2.1
一、新路線申請之審核
二、公路汽車客運資料庫管理：
三、公路汽車客運業之監理督導：
四、偏遠地區公路汽車客運服務：
臺灣地區陸上客運路網合 理化之研究
（運研所，86 年）
MapInfo 4.0
一、一般查詢功能：
1.客運路線查詢；2.營運績效查詢；3.縣市 資料查詢
二、系統編修維護：
檔案、編修、查詢、顯示設定、輸出設定 公路汽車客運管理應用與
地理資訊系統之檢討整合 與後續發展之研究
（運研所，86 年）
無
1. 檢視過去交通部運輸研究所於 84、85 年推 動辦理之二項相關研究計畫在經過其之整 理與實際操作分析後，發現目前仍無法真 正提供相關單位進行實際之應用。
2. 提出後續地理資訊系統之應用發展方向
汽車客運管理決策支援系 統維護及擴充發展之研究 (一)
（運研所，91 年）
Autodesk MapGuide
1. 路線申請作業子系統
2. 汽車客運管理資料查詢子系統 3. 費率審議作業子系統
4. 營運虧損補貼作業子系統 5. 營運服務評鑑作業子系統 6. 基本資料庫管理子系統 7. 相關法規檢索子系統
汽車客運管理決策支援系 統維護及擴充發展之研究 (二)
（運研所，92 年）
ESRI ArcView8.3
一、 一般性功能：
1. 汽車客運管理法規查詢功能：2. 電 子 地圖基本操作功能：
二、 路線審議資訊分析功能：
1. 路線申請(含繼續經營申請)：2. 路 線 調整：
3. 路線退出：
資料來源：本研究彙整
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2.2 國內汽車客運路線資料管理之現況探討
此小節針對目前國內汽車客運路線資料建置之狀況進行探討，以方便本 研究針對目前汽車客運路線建置問題研擬因應對策，以解決路線資料管理問 題，由於大部分以往路線資料以汽車客運業者自行劃製之路線資料為主，各 監理單位依紙本為依據或以掃描圖檔為其儲存方式，故其傳統路線資訊只停 留在單純圖資掃描之資料，如圖2.1 所示。
圖2.1 路線紙圖範例
現行政府單位汽車客運路線資料管理狀況主要區分為為三種類，第一類 為以許可證資料為主，其主要描述內容為往返程起迄點及行經之路線資料，
如圖 2.2 所示；第二類為目前相關單位所整理記錄之路線與站牌資料來自於 業者申請或變更經營路線時所提出之路線與站牌資料，目前仍以 MS Excel 或MS Word 文字資料方式儲存記錄，其主要描述內容為站位定位描述，可區 分為地址、重要地標、交叉路口、交流道四種站位資料，如圖 2.3 所示；第 三類目前都會型汽車客運已開始啟用公車動態資訊系統或裝設數位行車紀錄 器，故欲取得座標資料，並非難事。
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圖2.2 目前國內許可證資料情形
圖2.3 目前國內路線資料庫站位資料
然本研究回顧國內目前所建置公路汽車客運路線地理資料庫，「汽車客運 路線圖檔」係由人工以「公路圖檔」為底圖，依上述之路線描繪狀況依此重 新建立新圖層，利用新圖層上之各節點連成節線。此種資料輸入型態雖以「公 路圖檔」為底圖，卻難免因數化誤差，如圖2.4 及圖 2.5 所示，故其路線資料 品質有待考量且精確度不夠。因此無法讓其路線做其他應用，例如進行空間
重要地標
交叉路口
交流道 地址 起站
行經路段
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分析套疊道路圖層會有誤判之狀況，以至無法精確分析路線資料。
圖2.4 目前系統路線圖層數化誤差狀況圖
圖2.5 目前系統路線圖層點選數化誤差狀況圖
然於目前國內汽車客運管理決策支援系統中，已有考量運用地理資訊系 統建置路線之規劃，也達成初步建置路線之功能，由使用者輸入路名，經道 路圖層篩選部分路段，但汽車客運建置路線功能並不是十分完善，就時間而 言，建置一條路線需要二到四小時的時間，若不熟悉路線之建置者恐需半天 時間。建置方面，建置時面臨建置困難之狀況其畫面如圖 2.6 所示，若使用 者想選擇中山路之路段，其將所有之中山路之路段顯示於查詢欄中，但無法
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讓使用者明確了解其顯示之中山路各屬地圖上之那個位置，故無法讓使用者 便利選擇之所欲選之路段項目，倘若由使用者選擇其行駛路線後，其所產製 路線如圖 2.7 之粗線所示，但實際上卻是圖面上的虛線部分才為使用者所欲 選擇的路線狀況，故於後續編修來說是相當困難的，因此，此方面有必要改 善之需求且有克服建置路線困難之空間。
圖2.6 目前國內建置路線系統輸入行駛路線畫面
圖2.7 目前國內建置路線系統產製路線畫面 產製路線
虛線：使用者實際欲選擇路線
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另一方面，在前小節文獻中，特別提出建置路線方法之文獻，陳良瑋【18】
其研究內所提之公車資料管理維護系統針對建置路線功能進行處理，結合動 態路段(Dynamic Segmentation)與最短路徑(Shortest Path)概念自動產生公車路 線。測試結果，證明該假設確實可行，此部分值得本研究參考之，但其主要 由站位產製路線，其建置站位的方式只由使用者圖面點選，圖面點選較容易 產生定位誤差，另一輸入站位方面，以人工跑街之方式再進行站位數化的工 作，未考慮目前各監理單位之資料管理部分，其中在於處理站位點上有簡括 化合併、移位相近之站位點，且以虛擬車站方式修正路線，此研究是以點、
線同時建置的方式會主要的優勢讓產製效率提高。
2.3 小結
依以上之文獻系統介紹，其系統於建置路線之狀況，大致上可分為三種 類型路線建置情形，第一類為點間聯結之路線，其自行訂定格式由點(站位) 與點(站位)的相對狀況，直線連結成路線(公車路線)圖層；第二類依底圖畫製 路線圖層，其利用現用之軟體，讓使用者依底圖直接畫製路線圖層；第三類 是利用點執行路網分析產製路線。
一、 點間聯結產製路線
王秋惠【1】等人系統，由於屬於較早期發展者，因此其公車路線圖 層、站位座標圖層皆為自訂型式，座標採用研究範圍之左下角為原點且 站位是以相對座標來訂定，因此資料之流通性較不良，另一方面，於路 線與站位之維護與更新上較為麻煩。此類系統只有點間聯結之公車路網 圖層，其特性：
(一) 無街圖底圖的公車路網圖層
(二) 只儲存站位、轉折點等相對座標點圖層與基本站位資料
(三) 大部分站位間路線行走狀況不予儲存，通常假設為直線距離，或直 接使用者輸入距離與轉折處，為基本資料之一。
二、 依底圖畫製路線圖層
莊凱勳【16】、黃俐嘉【22】、邱奕明【13】、Arampatzis【16】等人，
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其系統是利用現有軟體產生路線之方式，此為一般產生公車路線之方 式，此方式之特性：
(一)其公車路線的儲存方式為取自道路底圖的個別路段之 X、Y 座標，
因此整個公車路網資料重複性較大
(二)資料不容易維護，站位更動、路線調整或街道底圖有變更連環修改。
(三)由於大部分是引用通用軟體，故資料格式較第一類相通性高。
黃俐嘉【22】、邱奕明【13】等人其引用 UFOSNet 為一套結合地理 資訊系統及運輸規劃分析的應用模組系統，其主要於處理運輸分析中交 通指派問題，以評估公車系路線績效、改善公車路網之用。公車路線之 儲存方式為由使用者點選各段路線建置而成，由於其功能是規劃使用，
故於公車站位皆作簡化，如路口車站建於道路中央、合併相鄰車站等。
Arampatzis【16】採用 MapInfo 由交通指派模式去推估出排放量與能 源消耗狀況。資料輸入方式是由使用者點選路線之方式輸入相關資訊，
MapInfo 是美國 MapInfo 公司所發展之 Desktop GIS 軟體，其提供使用者 可將其他軟體所產生的圖檔轉入供 MapInfo 系統應用，支援格式包括 MapInfo MIF 交換檔、AutoCAD DXF，另外在 4.5 版本以上更可透過其 Universal Translator 與 ArcLink 工具轉換 Microstation DGN、ArcView shapefile 及 Arc/Info E00 等圖檔格式，該軟體具有不同地理資料格式之 相容性。
三、 利用路網分析產生路線圖層
陳良瑋【18】、游怡芳【20】、Cheng【39】等人其利用地理資訊系統 軟體先建置點圖層後，經程式的撰寫讓其執行 Arcview 內部之網路分 析，最短路徑之分析，由點自動產生路線圖層。在於資料格式方面，美 國ESRI 公司出品的 Arc/Info 及 ArcView 是目前最普遍使用的 GIS 軟體 之一，因其發展較早，所以以往所建置的 GIS 資料庫亦多為 Arc/Info coverage，或是近年來發展的 ArcView Shape 格式，此兩軟體均分別提供 了coverage 與 shape 轉換的功能，至於與其他 GIS 軟體間的相容性，主 要則是透過 E00 格式作為檔案轉換的中介。另外，Arc/Info 尚可支援
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ALTAS、DIME、DLG、DXF、ETAK、IGES、MOSS、TIGER 等檔案格 式，而ArcView 除了 E00 格式外，尚可轉入 AutoCAD DWG 與 DXF、
MicroStation DGN 及 Mapinfo MIF 等格式的圖檔，也是具備高度之軟體 資料格式之相容性。進行道路資料網路分析時，ESRI 的 ARC/INFO 中 就有提供上述功能，稱為「動態路段（Dynamic sementation）」功能。意 即在基本路網圖建置完成後，為因應不同的課題，必須具有對既有路段 作重新邏輯建構的能力，且為節省位相關係的儲存，各路段上的屬性資 料應能隨主題圖上路段構建的不同而予以重新分配，例如：原有圖層資 料上有許多路段，將所選之單一路段經重新建構後，分成8 小段，但此 功能並不改變原來線資料的座標，所以連結於原本線資料上的屬性資料 並不會因為重新分段而遺失，將進行重新分配【20】。在地理資訊系統中 的 Link-Node，若欲表達公車路線網路這類重疊性很高之線性圖層，必 須以附加欄位的方式加在道路之路線屬性表內。其方式之特性【18】：
(一)動態路段不僅可依需求將線段重新分段，亦可避免各主題需求可能 造成的資料重複問題。
(二)資料量龐大：當擁有為數眾多的路線及公車路線時，資料欄位會倍 數增加，而其中許多值為空資料。
(三)站位位置僅能位於路網節點處。
根據上述各小節之彙整資料，可發現從早期至近期之各相關公路汽車路 線研究中，並無單純於探討建置路線研究，但發現運用地理資訊系統路線之 需求應面層面卻是十分廣泛，由以往以汽車客運為主體所建立之資訊系統，
依其應用層面可區分為以公部門或客運公司為主體所進行之汽車客運路線規 劃與評估，及以使用者為主體之汽車客運路線資訊查詢與行前旅次規劃。探 討此類文獻發現其主要區分為三種建置方式，第一類為早期的點間聯結之路 線，其自行訂定格式由站位點與站位點的相對狀況，直線連結成公車路線圖 層，此部分不適宜實際路網之探討；第二類依底圖畫製路線圖層，其利用現 有之軟體，讓使用者依底圖直接畫製路線圖層；這部分是近期較多人使用方 式為軟體直接畫製，進行點、線建置再探討其所需之應用層面，這部分方法 對本研究來說治標不治本，建置時間較費時與人力也需較多；第三類是利用 點執行路網分析產製路線，由點之建置運用路網分析邏輯判斷能快速得到路
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線資料，此部分將為本研究於研擬方案參考方向。再者，於現行汽車客運業 者自行畫製路線資料與目前相關之路線資料，可發現國內公路汽車客運路線 資料建置，仍存在管理問題，故本研究宜提出更適當之路線資料管理機制。
22
第三章 系統規劃與建置
依上章節所述之目前路線管理資料狀況需求與建置功能探討，本章節將 進行系統需求分析與本系統功能規劃說明，接著依系統功能劃分狀況，進行 各功能的簡要說明，於系統功能分析與設計方面，介紹本研究核心功能係路 線建置子系統中各方案之邏輯判斷說明，最後說明系統資料庫之分析與設計 狀況。
3.1 系統需求
延續上節所探討之國內汽車客運路線資料建置現況，本研究因應現況針 對政府管理單位彙整對於汽車客運路線資料管理之需求，本系統之設計發展 將依照下列之需求為原則：
一、 提供汽車客運路線與站牌資訊
因汽車客運相關業務資訊的管理，目前國內的客運路線異動皆由業 者自行提出，依業者自行畫製之路線資料為主，各監理單位以紙本為依 據，且目前電子化作業是以掃描圖檔為其儲存方式，於目前電子化之過 程中，路線資訊只停留在單純圖資掃描之資料，無法全然滿足目前管理 需求，至使政府單位嚴重缺乏能夠提供分析的資訊化路線資料，此影響 甚鉅，無法進行資訊化整合客運路線管理，讓各政府單位因缺乏完整之 量化資訊無法進一步應用與管理，目前相關單位所整理紀錄之路線與站 牌資料來自於業者申請或變更經營路線時所提出之路線與站牌資料，多 是以MS Excel 或 MS Word 文字資料方式儲存記錄；因此本研究不大幅 改變作業程序與作業模式，以傳統輸入方式，有效率資訊化建置公路汽 車路線與相關屬性資料。
二、 基本查詢維護需求
(一) 電子地圖基本操作功能
(二) 個別路線空間與屬性資料之新增、刪除、查詢
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三、 建置汽車客運業者基本資料與營運狀況
目前相關之各汽車客運業者提供資料彙整，其內容為各汽車客運業 者之基本資料以及路線資本資料，目前以許可證紙本、MS Excel 或 MS Word 檔案格式紀錄，由於目前上述相關資料並未規劃有相關資料庫予以 記錄管理，因此配合路線資料本研究也將客運公司基本資料及路線營運 資料列入資料路線建置資料庫內。
本研究依上述需求要點，先彙整目前相關之監理單位所持有之路線 資料，就目前路線資料進行資訊化之動作，本研究彙整資料分析後，目 前資料為許可證內有公路汽車客運路線資料，各監理單位具有以 MS Excel 或 MS Word 文字資料方式儲存站位記錄。另一方面，者有裝設 GPS 或數位行車記錄器，具有路線或站位之座標值，故本研究將資料區分為 三類：第一類為具有路線資訊、第二類為具有站位資料、第三類為具有 座標資料，且依資料來源這三類的資料種類進行分析，也研擬因應對策 模式、提出所引用之圖層狀況，如表 3.1 所示，本研究以傳統的一般性 資料，建置路線圖資資訊。以下小節將依路名建置路線、依站牌建置路 線、依座標建置路線因應三模式說明之。
表3.1 目前路線資料類型與分析
類型 路線資訊 站位資料 站位座標值
資料來源 許可證、路線資料電子檔 業者相關定位儀器
描述狀況
1. 起站+行駛道路+迄站 2. 起站+行駛道路+交流
道+行駛道路+迄站
1. 地址 2. 地標 3. 路口 4. 交流道
1. 站位點座標
因應模式 以路名為基礎之路線資 料建置
以站位點為基 礎之路線資料
以站位座標點為基 礎之路線資料 引用圖層 一般道路圖層
交流道圖層
一般道路圖層 重要地標圖層
一般道路圖層
資料來源：本研究彙整
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3.2 系統功能架構
本研究依前述之國內汽車客運路線資料現況探討及系統需求設計 系統功能，擬定本系統功能架構，依據功能特性分類設計，系統整體功 能架構如圖3.1，其包括下列三項功能說明如下所示：
圖3.1 系統功能架構圖
一、基本屬性資訊建置子系統：該功能係指使用者可依據本身需求，進行各 汽車客運業者或路線相關基本資料的查詢作業，此功能屬於路線資料相 關聯的基本屬性資料，其包含客運公司基本資料、路線基本資料、站位 基本資料等三項基本資料建置，其主要的功能係建置客運公司、路線、
站位等三方面，讓使用者可針對此三項進行新增、刪除、修改等相關的 功能。其可包括下列三項基本建置功能如下所示：
(一) 公路汽車客運公司營運資料建置：建置汽車客運公司基本營運資
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料，如公司代碼、公司負責人、公司地址、公司連絡電話、各公路 客運路線營運狀況等公司基本營運資料，如圖3.2 所示。
圖3.2 建置客運公司基本資料畫面
(二)公路汽車客運路線基本資料建置：建置公路汽車客運路線基本資 料，如路線編號、經營公司代碼、聯營公司資訊、一般日／例假日 往返程發車時間、尖/離峰發車班距等路線營運資料，如圖 3.3 所示。
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圖3.3 建置路線基本資料畫面
(三)公路汽車客運站牌基本資料建置：建置公路汽車客運站牌基本資 料，如站牌地址、站位型態、站位種類、連絡電話、站牌編號等站 牌基本資料，如圖3.4 所示。
圖3.4 建置場站基本資料畫面
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二、 公路汽車客運路線建置子系統：該功能為本系統之核心，依使用者需求 設計且提供多元化之建置方式，讓三種方案以輔助使用者建置路線圖資 資料，進而改善傳統路線資料之效率且讓使用者達到便利建置為目的，
因此本研究提供下列三項不同基礎下之建置功能：
(一) 以路段名為基礎之路線資料建置：該功能主要在依據起訖點位置即 使用者所提供之公路客運路線之順序，以及國道部分其上下交流道 資訊，本研究將會由地理資訊系統的之特點運用道路圖層、交叉路 口狀況等相關圖層進行套疊、相位分析及邏輯判斷模式，篩選出汽 車客運路線。此部分主功能區分為三部分，路線基本資料，讓使用 者輸入路線基本資料以方便關聯其他屬性資料；設定起迄點，由路 線起迄點以重要地標與地址兩種方式給予使用者選擇；設定路線，
讓使用者輸入此路線行駛路段之順序，且進行路線組合，進而執行 路線存檔、產製路線、建立圖檔等功能，如圖3.5所示，而此功能也 可進行重讀資料、路線路段編修、路線更新之動作。
圖3.5 依路名建置路線方案建置畫面
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(二) 以站位點為基礎之路線資料建置：此功能是讓使用者可透過住址定 位、重要地標定位、交叉路口定位、交流道定位等方式，由本系統 將所定位之站位點，搜尋至最近道路所屬路段且在電子地圖中標示 出站位之點，接著進行最短路徑之分析，產製公路汽車客運路線。
依站位建置路線：此部分主功能區分為三部分，路線基本資料，讓 使用者輸入路線基本資料以方便關聯其他屬性資料；站牌路線資 訊，讓使用者可查詢已建置之路線站位狀況，顯示站位情形，如圖 3.6所示；站位定位選擇，提供重要地標、交叉路口、地址、交流道 等定位方式等給與使用者選擇；配合其不同引用圖層與資料庫狀 況，進行定位方式說明如下所示。
圖3.6 依站牌建置路線方案建置畫面
1. 重要地標定位：透過空間資料庫存取重要地標資料圖層，直接取 得該重要地標之座標位置，並將該位置顯示於電子地圖上，其架 構圖如3.7 所示。
29
資料來源：【9】
圖3.7 重要地標定位架構圖
2. 地址定位：透過空間資料庫存取門牌資料庫中，取得該門牌號碼 所在之點座標進行定位，其架構圖如3.8 所示。
資料來源：【9】
圖3.8 地址定位架構圖
3. 交叉路口定位：由於交叉路口資料庫變動頻率不高，為求於查詢 時之自然效率，因此事先透過空間資料庫分析處理建立交叉路口 資料庫，其架構圖如3.9 所示。
30
資料來源：【9】
圖3.9 交叉路口定位架構圖
4. 交流道定位：透過空間資料庫搜尋全省道路資料圖層，篩選後取 得該交流道之座標位置，且判斷其上下交流道，確認其南下北上 之方向性，搜尋其路段中心點，其架構圖如3.10 所示。
圖3.10 交流道定位架構圖
(三) 以站牌座標為基礎之路線資料建置：此建置方式之主要概念係由於 近年來利用GPS、行車紀錄器等相關定位產品已方便能取得站牌地 理座標資料，故本模式將可讀取站牌座標資料，經系統進行轉換為 圖資資料上之站位點，再進行最短路徑之分析，產製公路汽車客運
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路線。依座標建置路線：此部分主功能區分為二部分，路線基本資 料，讓使用者匯入座標資料與輸入路線基本資料以方便關聯其他屬 性資料；站牌資料，讓使用者若需更新座標時可進行修改，如圖3.11 所示。
圖3.11 依座標建置路線方案建置畫面
三、 地圖基本操作功能：此功能提供使用者容易閱讀的圖形介面。
(一) 放大：依固定比例或使用者於電子地圖圖面自行框選範圍以放大展 示電子地圖。
(二) 縮小：依固定比例縮小或直接縮至全圖範圍，以縮小電子地圖。
(三) 平移：使用者以滑鼠於電子地圖圖面拖曳移動電子地圖展示範圍。
(四) 圖徵辨識：以滑鼠於電子地圖點選圖徵(features)以辨識其相關特性。
(五) 出圖：將目前電子地圖之展示範圍產生出圖預覽以進行列印。
(六) 圖徵選取：提供使用者選擇所欲選取之圖層並以滑鼠直接於圖面選 取圖徵，被選取之所有圖徵將以高亮度顏色呈現於電子地圖圖面。
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3.3 系統構建
依據上述之汽車路線資料現況探討及系統功能規劃，此節首先介紹系統 軟體及相關開發工具，第二部分主要介紹本研究系統核心功能公路汽車客運 路線建置子系統，針對其各路線建置方案之邏輯判斷進行說明。
3.3.1 系統開發工具
係本研究之軟體主要包括了作業系統、資料庫系統、地理資訊系統軟體 以及系統開發工具等項目：
一、系統硬體需求：中央處理器PentuimⅢ500 以上；RAM 至少 128MB；硬 碟空間至少10G 以上。
二、作業系統： MS Windows 2000/XP Professional(含)以上
三、資料庫系統：本研究之資料庫建置將以Access 進行資料儲存及管理，其 中所管理之資料為汽車客運基本資料與路線站牌之屬性資料，而相關之 空間幾何資料則以Shape files 格式記錄。另外，地理資料庫圖層方面以 交通部運輸研究所所發行「新世紀台灣地區交通路網數值地圖1.0 版」，
因其為求各縣市各圖層之每筆資料均保持惟一之代碼，特制定代碼管理 機制，本研究也依此圖資管理資料機制進行分析之。
四、地理資訊系統軟體 ESRI ArcView 8.3 ArcView 為 ESRI 公司發展出 之桌上型地理資訊系統軟體，在此一版本之中，可透過其中之 ArcMap 進行資料之瀏覽與基本編修，除本系統作業範圍內外，亦可透過既有之 工具介面與功能函式進行資料之編修與建置，另外其中之 ArcTool 工具 提供了資料轉檔、座標系統校正等資料處理之工具。
五、系統開發工具
(一) ESRI ArcObjects 8.3 ESRI ArcObjects 為 ESRI 公司將 ArcView 中 超過一千種以上之 GIS 物件以 COM 之標準格式釋放出來以供系統 發展人員呼叫使用以進行系統之客製化，本系統之系統功能與作業 流程關於路線站牌等空間幾何圖資部份即透過 ArcObjects 進行開發 與客製化工作。
(二) MS VBA(Visual Basic for Applications)：VBA 為微軟公司推出之標準 化視窗平台開發環境，其以visual basic 語法為架構支援視窗環境 32
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位元標準物件(COM)，透過其開發之系統與程式，其原始碼與物件 模組均為開放而標準的，本研究之軟體系統部分將以VBA 為骨幹開 發系統主架構、查詢分析功能並結合ArcObjects 相關 GIS 物件架構 圖形展示環境與路線搜尋模式分析等項目。
(三) Netengine 1.2 ：NetEngine 提供 Visual Basic 開放式儲存，分析透過 一個類型訊息庫的分析多種網路，進行路網分析。本系統之系統功 能最短路徑之路網分析即透過 NetEngine 相關元件與函數進行空間 幾何分析。
3.3.2 公路汽車客運路線建置子系統
本研究於系統依需求分析後，將資料區分為三類：具有路線資訊、具有 站位資料及具有座標資料。以下小節將依路名建置路線、依站牌建置路線、
依座標建置路線因應三方案說明之。
一、依路名建置路線方案說明
因應許可證所敘述狀況提出之解決方案，處理模式為使用者告知前 後起迄端點與行駛路線之順序即可，因此部分困難點為台灣的道路編號 沒有任何規則性可言，道路狀況相當繁雜且於道路路段切割也無規則 性，同路名分割為路段線之組成是十分常見之現象，而且於道路資料庫 內，路名欄位高達五個，搜尋時需針對此五項欄位進行判斷，故此模式 讀入路段名稱與起迄點後，運用地理資訊系統之特點，進行點與線之間 的空間分析，進行套疊、相位、圖層間之搜尋，經交叉路口與下一交叉 路口之間邏輯上之判斷，決定出路線之行駛狀況，以產製行駛路線。以 下就依此模式流程做說明其流程圖如圖3.17 所示：
(一) 起迄路節線段選擇：由起迄端點座標定位至最近之道路路段上，此 為起/迄路線段且將此二條路線段存入交叉路口集合內。
(二) 同路名線段篩選：經由使用者輸入之路段名，依此路段所屬之鄉鎮 路段名搜尋此路線行駛路段之路名，將同路名節線段存入候選所有 路名集合，如圖3.12。
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圖3.12 行駛路段初步篩選狀況
(三) 交叉路口篩選：由行駛路段兩兩為交叉路口之方式，找出其交叉路 口之狀況且將此交叉路口狀況存入交叉路口集合內，如圖3.13。
圖3.13 交叉路口篩選狀況
(四) 可行解集合設定：依交叉路口集合路段為索引，設定可行解集合 Rs=
Φ。
(五) 國道與一般道路判別：本研究因考慮國道與一般公路客運之機制，
故於此步驟考慮是否有國道路線，由使用者輸入路線狀況，由拆解 字串進行辨別。若搜尋無國道部分則直接至步驟 12，若有國道字 串，則先將判斷出國道名與上/下交流道狀況。
起點
迄點
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(六) 國道路段節線篩選：將國道與交流道之狀況配合其方向性，由道路 圖層中進行篩選，因國道部分的道路屬性資料庫內道路序號欄位 (order)是有其相連性，故依上/下交流道判斷出起迄站之國道路段，
如圖3.14 所示，由 A 交流道其道路屬性資料庫道路序號欄位(order) 值為20、 B 交流道道路屬性資料庫道路序號欄位(order)值為 50。判 斷國道部分的屬性資料庫道路序號欄位(order)值為 21～49 之間，將 其整段國道部分篩選出來，存入國道可行解集合內。
圖3.14 國道部分邏輯判斷示意圖
(七) 交流道路段節線篩選：依交流道名稱及方向性篩選道路圖層中候選 之交流道路段。由第 i 個交流道開始搜尋鄰近之國道道路路段，且 進行國道路段編號之比對，若有符合者，則存入交流道暫存解；若 否，則判斷是否還有剩餘之交流道。
(八) 判斷剩餘之交流道路路段：若有，則繼續搜尋下一個交流道之狀況；
若無剩餘交流道，則將交流道暫存解集合與國道可行解集合存入可 行解集合。
(九) 市區路段交叉路口篩選：開始搜尋市區道路方面，依搜尋第 i 交叉 路口與第i+1 交叉路口之間的線段，由第 i 交叉路口之第 n 路段與 同路名的第i+1 交叉路口的第 n 路段比對，如果這兩段路線是重覆 的，即可判定他們是兩交叉路口之共同路線，即存入可行解集合內。
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(十) 產生候選暫存解集合：由上步驟主要為過濾兩交叉路口是無重疊路 段後，將此第i 交叉路口之第 n 路段為 Ra，且先設定暫存解 TRS=
Φ。
(十一) 篩選種子節線路段：依第 i 交叉路口與第 i+1 交叉路口之間為主 要搜尋節線路段之範圍，其第i 交叉路口與第 i+1 交叉路口之間 的距離為直徑，進行環域分析。於此範圍內搜尋第 N 條路口 Rn=Ra，令 Rn 此為種子路段。如圖 3.15 所示。
(十二) 種子節線搜尋交叉路口間節線路段：開始搜尋 Rn 之端點套疊道 路圖層，找附近相同路段名稱，存入暫存解。於每個找到的每個 路段判斷是否為第i+1 交叉路口的同路名 n 路段，如果是則將暫 存解存至可行解中，若不是則搜尋下一路段，直到此交叉路口內 之路段搜尋完畢為止。
圖3.15 一般道路部分邏輯判斷示意圖
第 i 個交叉路口 第 i+1 個交叉路口 篩選節線範圍
種子路段
第 i 個交叉路 第 i+1 個交叉
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(十三) 可行解節線路段產生：當此交叉路口內之路段搜尋完畢為止且未 與下一個 i+1 交叉路口的同路名路段相符合時，則移除暫存解內 之路段，由第 i 交叉路口之下一路段為種子路段 Rn，由步驟 6～
10 反覆搜尋，直到無剩餘路口。
(十四) 路線圖層產製：將可行解之路段由道圖層中篩選出可行解路段。
將篩選出道路路段，產製為shp 圖層，此為建置路線如圖 3.16 所 示。
圖3.16 判斷篩選後之路線顯示狀況
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圖3.17 依路段名為基礎之路線資料建置流程圖
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一、依站牌建置路線方案說明
此模式是依一般會提供站位點資料，故本研究想藉由站位點之空間定位 快速定位出站位點所在位置，透過GIS 空間資料庫空間分析功能，以利搜尋 更準確所在位置，由點定位執行最短路徑分析，進而產製公路汽車客運路線。
本研究也分析使用者對於站位的描述大致上區分為三種方式，地址定位、重 要地標定位、交叉路口定位，另一方面，本研究也考量國道路線部分，故將 交流道定位也列入考量，讓使用者輸入站位點、上下交流道等使此模式經由 點資料讓 Dijkstra 演算法計算兩點間的最短路徑，明確產製路線圖層資料。
以下就依此模式流程做說明其流程圖如圖3.19 所示：
(一) 定位選擇：由使用者選擇其站位之定位方式。此步驟依使用者選定 定位方式進行處理如圖3.18：
圖3.18 使用者選擇定位方式畫面
1. 重要地標定位：透過空間資料庫存取重要地標資料圖層，由重要 地標圖層中依其縣市別及重要地標名稱篩選出其點，將其圖點轉 換x、y 座標，並將該位置顯示於電子地圖上。
2. 地址定位：使用者所輸入之地址是否有篩選出符合該筆地址資料 之座標，直接至空間資料庫中取得該門牌號碼所在之點座標進行 定位，取得定位座標後地址定位由地址資料庫去比對，再判斷搜 尋結果若有商業大樓之狀況，只保留一個點座標存入站位資料
