先進安全智慧車--多模車機整合技術暨先進安全駕駛輔助系統─子計畫五：車載即時交通資訊作業資料庫建立(I)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

子計畫五：車載即時交通資訊作業資料庫建立(I)

計畫類別： 整合型計畫 計畫編號： NSC93-2218-E-002-117- 執行期間： 93 年 08 月 01 日至 94 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣大學土木工程學系暨研究所 計畫主持人： 曹壽民 共同主持人： 朱松偉 計畫參與人員： 吳耿毓,溫仁億,李芳儀 報告類型： 精簡報告 處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 94 年 7 月 28 日

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

車載即時交通資訊作業資料庫建立(I)

To Build Operating Database of Real-time Traffic Information for

On-Board-Unit(OBU)(I)

計畫編號：NSC

93-2218-E-002-117-執行期限：93 年 8 月 1 日至 94 年 7 月 31 日

主持人：曹壽民

國立台灣大學土木工程學系暨研究所

共同主持人：朱松偉

清雲科技大學行銷與流通管理系

計畫參與人員：吳耿毓

國立台灣大學土木工程學系暨研究所

溫仁億

國立台灣大學土木工程學系暨研究所

李芳儀

清雲科技大學行銷與流通管理系

中文摘要 先進旅行者資訊系統(ATIS)係我國發 展智慧型運輸系統的重點子系統之一，同 時由世界各重要都市所積極推展之先進旅 行者資訊系統現況可知，目前之趨勢均以 整合型系統為主，即結合先進交通管理系 統(ATMS)、先進大眾運輸系統(APTS)等， 共同提供即時交通資訊給旅行者資訊系 統，本計畫以上述概念為基礎所建置之車 載即時交通資訊作業資料庫，係以車機作 為即時交通資訊提供的主體，透過無線通 訊的技術，結合外部系統所提供之即時交 通資訊，即可進行最佳的路徑規劃、緊急 事故通報與停車導引等工作，以提升駕駛 者之行車安全。而主要的研究項目包括第 一年期完成「即時交通資訊作業資料庫」 之建置，包括系統之功能特性分析、功能 項目確認以及功能內容測試等。 關鍵詞：先進旅行者資訊系統(ATIS)、駕 駛安全、路徑規劃、事故資訊、停車導引 Abstract

Advanced Traveling Information System is one of the most important subsystems for developing Intelligent Transportation System(ITS) in our country these days. By knowing that other important cities are all promoting heavily in developing ATIS these days; we can see the developing

trend to this situation is to focus on combining subsystems together. The subsystems that needed to be combined include Advanced Transportation Management System (ATMS), Advanced Public Transportation System (APTS). The main reason to combine these systems together is to be able to provide real time traffic information to the traveling information system. This project uses the above concept to construct a real-time vehicle traffic information database; it uses the vehicle as the main part of the real-time traffic information provider. The database uses the technique of wireless communication to combine the real-time traffic information all together in order to execute the routing planning tasks, emergency announcing tasks and park guiding tasks. The main research items in this project include: the first year is to complete the construction job ofthe“Real-time traffic information database”: It includes system function analyzing, system function identification and content testing.

Keywords: Advanced Traveler Information

System(ATIS) 、 Driving Safety 、 Routing Plan、Emergency Announcing Information、 Park Guiding

我國在推動智慧型運輸系統時，針對 台灣地區之交通特性與使用者需求，研訂 系統發展的架構，研擬短、中、長程發展 計畫與各界分工規劃，並透過產、官、學、 研的通力合作，為台灣地區智慧型運輸系 統(ITS)的未來，勾勒出明確的發展藍圖。 而為達成此一目標，交通部運輸研究所遂 於八十九及九十年兩個年度，先後辦理「台 灣地區發展智慧型運輸系統(ITS)系統架構 之研究」等兩項計畫案。由前述的研究執 行成果中可知：在完整的智慧型運輸系統 架構下，先進交通管理系統(ATMS) 之發 展目標係在現有的道路上，進行交通狀況 之預測、交通管理策略之分析、評估與執 行，以達到運輸效率最佳化與運輸安全之 目的，為智慧型運輸系統發展的基礎與核 心，因此健全交通管理系統為發展智慧型 運輸系統之基本工作。 二、研究目的 為能讓現有的先進旅行者資訊系統 (ATIS)與先進交通管理系統(ATMS)之相關 研究成果得以落實執行，本研究擬從建置 車載即時交通資訊作業資料庫的角度切 入，並以程序性的思考邏輯，進行車載即 時交通資訊作業資料庫程式之建構、測 試、實證與應用等研究項目。有關本研究 計畫之具體的研究目的包括(一)回顧相關 文獻以瞭解國內外有關先進旅行者資訊系 統(ATIS)與先進交通管理系統(ATMS)之發 展 現 況 ， 內 容 包 括 全 球 衛 星 定 位 系 統 (GPS)、地理資訊系統(GIS)、交通資訊系 統、車載裝置系統以及無線通訊系統等項 目。(二)進行車載即時交通資訊作業資料庫 程式之建構，內容包括功能分析、功能確 認以及功能測試等工作。(三)進行車載即時 交通資訊作業資料庫程式之測試，內容包 括行前資訊、途中資訊、事故資訊以及停 車導引資訊等項目。(四)進行車載即時交通 資訊作業資料庫程式之實證，內容包括資 料收集、資訊分析以及資訊應用等項目。 (五)進行車載即時交通資訊作業資料庫程 式之應用，內容包括大眾運輸、交通管理 以及用路資訊等項目。 三、文獻探討 智慧型運輸系統概念最早於1991 由 美 國 聯 邦 公 路 總 署 (FWHA) 提 出 ， ITS-American組織隨後提出智慧型運輸系 統之涵蓋內容，包含先進旅行者資訊系統 (ATIS)、先進交通管理系統(ATMS)、商業 車輛管理系統(CVO)、先進郊區運輸系統 (ARTS)、先進大眾運輸系統(APTS)、先進 行車控制系統(AVCSS)等六大系統，每一 系統並非各自獨立運作，彼此間多具有相 輔相成之關係。國內交通部運研所根據 FWHA 之智慧型運輸系統架構延伸發展 出八大子系統，加入緊急救難管理系統 (EMS)、電子收費系統(ETC)等兩類系統。 然國內外許多交通先進國家亦以智慧型運 輸系統中各子系統為基本架構，發展出符 合其國情需要之使用者服務單元，以達到 運輸效率最佳化及運輸安全之目標。而本 研究計畫所要建置之即時交通資訊資料 庫，係以先進旅行者資訊系統(ATIS)與先 進交通管理系統(ATMS)等子系統為發展 基礎，因此在進行即時交通資訊資料庫之 建置前，本計畫彙整分析世界各國有關先 進旅行者資訊系統(ATIS)之發展。文獻探 討則包括(一)先進旅行者資訊系統(ATIS) 之發展、(二)國內外先進旅行者資訊系統 (ATIS)之執行現況以及(三)國內外先進交 通管理系統(ATIS)之執行現況等三部份。 四、研究方法 本研究以先進旅行者資訊系統(ATIS) 為前提，進行車載即時交通資訊作業資料 庫程式之建構，並以路網分析模組作為基 礎。此模組主要提供使用者在進行路網問 題分析時（例如，交通運輸規劃、旅遊景 點最佳路徑分析、管線設置規劃、倉庫位 址規劃、急難中心設置分析、宅配服務 等），能夠透過路網分析功能，獲得最佳 的決策輔助與參考。 五、結果與討論 本研究所建構之路網分析模組，主要 包括三項功能，(一) 最短路徑搜尋(Shortest Path Searching)：有一對一最短路徑、一點

至多點最短路徑以及多點至多點最短路 徑。「最短路徑搜尋」可提供使用者在複 雜的道路中規劃最佳的行進路線。功能可 分為：單一點對間最短路徑、一點至多點 最短路徑、多點至多點最短路徑。可以針 對不同的需求來選擇各項功能。(如圖1所 示 )( 二 ) 最 佳 路 線 規 劃 (Superior Route Planning)：有指定順序／不指定順序、指 定終點／不指定終點以及返回起點／不返 回起點。相對於「最短路徑搜尋」，「最 佳路線規劃」能夠安排一連串多點的行進 路線。可考慮指定（或不指定）行進的順 序與終點，也可以決定是否返回出發的起 點。本項功能還能選擇不同的路線排程方 法 。( 如 圖 2 所 示 ) ( 三 )路 網 區 位 分 析

(Network Location Analyzing)：有最近設施 搜尋、服務範圍搜尋、最小擴張樹搜尋、 緊急設施區位分析以及一般設施區位分 析。「路網區位分析」提供多種區位分析 的功能。最近設施搜尋可讓使用者從出發 地搜尋一至多個最近設施；服務範圍搜尋 可顯示出發點在一定距離(時間)可到達的 範圍；最小擴張樹搜尋可求得以最小距離 總和涵蓋所有候選點的樹狀路網；緊急設 施區位分析可在多個候選點中找出其中心 點（極小化最遠距離）；一般設施區位分 析可在多個候選點中找出其中位點（極小 化距離總和）。(如圖3、4所示) 六、計畫成果自評 本研究依據計畫申請書完成第一年期 所研提之三項預期工作項目包括(一) 從研 發「先進安全智慧車，Advanced Safe Smart Vehicle, ASSV」為目標，以汽車行車安全 裝備機制之相關技術為開發主軸。建構車 載即時交通資訊作業資料庫，以達到提升 駕駛安全的目的。 (二)進行車載即時交通 資訊作業資料庫之建立，其所涵蓋之相關 技術包括全球衛星定位系統(GPS)、地理資 訊系統(GIS)、交通資訊系統、車載裝置系 統以及無線通訊系統等項目之相關文獻回 顧分析與探討、(三)進行車載即時交通資訊 作業資料庫程式之建構，內容包括即時交 通資訊之功能分析、功能確認以及功能測 試等工作。主要的方法係參酌現有國內外 已經在執行或規劃中之先進旅行者資訊系 統(ATIS)與先進交通管理系統(ATMS)，將 所有需要之交通資訊進行彙整，以作為本 計畫提供即時交通資訊項目之參考。最後 並以「最短旅行時間」與「最短旅行距離」 兩種不同的路徑規畫方式(如圖5所示)，找 出較合理的路徑規畫模式，作為下期計畫 的輸入模式。而結果顯示：以「最短旅行 時間」之規劃結果較符合駕駛者路徑選擇 的判斷邏輯。 七、參考文獻

[1] Jennings , A. & Sharp , C. The Value of

Travel Time Saving and Transport Investment Appraisal, 1986. [2] 何志宏等，台灣地區行車路線導引系 統，交通部運輸趼究所，民國 80 年 12 月。 [3] 卓訓榮、王晉元，整合 GPS 與 GIS-T 之應用─新竹市公車及幹道動態資訊 統之實作，民國 84 年。 [4] 魏健宏，陳奕志，「探討先進用路人資 訊系統發展概況」，第五屆海峽兩岸都 市交通學術研討會論文集，民國 86 年。 [5] 交通部運輸研究所，先進交通管理系統 之先導研究與雛型系統之建構發展，民 國 87 月。 [6] 交通部運輸研究所，「智慧型運輸系統 (ITS)發展演進與相關技術之探討」， 民國 87 年。

[7] Ministry of Transport and Communications Helsinki, Guidelines for evaluation of ITS projects, 1998.

[8] PIARC Committee on Intelligent

Transport, ITS Handbook 2000, 1999.

[9] U.S. Department of Transportation

Federal Highway Administration ITS Joint Program Office, Intelligent Transportation Systems Benefits:1999 Update, 1999. [10] 中華智慧型運輸系統協會，台灣地區智 慧型運輸系統實驗城規劃計畫(一)，民 國 88 年。 [11] 台灣區國道高速公路管理局，高速公路 智慧化之整體規劃，民國 88 年。 [12] 中華顧問工程公司，「智慧型公車動態 資 訊 系 統 通 訊 與 定 位 技 術 評 估 之 研

究」，民國 88 年。 [13] 交通部運輸研究所，臺灣地區複合運輸 系統整合規劃之研究─示範客運場站 部分，民國 90 年。 [14] 交通部運輸研究所，臺中市公車動態資 訊系統整合租用計畫，民國 90 年。 [15] 交通部運輸研究所，高雄市公車動態資 訊系統整合租用計畫，民國 90 年。 [16] 交通部科技顧問室，複合運輸場站整合 資訊系統研發與實做(一)，民國 91 年。 [17] 交通部科技顧問室，公車動態資訊系統 與車載行車安全裝置之研發與示範計 畫，民國 91 年。 [18] 運 研 所 便 民 即 時 交 通 資 訊 網 站 (http://www.iot.gov.tw/news/rtinfo.htm) [19] 臺北市政府交通局 EZGO 市民交通旅 遊網(http://ezgo.taipei-elife.net) [20] 資 策 會 之 全 國 交 通 資 訊 中 心 網 站 (http://data.twtraffic.com.tw/NTIC) [21] 西 雅 圖 Smart Trek 網 站 (http://www.smarttrek.org) [22] 蘇 格 蘭 NADICS 網 站 (http://www.nadics.org.uk/index.asp) [23] 新 加 坡 Traffic Smart 網 站 (http://traffic.smart.lta.gov.sg/traveltime. htm) 八、圖表 圖 1 最短路徑搜尋功能 圖 2 最佳路線規劃功能 圖 3 路網區位分析功能一 圖 4 路網區位分析功能二 圖 5 不同的路徑規畫方式

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行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告

車載即時交通資訊作業資料庫建立(I)

計畫類別：個別型計畫

□整合型計畫

計畫編號：NSC93－2218－E－002－117－

執行期間：93 年 8 月 1 日至 94 年 7 月 31 日

計畫主持人：

曹壽民

共同主持人：朱松偉

計畫參與人員：吳耿毓、

溫仁億

、

李芳儀

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：精簡報告 □完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、列

管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢

執行單位：國立台灣大學

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華

民

國 九 十 四 年 七 月 二十七 日