高速公路用路人使用電子收費系統選擇行為之研究
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(2) 高速公路用路人使用電子收費系統選擇行為之研究 Analysis of Choice Behavior of Road Users on the Freeway Electronic Toll Collection System. 研 究 生：蔡甲申. Student：Chia-Shen Tsai. 指導教授：黃承傳. Advisor：Cherng-Chwan Hwang. 國 立 交 通 大 學 交通運輸研究所 碩 士 論 文. A Thesis Submitted to Institute of Traffic and Transportation College of Management National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering in Traffic and Transportation June 2005 Taipei, Taiwan, Republic of China. 中 華 民 國 九 十 四 年 六 月.
(3) 高速公路用路人使用電子收費系統選擇行為之研究 研究生：蔡甲申. 指導教授：黃承傳. 博士. 國立交通大學交通運輸研究所 摘. 要. 傳統的人工收費除了容易在車流密集時段造成收費站壅塞、用路人旅行時間增加 之外，亦會使得高速公路整體服務水準(LOS)降低。為了改進人工收費之缺失，台灣 地區高速公路正積極推動電子收費系統之建置與營運，依規劃將分為兩階段實施，初 期為人工與電子收費方式並存之計次收費階段，後期則轉換為全面實施電子收費之計 程收費階段。然而，無論計次電子收費方式或計程電子收費方式，用路人皆須於個人 車輛上裝設車內設備單元才可行駛電子收費車道，而用路人對於車內設備單元的接受 程度，將對電子收費系統營運成敗有很大的影響。深入了解高速公路用路人之選擇行 為特性為一值得探討的問題。 本研究首先對國內外電子收費系統發展情形作一回顧與評析，並依據 ETC 之建置 營運計畫研擬我國實施電子收費後，用路人在不同收費機制下，對於車內設備單元的 替選方案。其次以二階段方式進行問卷調查與資料分析，利用敘述性偏好法設計問卷， 並構建用路人對於車內設備單元之選擇行為模式，分析用路人選擇行為特性。最後， 本研究進行重要影響因素之敏感度分析，且分析預估不同情境下之使用率。此外，並 進行 ETC 營運者行銷策略之研擬與評估。 本研究以小型車用路人為研究對象，在計次電子收費階段之替選方案有購買車內 設備單元、不購買車內設備單元；在計程電子收費階段之替選方案有購買車內設備單 元、租用車內設備單元。研究結果顯示，在計次電子收費階段，車內設備單元之安全 性、通過收費站可節省時間、購置費用、產品可使用年限、用路人使用高速公路頻率、 每月平均所得、及教育程度等變數會顯著影響用路人對於車內設備單元之選擇行為； 在計程電子收費階段，購置費用、租用車內設備單元之租金、租用車內設備單元之保 證金、產品可使用年限、用路人使用高速公路頻率，及每月平均所得等變數會顯著影 響用路人對於車內設備單元之選擇行為。研究結果可供政府主管機構與 ETC 營運者之 參考。 關鍵詞：電子收費、車內設備單元、敘述性偏好、羅吉特模式 i.
(4) Analysis of Choice Behavior of Road Users on the Freeway Electronic Toll Collection System Student：Chia-Shen Tsai. Advisor：Dr. Cherng-Chwan Hwang. Institute of Traffic and Transportation National Chiao Tung University Abstract Traffic congestion frequently occurs in the freeway toll station areas during the rush hours, under existing fare collection system, which not only increase travel time of road users, but also reduce overall level of service of the freeway system. In order to improve these disadvantages, electronic toll collection (ETC) system is being established and will be operated soon. According to the implementation plan, both frequency-based electronic toll collection and existing manual operation will be adopted for the initial stage, and then fully automatic distance-based toll collection scheme will replace all the manual operation. However, the success of the ETC plan heavily depends on the road users’ acceptance of installation of On Board Unit (OBU). Therefore, it is worth while to explore the characteristics of choice behavior of road users in this regard. This study begins with an overall review of the developments of ETC system both inside and outside the country, choice alternatives for both stage of development is then proposed on the basis of ETC operator’s plan. A two-stage questionnaire survey is conducted to collect relevant data of road users’ choice behavior, using the stated preference method. The surveyed data are analyzed, and being used to calibrate discrete choice models. Finally, sensitivity analysis of main factors is performed to estimate the effect on choice behavior under different scenarios. In addition, several marketing strategies of ETC operator are also evaluated using the choice model. Drivers of passenger cars are selected as the scope of this study. The alternatives of frequency-based stage include equipping OBU and non-equipping OBU; the alternatives of distance-based stage include equipping OBU and renting OBU. The result shows that during the frequency-based stage, factors including the safety of OBU, the time saved by ETC user, the price of OBU, the life span of OBU, the frequency of driving on the freeway, the income and education level of the traveler, have significant influence on the choice behavior. On the ii.
(5) other hand, during the distance-based stage, factors including the price, the rent or the deposit, the life span of OBU, the frequency of driving on the freeway, and the income of the traveler significantly affect the choice behavior. The results of this study can provide many useful information for ETC operator and the related government agencies. Keywords: Electronic Toll Collection, On Board Unit, Stated Preference, Logit Models. iii.
(6) 誌. 謝. 本論文得以順利完成，首要感謝恩師黃承傳老師的悉心指導，使學生無論 在治學的態度、觀念的啟發，乃至於研究架構之確立，均蒙恩師諄諄教誨。從 論文開始時之悉心指導至定稿完成時之逐字潤飾修正，屢見恩師之苦心。尤其 恩師孜孜不倦之治學精神及為人處事之風範，均給學生莫大之影響，僅在此表 達學生感激與敬佩之意，並獻上最誠摯感恩的心。 論文口試期間，感謝周義華教授與溫傑華教授撥冗細審，並惠予寶貴意見 與殷切指正，使本論文疏漏謬誤之處得以斧正。論文進度審查期間，蒙溫傑華 教授與邱裕鈞教授詳細審閱，不吝指正，使本論文更臻完備。受業期間與論文 研討時，系上藍武王老師、馮正民老師、汪進財老師、黃台生老師、徐淵靜老 師、許鉅秉老師及溫傑華老師的教導與關照，亦令學生受益良多，謹此再申謝 忱。 論文資料收集期間，感謝邱孟佑學長熱心的協助。論文研究期間，感謝同 門師兄鍾政棋學長與戴輝煌學長的勉勵，也感謝同窗好友的幫忙、陪伴、扶持 與照應，使研究所的生活令人難以忘懷。 最後，由衷感謝我最親愛的父母與家人多年來無微不至的培育與呵護，也 感謝女友姿吟對我的鼓勵與支持，並對所有疼愛我的親人，獻上最真誠的謝意。. 蔡. 甲 申. 謹誌. 中華民國九十四年六月 于交大. iv.
(7) 目. 錄. 中文摘要…………………………………………………………………………………….i 英文摘要…………………………………………………………………………………….ii 誌謝…………………………………………………………………………………………iv 目錄…………………………………………………………………………………………v 表目錄……………………………………………………………………………………vii 圖目錄……………………………………………………………………………………..ix 第一章 緒論…………………………………………………………………………….…1 1.1 研究背景與動機…………………………………………………………………1 1.2 研究目的…………………………………………………………………………2 1.3 研究範圍與對象…………………………………………………………………2 1.4 研究內容與方法…………………………………………………………………3 1.5 研究步驟與流程…………………………………………………………………5 第二章 文獻回顧………………………………………………………………………….6 2.1 國外電子收費系統之發展………………………………………………………6 2.1.1 國際電子收費系統之發展……………………………………………….6 2.1.2 國內外電子收費相關研究……………………………………………...14 2.2 敘述性偏好法…………………………………………………………………..16 2.2.1 敘述性偏好法之基本概念……………………………………………...17 2.2.2 敘述性偏好法之衡量尺度與參數校估方法…………………………...18 2.2.3 實驗設計之概念………………………………………………………...19 2.2.4 敘述性偏好法相關研究………………………………………………...20 2.3 個體選擇模式…………………………………………………………………..22 2.3.1 個體選擇模式之基礎理論……………………………………………...22 2.3.2 參數校估與檢定………………………………………………………...24 2.3.3 個體選擇模式相關研究………………………………………………...28 2.4 小結……………………………………………………………………………..29 第三章 電子收費系統概述……………………………………………………………...30 3.1 電子收費之相關系統與技術…………………………………………………..30 3.2 台灣地區電子收費系統之發展………………………………………………..33 3.3 ETC 營運者之營運規劃…………………………………………………….....35 3.3.1 車內設備單元申裝作業計畫…………………………………………...35 3.3.2 ETC 之運作方式………………………………………………………..35 3.3.3 付費機制………………………………………………………………...36 3.3.4 電子收費車道規劃……………………………………………………...37 第四章 問卷設計與資料分析…………………………………………………………...39 4.1 第一階段問卷設計與分析………………………………………......................39 v.
(8) 4.1.1 問卷設計與內容………………………………………………………...39 4.1.2 問卷結構與資料蒐集…………………………………………………...39 4.1.3 基本資料分析…………………………………………………………...40 4.1.4 替選方案屬性之粹取…………………………………………………...48 4.2 第二階段問卷設計與調查……………………………………………………..48 4.2.1 問卷設計與內容………………………………………………………...48 4.2.2 直交設計………………………………………………………………...51 4.2.3 問卷調查規劃…………………………………………………………...53 4.2.4 抽樣樣本數……………………………………………………………...54 4.2.5 問卷調查對象…………………………………………………………...55 4.2.6 調查程序………………………………………………………………...55 4.3 第二階段資料分析……………………………………………………………..55 第五章 模式構建與校估………………………………………………………………...60 5.1 模式設定………………………………………………………………………..60 5.2 模式校估與檢定………………………………………………………………..63 5.2.1 計次收費階段……………………………………………………………63 5.2.2 計程收費階段……………………………………………………………66 5.2.3 小結………………………………………………………………………69 第六章 模式應用………………………………………………………………………...71 6.1 選擇行為基本特性分析………………………………………………………..71 6.1.1 個人社經特性之影響…………………………………………………...71 6.1.2 彈性分析………………………………………………………………...72 6.2 總體選擇機率與敏感度分析…………………………………………………..74 6.2.1 購置車內設備單元選擇機率預估………………………………………74 6.2.2 敏感度分析………………………………………………………………75 6.3 ETC 營運者行銷策略研擬與評估……………………………………………..86 第七章 結論與建議……………………………………………………………………...87 7.1 結論……………………………………………………………………………...87 7.2 建議……………………………………………………………………………...90 參考文獻…………………………………………………………………………………...91 附錄一 第一階段問卷…………………………………………………………………..96 附錄二 第二階段問卷…………………………………………………………………..99 附錄三 第一階段問卷交叉分析……………………………………………………….103 附錄四 第二階段問卷交叉分析……………………………………………………….106. vi.
(9) 表. 目. 錄. 表 1.1 小型車佔總車輛百分比分析表………………………………….……..…..3 表 2.1 世界各國 ETC 系統比較表………………………………………………..13 表2.2 國外電子收費系統之收費架構表………………………..………..………14 表 4.1 第一階段問卷回收統計表…………………………………………….…..40 表 4.2 第一階段問卷受訪者社經特性統計表……………………………….…..41 表 4.3 第一階段問卷受訪者旅次行為特性統計表………………………….…..43 表 4.4 受訪者對於電子收費的了解程度統計表………………………………...44 表 4.5 用路人己知道何謂電子收費時之統計表…………….…………………..44 表 4.6 用路人對於計次階段因應情形…………………….……………………..44 表 4.7 信度分析－計次電子收費階段…………………………………………...45 表 4.8 信度分析－計程電子收費階段………………………………………...…46 表 4.9 考慮因素對於受訪者選擇 OBU 之影響程度-計次階段…………………46 表 4.10 考慮因素對於受訪者選擇 OBU 之影響程度-計程階段…………….…47 表 4.11 用路人基本資料與計次電子收費因應情形之交叉分析…………….…48 表 4.12 計次收費階段情境數………………………………………………...…..52 表 4.13 計程收費階段情境數……………………………………………..….…..52 表 4.14 第二階段問卷回收統計表………………………………………..….…..56 表 4.15 第二階段問卷樣本分佈情況表…………………………………..……...56 表 4.16 第二階段問卷受訪者社經特性統計表…………………………..….…..56 表 4.17 第二階段問卷受訪者旅次行為特性統計表……………………..….…..57 表 4.18 受訪者對於電子收費的了解程度統計表…………………………..…...58 表 4.19 用路人基本資料與計次電子收費階段選擇方案交叉分析表……..…...59 表 4.20 用路人基本資料與計程電子收費階段選擇方案交叉分析表……...…..59 表 5.1 計次收費階段效用函數變數之說明………………………………..….…61 表 5.2 計程收費階段效用函數變數之說明………………………………..….…62 表 5.3 計次收費階段之模式參數校估結果………………………………..….…66 表 5.4 計程收費階段之模式參數校估結果………………………………..….…69 表 6.1 計次收費階段各變數之總體彈性係數值…………………………..….…74 表 6.2 計程收費階段各變數之總體彈性係數值………………………………...74 表 6.3 不同 ETC 實施階段購買 OBU 之選擇機率………………………..….…75 表 6.4 計次收費階段通過收費站可節省時間之敏感度分析……………..….…77 表 6.5 計次收費階段購置費用之敏感度分析……………………………..….…78 表 6.6 計次收費階段產品保固年限之敏感度分析………………………..….…79 表 6.7 計程收費階段購置費用之敏感度分析……………………………..….…81 表 6.8 計程收費階段租用 OBU 租金之敏感度分析…………………….………82 表 6.9 計程收費階段租用 OBU 保證金之敏感度分析…………………….……83 vii.
(10) 表 6.10 計程收費階段產品保固年限之敏感度分析………………………….…84 表 6.11 計次收費階段行銷策略模擬項目內容……………………………….…86 表 6.12 計次收費階段行銷策略模擬之結果………………………………….…86. viii.
(11) 圖 圖 1.1 圖 3.1 圖 3.2 圖 6.1 圖 6.2 圖 6.3 圖 6.4 圖 6.5 圖 6.6 圖 6.7 圖 6.8 圖 6.9. 目. 錄. 研究流程圖………………………………………………………………….5 計次階段電子收費車道示意圖…………………………………………...38 計程階段電子收費車道示意圖……………………………………...……38 計次收費階段通過收費站可節省時間之敏感度分析………………...…77 計次收費階段購置費用之敏感度分析…………………………………...78 計次收費階段產品保固年限之敏感度分析………………………….…..79 計次收費階段各變數之敏感度分析……………………………………...80 計程收費階段購置費用之敏感度分析…………………………………...81 計程收費階段租用 OBU 租金之敏感度分析…………………………….82 計程收費階段租用 OBU 保證金之敏感度分析…………………………83 計程收費階段產品保固年限之敏感度分析……………………………...84 計程收費階段各變數之敏感度分析……………………………………...85. ix.
(12) 第一章 1.1. 緒論. 研究背景與動機 國內中山高速公路自民國67年完成通車後，即大幅縮短台灣地區西部走廊南. 北時間距離。現行高速公路收費方式是以主線柵欄式(Mainline Barrier Type)收費 站對用路人以收取現金或回數票等人工方式收取高速公路通行費。但由於近年來 高速公路交通量快速成長，車輛行至收費站前時常形成交通瓶頸。由於主線柵欄 式人工收費作業方式，車輛行近時必先減速，至收費亭停車繳費後再加速離去， 致其效率有先天上之限制，為追求更優質收費效率，我國乃積極發展電子收費系 統。根據研究指出利用電子收費（Electronic Toll Collection, ETC）系統能使傳統 人工收費車道容量由每小時通過600輛（找零車道）至900輛小型車（回數票車道） 增加為每車道容量達1,450輛至2,200輛小型車[中華電信公司研究所，民86年]，容 量可提高約一倍，藉由結合電子、電腦與通訊等科技之自動化電子收費，並可達 到無須停車、無現金之收費服務。 有鑑於此，交通部乃開始著手推動電子收費系統，並且是我國近年來發展智 慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS)的重要方向之一，自民國87年 11月起於國道第三號道路（北二高）之龍潭收費站與樹林收費站進行電子收費試 辦計畫，為台灣地區邁向公路智慧化之一大步。 台灣地區高速公路電子收費系統之建設及營運即將實施，依規劃將以兩階 段轉換方式逐步推出，初期於現行收費站區幾何條件不變下，將部分人工收費 車道改成 ETC 車道，為人工與電子收費方式並存之計次收費階段。然而採行計 次收費方式將發生短程旅次使用者，行駛高速公路卻無須付費，且收費站之間 的里程不盡相同，卻以同一費率計算之不公平現象。因此第二階段將改為全面 以自動化電子收費系統取代既有人工收費作業方式且為依里程計費之費率制 度，此為全面實施電子收費之計程收費階段。 然而，無論收費機制為計次電子收費方式或計程電子收費方式，用路人皆 須於個人車輛上裝設車內設備單元(On Board Unit, OBU)，而用路人對於裝設車 內設備單元的意願與接受程度，將對電子收費系統成效有很大的影響。因此， 用路人對於車內設備單元之選擇行為特性為一相當值得深入研究的問題。 1.
(13) 1.2. 研究目的 本研究旨在探討小型車用路人對於車內設備單元的選擇行為特性，由於目. 前國內尚未使用車內設備單元，故將使用敘述性偏好法與羅吉特模式為研究方 法。此外，除進行彈性分析與敏感度分析者外，並將研擬 ETC 營運者行銷策略， 且評估行銷策略之預期實施效果，以提供有關當局與 ETC 營運者作參考。 本研究之目的主要包含五點： 1.探討國內、外電子收費系統之發展。 2.調查分析影響用路人選擇裝設車內設備單元之重要影響因素。 3.針對小型車用路人進行問卷調查，並以離散選擇模式(Discrete Choice Model) 構建用路人對於車內設備單元之選擇行為模式。 4.依據所構建之選擇行為模式進行彈性分析與敏感度分析。 5.應用所構建模式進行方案研擬與評估。. 1.3. 研究範圍與對象 表 1.1 為民國 80 年至民國 92 年高速公路之車輛分類統計表，其中小型車. 佔總車輛數之百分比皆在 75%以上。 鑑於台灣地區高速公路小型車交通量所佔比例，於各車種組成中是屬於最 高者，故小型車是未來實施 ETC 時主要的成敗關鍵。因此，本研究的選擇行為 特性將以小型車用路人為對象。. 2.
(14) 表 1.1 小型車佔總車輛百分比分析表 年份 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92. 小型車（輛） 客貨車（輛） 聯結車（輛） 合計（輛） 226,159,292 230,006,083 245,552,345 269,779,368 287,060,705 298,457,249 313,538,925 331,629,688 346,846,068 365,321,033 375,777,088 395,709,620 435,632,839. 35,894,432 49,132,718 49,391,778 49,964,388 50,090,362 51,909,202 50,133,044 50,054,717 52,979,020 54,289,832 55,336,086 55,804,880 54,137,373. 33,562,272 23,169,694 27,155,654 30,937,583 31,002,160 30,520,063 32,652,093 32,565,448 34,156,987 34,200,214 33,588,677 34,382,771 34,954,139. 295,615,996 302,308,495 322,099,777 350,681,339 368,153,227 380,886,514 396,324,062 414,249,853 433,982,075 453,811,079 464,701,851 485,897,271 524,724,351. 小型車佔總 車輛百分比 76.50% 76.08% 76.24% 76.93% 77.97% 78.56% 79.11% 80.06% 79.92% 80.50% 80.86% 81.44% 83.02%. 資料來源：高速公路年報. 1.4. 研究內容與方法 本研究之主要研究內容及進行步驟說明如下：. 1.確立研究目的與範圍 首先確立本研究之問題、目的與範圍，作為下列各步驟之準則。 2.文獻回顧與評析 回顧與整理國內外電子收費系統發展情形、敘述性偏好法、羅吉特模式等 相關文獻。 3.車內設備單元選擇行為特性調查 透過電子收費相關文獻來進行第一階段購買車內設備單元重視因素問卷設 計，利用問卷來調查用路人購買車內設備單元所重視的因素。 利用第一階段的結果來設計第二階段的問卷。第二階段之問卷設計共分為 二大部分，第一部分為敘述性偏好，利用實驗設計法，由不同的屬性及水準值 3.
(15) 組合成不同的情境，並由用路人評估各替選方案之屬性，且表達其對替選方案 之選擇意向，第二部分則為用路人的社會經濟資料。將問卷回收的資料加以整 理並進行敘述性統計分析，做為構建模式之基本資料。 4.構建用路人選擇行為模式 本研究旨在構建一可以描述小型車用路人對車內設備單元選擇行為之模 式。一般在面對多種替選方案時，均以多項羅吉特模式(MNL)來加以分析，由 於本研究車內設備單元選擇分別僅有購買 OBU 與不購買 OBU（計次收費階段） 或是購買 OBU 與租用 OBU（計程收費階段）二種選擇，故所建立之選擇模式 均 為 二 元 羅 吉 特 模 式 (Binary Logit Model) 。 模 式 參 數 的 校 估 將 採 用 LIMDEP[Greene, 1997]軟體，以最大概似法(Maximum Likelihood Method)來進 行。 5.模式應用 透過車內設備單元選擇行為模式，進行相關因素之彈性分析與敏感度分 析，並研擬 ETC 營運者之市場行銷策略。 6.結論與建議 綜合歸納本研究所獲得之主要結論與建議事項。. 4.
(16) 1.5. 研究步驟與流程 根據以上研究內容，本論文主要進行步驟如圖 1.1 之流程圖所示：. 圖 1.1 研究流程圖. 5.
(17) 第二章. 文獻回顧. 本章回顧國外電子收費系統發展情形、以及敘述性偏好法與個體選擇模式 等相關文獻。. 2.1. 國外電子收費系統之發展 自挪威於1987年[AutoPASS Web Site]首先啟用電子收費系統後，目前世界各. 國在電子收費方面已發展出許多成功之系統，本節將各國推動電子收費之經驗及 歷程，依序說明分析。 2.1.1 國際電子收費系統之發展 本節主要探討各國 ETC 之發展情形，並整理成表 2.1。 1.亞洲經驗 (1)新加坡 ERP 計畫[LTA Web Site] 新加坡為改善市中心區的道路擁擠程度，自 1975 年開始實施區域牌照計畫 (Area Licensing Scheme, ALS)，將市區內最為擁擠的區域劃為限制區(Restricted Zone, RZ)，在工作日的上午 7:30 到下午 7:00 以及週六的上午 7:30 至下午 2:00 進入限制區的車輛，都必須先購買區域牌照，執法方式是以警察在進入點監看。 由於區域牌照計畫需要大量的人力，且無法根據用路人實際的使用次數以及進 入限制區的時間收取不同的費用，故新加坡政府乃自 90 年代初期開始著手規劃 電子道路定價(Electronic Road Pricing, ERP)，並於 1998 年 9 月正式營運，為亞 洲最早實施徵收道路擁擠費(Congestion Toll)的國家。 ERP 計畫承襲原有區域牌照計畫，進行市中心區尖峰時段車輛管制工作， 將原有人工收費方式改為電子自動收費系統，車主必須完成車內單元裝設，而 外國車輛則應裝設臨時性的車內單元。 ERP 計畫依不同的車種於不同地區與不同時段收取不同費率，實施時間為 星期一至星期五，每天早上 7:30 至早上 9:30，如此在各個尖離峰時段收取適當 之擁擠費，不僅可減輕市區道路之擁擠，更可使道路使用更有效率。. 6.
(18) ERP 計畫之收費對象包括機車等所有車輛，依不同車型之車內單元配合使 用 Smart card 扣取通行費。此外，該計畫採用多車道收費系統，是利用一跨軌 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， 屬於主線多車道收費系統。 在收費技術方面，車內單元與路側設備之通訊方式以 2.45GHz 為通訊頻 率，由車內單元中的智慧卡扣款，並利用影像辨識執法系統辨識並擷取違規車 輛的影像。車內單元為兩片式的智慧卡，內部記錄有使用者之帳目資訊。根據 車輛分級共有八種不同的車內單元，主要有三項功能：與門架上的天線之微波 通訊、智慧卡扣款及交易紀錄、餘額及錯誤訊息顯示，並以不同之嗶聲代表正 常或不正常交易。 ERP 計畫自 1998 年 9 月正式營運，目前新加坡已有 97%的車輛已經裝設 車內單元（每個約為 120 元），每個車內單元之編號與其車輛的車牌號碼相對 應，車內單元上有一插槽用來以接觸式智慧卡支付費用，該智慧卡由當地銀行 組成專門機構發行和管理，可在加油站或 ATM 上加值。在 ERP 投入使用之前 的十個月期間內可免費裝設車內單元，但在 1998 年 9 月 1 日以後購置的車輛都 被要求自費裝置車內單元。 (2)馬來西亞 SmarTAG 系統[ETTM Web Site] 馬來西亞的高速公路大多以BOT方式建置，初期之收費方式計有開放式之主 線收費與封閉式之匝道收費等二種，並由民間經營，以人工收費；然而在交通量 快速成長的情況下，人工收費方式已無法滿足交通服務之需要，以致發生收費站 區路段之車流等候及壅塞現象，因此馬來西亞政府乃於1995年在Penang Bridge及 North-South Expressway之部分收費站更改建置ETC系統，使馬來西亞成為亞洲第 一個採用ETC的國家。 根據統計，馬來西亞共有五條高速公路或橋樑設置了ETC系統，但分屬於不 同收費特許公司，以致通訊技術及收費方式各不相同，因此造成各系統彼此並不 相容，即使在同一都市內不同的高速公路可能需要不同的車內設備單元，造成用 路人相當不便，因此馬來西亞高速公路管理局規定需在所有的電子收費站區裝設 至少一車道的統一規格系統，此系統名稱為SmarTAG系統，並自1998年7月起陸 續實施。 7.
(19) SmarTAG系統採用紅外線的DSRC技術，在車輛擋風玻璃上裝設車內設備單 元，並於收費站裝設許多路側設備，使車輛不需在收費站停車即可自動收費。根 據有關當局估算，一個 SmarTAG 收費系統車道的容量最高可達1,200輛／小時。 (3)日本的ETC計畫[Masukata, 1999] 日本之快速道路系統分屬四個不同組織所管轄，且收費方式也有單一費率之 主線收費及依里程收費之匝道收費二種。日本曾檢討高快速道路交通壅塞之原 因，分析結果約有35％肇因於收費方式。有鑑於此，1994年由建設省開始主導ETC 系統的發展，目的除在於發展符合全國收費方式之統一機制，也能解決主線收費 方式所引起收費站區之交通延滯，同時能克服匝道收費方式對連接都會區內道路 的交通影響。於1997年開始在神奈川縣之小田原厚木路進行ETC測試，同年決定 採用5.8GHz頻率作為ETC之DSRC規格，並且東京灣公車系統也加入測試。在1999 年進行ETC路側設備之公開招標並確定其相關設施規格，同年完成ETC相關建置 契約之發包工作，並於2000年3月率先在東京都會區部分收費道路建置及營運。 (4)香港的ERP計畫 香港政府自 1983 年至 1985 年間首度對部分地區進行 「電子道路收費(ERP)」 的實驗性計畫，企圖透過向道路使用者收取過路費之方式來減少非必要之旅 次，進而提高道路空間的使用效率。當時之測試結果顯示電子道路定價所採用 的技術及相關的營運方式不是問題，但由於社會大眾及部分政治人物認為將對 隠私權造成影響，大力反對實施，因此香港的電子道路定價策略當時並未付諸 實施。 1995 年 10 月，道路使用者付費的概念再度被提出，且於 1998 年 10 月開 始進行兩個月的測試。測試的系統分別使用特定短距通訊(DSRC)與車輛定位系 統(VPS)兩種。DSRC 技術是目前 ETC 及 ERP 普遍使用的方法，主要方式是在 收費區進入點設置路側設施(Roadside Unit)，車輛在通過收費點時，車內設備單 元與路側設施以 DSRC 通訊交換收費資料，達成收費目的。VPS 為利用全球定 位系統確認車內設備單元的位置，當車輛進入收費區域後即加以紀錄或自動扣 款，除 GPS 外，其他衛星或地表定位系統均為評估範圍內的技術。. 8.
(20) 2.美洲經驗 (1)美國加州橘郡FasTrak系統[Express Lanes Web Site] 美國加州橘郡(Orange County)91號公路（簡稱SR91）位於加州南部，是連接 Orange和Riverside兩郡間最繁忙的雙向八車道高速公路。由於91號公路在尖峰時 段交通阻塞十分嚴重，且非尖峰的時段亦有擁擠情況出現。加州運輸部(state of California department of transportation, Caltrans)為解決91號公路交通壅塞的問題， 將寬約18公尺至30公尺之中央分隔帶增建為雙向各二車道的自動電子收費公 路，屬於主線多車道收費系統，並於1995年底完竣通車。 在91號公路新建的車道中，完全以微波通訊(902MHz-925MHz)方式為主的自 動車輛辨識(AVI)技術進行電子自動收費，未裝設自動車輛辨識系統的車輛不可使 用此收費公路，否則為違規行為。對於是否適當使用車道，是利用閉路電視及影 像處理之車牌辨識技術進行監控。用路人只要將費用存入通行費帳戶內，就可利 用記載使用車輛代碼的電子卡，當電子卡和車輛通過時，便會自動加以辨認並從 用路人帳戶中扣除費用。而採用全自動電子收費系統之主要原因除了公路用地無 剩餘空間設置傳統收費亭，亦可避免因傳統式收費站造成延滯，以期提升其服務 水準。 根據通車後六個月（1996年6月）之調查，91號公路下午尖峰時段旅行延滯 時間從每旅次30分鐘至40分鐘降低至每旅次8分鐘，但是在1997年6月之調查，旅 行延滯時間又增加至每旅次12分鐘至13分鐘，有鑑於此，營運單位亦開始檢討其 費率問題。加州91號公路為服務都會區通勤走廊之單一公路系統，而且收費公路 兩旁即為壅塞的同一路線免費高速公路，因此其定價結構引進擁擠費(Congestion Toll)的觀念，通行費率依時段之交通擁擠程度而定，隨時段不同而收取0.25美元 至2.5美元的通行費。除了時間差別之外，不同車種亦有不同之收費標準，目前基 於公路運作的效率與需求變化情況，通行費已調整為0.75美元至3.5美元。 (2)美國紐約E-Z pass系統[ETTM Web Site] 紐約地區的E-Z pass系統適用於紐約都會區絕大部分的橋樑、隧道與高速公 路的收費站，以及紐約與紐澤西交界的許多橋樑與隧道。發展E-Z pass系統的主 要目的在於統一各政府單位以建立一個通用於該地區之收費公路、橋樑、隧道的 9.
(21) 電子收費系統。 E-Z pass系統設置多種不同收費方式之專用車道，以便利用路人繳費，包含 E-Z pass專用車道、E-Z pass與投幣兩用車道、E-Z pass與現金專用車道、不找零 車道以及混合車道，屬於主線單車道系統，另外最內側兩車道亦規劃為調撥車 道，以供上下班尖峰時段調度使用。 根據1999年之統計，在美國所有ETC系統的電子交易量中，E-Z pass系統所 佔比例達45%，交易金額更高達70%以上，成為美國及全世界最大的相容性電子 收費系統。 (3)美國聖地牙哥I-15 Value Pricing計畫[I-15 Fastrak Web Site] 美國聖地牙哥I-15 Value Pricing計畫乃是一個示範性計畫，主要功能是使乘載 一人的車輛(SOVs)能夠付費行駛I-15的高承載車輛(Ｈigh Occupancy Vehicle, HOV)車道，收費所得將用於I-15運輸走廊的大眾運輸改善計畫。I-15連接聖地牙 哥與其北方幾個城鎮，主線為雙向各四車道，8英哩的中央分隔帶設有兩個可調 撥之HOV車道，僅有兩端設置出入口，開放時間為上下班尖峰時間，上午尖峰為 南向，下午尖峰則為北向，其餘時間均為封閉狀態。 該計畫分兩階段實施，第一階段從1996年12月起至1998年3月止，稱為I-15 ExpressPass Program，主要是利用月租費的方式收取費用，發給SOV車主sticker 黏貼在擋風玻璃上以供辨識，之後改為AVI發送器(Transponder)，改由自動辨識以 節省人力。第二階段稱為FasTrak Program，實施時間為1998年4月起至1999年12 月止，本階段之收費方式將月租型態改為計次收費，收費標準每次0.5美元至8美 元不等，視不同時間與當時HOV車道壅塞程度而定。此外，為告知駕駛人當時之 費率，利用資訊可變標誌在HOV車道入口處上游將即時之費率顯示出來。 該計畫主要是利用HOV車道的剩餘容量，開放給予SOV付費使用，不僅可維 持HOV車道的服務品質，亦可充分利用車道之剩餘容量。而維持HOV車道服務品 質乃是利用價值定價(Value Pricing)的方式，精確計算HOV車道的車流量，並按照 車道剩餘容量訂定即時的費率，藉以控制進入HOV車道的SOV數量，充分將電子 收費技術與擁擠定價理論應用於交通管理上。 (4)加拿大多倫多407號公路ETR(HW 407 Express Toll Route)計畫[周家蓓等，民91 10.
(22) 年；吳健生等，民90年] 加拿大為減輕穿越多倫多都會區車流以及通過 403 號道路所產生的擁擠問 題，乃於多倫多都會區北方興建 407 號公路。407 號公路大致與 403 號公路平 行，於 1998 年 9 月全線完工通車，全長約 69 公里。 407 號公路 ETR(Express Toll Route)為全世界第一個多車道自由流之全電子 式收費道路，全數車道均裝設多車道電子收費設備，並無人工收費車道。除了 使用車內設備單元通訊之方式完成電子收費交易外，其他未裝設車內設備單元 之車輛則是採用車牌辨識技術之方式以寄發帳單，完成交易。 在收費技術方面，車內設備單元與路側設備之通訊方式以 900MHz 為通訊 頻率，車輛偵測與分類採用雷射式偵測器。其收費門架佈設於每一個公路進出 匝道口，車輛於進入與離開公路主線，通過匝道電子收費門架時，系統均會記 錄其通過記錄，然後根據其行駛里程、時間、車種，計算其應付之通行費用， 屬於計程收費。 目前每天約有 25 萬輛車次使用 407 公路，其中約 65%已使用車內設備單 元。407 公路屬於電子計程收費，其日間基本費率為每公里加幣 0.11 元，夜間 則為每公里加幣 0.06 元；為鼓勵駕駛人多加利用車內設備單元，該系統對於未 裝設車內設備單元者，每旅次額外徵收加幣 2 元之影像處理費，大於 5 噸車輛 未裝置車內設備單元而使用該公路者，每一旅次則多徵收加幣 25 元之費用。 3.歐洲經驗 (1)挪威 Toll Ring 計畫[AutoPASS Web Site] 挪威在1950至1980年代間為強化非都市地區之發展，而將大部份的經費投注 於鄉間地區道路的建設，致使都市區內之道路系統無法滿足日益增加之交通需 求，造成都市區道路交通擁擠。在財務短缺及時間的限制下，卑爾根市乃規劃於 1986年實施道路收費，稱為Toll Ring計畫，成為全球除新加坡區域牌照計畫(Area Licensing Scheme, ALS)外最早實施的道路收費計畫。在卑爾根市於1986年實施 後，奧斯陸與特隆赫姆等二市也分別於1990年2月與10月跟進實施。 卑爾根市系統均為人工收費車道，奧斯陸與特隆赫姆的收費系統則包含了人 工與部分電子收費車道，電子收費系統均包括自動車輛辨識、自動車輛分類與影 11.
(23) 像執法等功能。 Toll Ring計畫相當成功，以奧斯陸為例，除了使得市中心區的壅塞與空氣污 染問題獲得相當大的改善，而且營運成本僅佔營收所得的10%，較傳統人工收費 系統的效率大幅提升。 但由於奧斯陸與特隆赫姆的收費系統包含了人工與部分電子收費車道，且通 訊技術是採845MHz的通訊頻率，加上1990年所建置之電子收費技術設施老舊及 功能有限，與歐盟所新訂的DSRC標準（5.8GHz系統）不相容，故於1999年推動 更新該既有收費系統計畫，稱為AutoPASS，使一個車內設備單元能通行全挪威 的道路電子系統。 4.澳洲經驗[Kloot, 1999] 澳洲墨爾本為改善進出市中心區之交通擁擠狀況，而提出 MCL(Melbourne City Link)計畫。MCL 為一條 22 公里長的電子收費公路，連接墨爾本地區現有 的三條公路，分別為 Tullamarine Freeway、West Gate Freeway 以及 South Eastern Arterial。整個計畫由南段(The South Freeway)及西段(The Western Link)兩個路段 構成。南段連接 West Gate Freeway 和 South Eastern Arterial，西段連接 Tullamarine Freeway 和 West Gate Freeway。該公路於 2000 年 12 月全面運轉。 MCL 採用主線多車道收費系統，可讓用路人以正常駕駛方式通過，即使在 收費區有超車、變換車道之行為，系統仍可對密集大流量之車輛進行扣款。MCL 依車輛分級收費而不根據旅行距離收費，並訂有收費上限。車輛分為小客車、 輕型商用車、重型商用車等三級，系統也有能力對機車收費。用路人必須先向 營運者開設帳戶以取得電子卡(e-Tag)，並將 e-Tag 裝置於汽車前方擋風玻璃後 照鏡後方位置，即可自由通行於各收費站區，目前 e-Tag 交易比例已達 85%。 而非經常性的用路人可以選擇使用臨時帳戶或購買一日券(DayPass)，臨時帳戶 用路人會收到一個臨時用的電子卡，DayPass 用戶則可以購買一天或一天以上 的 DayPass，其通行費率較 e-Tag 高，以日計費，每日通行次數不受限制，一年 最多能申請 12 次。 在收費技術方面，車內設備單元與路側設備之通訊方式以 5.8GHz 為通訊頻 率，車內設備單元電源由電池產生，並裝設於後照鏡背面。 12.
(24) 5.國外案例彙析 茲將以上所蒐集得之各國案例資料，依據系統組成的技術架構及各案例背景 條件，整理如表2-1所示。 表2.1 世界各國ETC系統比較表 洲別. 通訊技術 微波 2.45GHz 紅外線 850nm 微波 5.8GHz. 收費區位. 車道數. 主線. 多車道自由流. 計次. 1998 年 9 月. 主線. 單車道. 計程. 1998 年 7 月. 匝道. 單車道. ERP 計畫. 紅外線／VPS. 匝道. 多車道自由流 計次／計程 1998 年 10 月. 美國加州橘郡. FasTrak 系統. 主線. 多車道自由流. 計次. 1995 年 12 月. 美國紐約. E-Z pass 系統. 主線. 單車道. 計程. 1997 年 6 月. 美國聖地牙哥. I-15 Value Pricing 計畫. 匝道. 多車道自由流. 計次. 1998 年 4 月. 加拿大多倫多. ETR 計畫. 匝道. 多車道自由流. 計程. 1998 年 9 月. 歐洲. 挪威. Toll Ring 計畫. 主線. 單車道. 計次. 1990 年 2 月. 澳洲. 澳洲墨爾本. MCL 計畫. 微波 902MHz-925MHz 微波 915MHz 微波 915MHz 微波 900MHz 微波 845 MHz 微波 5.8GHz. 主線. 多車道. 依車. 2000 年 12 月. 亞洲. 地點. 計畫（系統）名稱. 新加坡. ERP 計畫. 馬來西亞. SmarTAG 系統. 日本. ERP 計畫. 香港. 美洲. 收費方式 正式營運時間. 計次／計程 1997 年 1 月. 由國外案例可知，目前世界各國營運的電子收費通訊技術仍多屬於短距通 訊 (Dedicated Short Range Communication, DSRC) 系 統 ， 以 VPS(Vehicle Positioning System)為通信方式的收費系統仍在測試當中，我國於計次收費階段 所採用的技術便是以 DSRC 為主。此外，以 DSRC 為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，和以運作方式分成單車道(Lane-base) 電子收費及多車道自由流(Multilane Freeflow)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、 車內設備單元、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 13.
(25) 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。 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，故僅限配備車內設備單元裝置之車輛使用。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，無配備車內設備單元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。 匝道收費是將收費點設於匝道上，其主要目的除了達到使用者付費公平 性，並可按行駛里程收費，另外便是減少主線車流延滯。其電子收費系統的設 備與主線電子收費相同。 此外，電子收費系統之收費可歸納為申請費用、通行費用，如表 2.2 所示。 表2.2 國外電子收費系統之收費架構表 收費項目. 申請使用費用 通行費 國家 OBU 安裝 押金 OBU 租金 高速公路 特定道路 新加坡 ERP 3(按日) 3 3 3 3 馬來西亞 SmarTAG 3 3 3 N/A N/A 日本 ETC 3 3 N/A N/A N/A 香港 AutoToll 3(按月) 3 3 N/A N/A 澳洲 CityLink 3(按年) 3 3 3 N/A 美國 E-ZPass 3(按月) 3 3 N/A N/A 加拿大 407 公路 3(按月) 3 3 N/A N/A. 資料來源：各收費公司網站 2.1.2 國內外電子收費相關研究 戴怡芸[民 93 年]利用分析與控制原理，將控制原理運用在運輸市場佔有率 的控制上。該研究為了要瞭解在 ETC 促銷活動策略之下，小型車用路人對於 ETC 的需求變化，利用問卷調查取得所需要的訊息資料，包括民眾使用高速公 路的習慣及付費方式、通行費率的變動，以及車內設備單元價格的可接受程度 對其使用 ETC 的意願，以此為依據求得 ETC 需求函數，即為價格與數量之關 係曲線，民眾不使用 ETC 之原因亦納入探討的範圍。此外，文中認為費率、時 間節省、車內設備單元成本、個人偏好、所得等因素皆會影響用路人之意願。. 14.
(26) 張學孔等人[民 93 年]針對主線門架式高速公路電子收費之用路人車道選擇 模式，建立一套成本效益評估的分析架構；並用以輔助決定適當的自動收費車 道之配置數量，以及評估系統均衡時使用電子收費車道的車輛數。該研究認為 一般用路人選擇裝置電子收費設備的目的是為了減少通過收費站的延滯時間， 而用路人在選擇裝設車內設備單元主要與車內設備單元的安裝成本、用路人的 所得、旅行時間、各收費方式車道數、收費服務時間（延滯） 、費率折扣等因素 有關。研究結果顯示，當自動收費車道的擁擠增加時，有部分裝置電子收費設 備的車輛會選擇由人工收費車道通過，根據文中數值分析之結果顯示，其比率 約為 13.95%，顯示電子收費車道必須經由合理規劃以決定適當的車道配置。 Levinson 與 Chang[2003]探討 ETC 車道最佳的配置方式，以及構建社會福 利最大的模式，並進行敏感度分析。文中認為用路人是否願意接受電子收費， 與個人的社經特性、人口統計特性、地理特性有關。在構建車道選擇模式方面， 該研究把通行費率、通過收費站時間當共生變數，而把車內設備單元取得成本、 使用收費站的頻率、不需要準備回數票與零錢的便利性、車內設備單元的延伸 功能等因素當作方案特定變數。 Ogden[2001]探討隠私權在電子收費中的議題。該研究認為電子牌照具有唯 一性，且可收集用路人的旅運行為資料，若把這些資料加以整理分析，將會對 個人隠私權造成危害。此外，文中亦探討執法單位是否有權取得用路人牌照攝 影結果等執法議題，以及個人資料安全性等問題。 廖惠卿[民 91 年]採微觀電腦模擬分析法，應用收費站模擬模式（TPS 模式） 作為分析工具，分析及評估我國高速公路收費站在既有幾何條件不變下，實施 電子收費時，其 ETC 車道配置位置、數量在不同使用者比例與不同交通量下， 對收費站整體服務績效（通過模擬系統之平均速率）之影響情形。該研究首先 分別對不同收費車道群之代表性收費站進行交通特性分析，再以 TPS 模式模擬 在不同的 ETC 車道配置位置、數量及使用率等變動因素組合情境下之運行結 果，據以評估其對收費站整體服務績效之影響情形。最後，應用評估結果，尋 求在不同的交通量與不同的 ETC 使用率下，最適當的 ETC 車道配置數量。 賴炳榮[民 88 年]調查收費站之 ETC 運作特性，並利用收費站模擬模式 (TTPS)模擬 ETC 系統在收費站之不同的佈設對收費站整體服務績效所產生的影 15.
(27) 響。經以連續假期暫停收費時所調查各車輛之車距約為 2.28 秒及 2.34 秒，並以 此推估 ETC 容量約在 1579 輛/小時/車道及 1538 輛/小時/車道之間，顯示 ETC 車道服務容量確較一般人工收費車道之服務容量為高；且由其模擬結果顯示： 在僅設置 1 線 ETC 車道之情況下，當置於小型車車道範圍之最內側或最外側 時，其收費站服務績效最佳且隨著車道移設於中間車道而遞減；另隨著 ETC 使 用者與 ETC 車道數量之增長，其服務績效亦將隨之提高。 交通部運輸研究所曾對運輸業者進行車內設備單元需求調查，運輸業者對 於車內設備單元在短程（未來五年內）可接受價格為 2,000~4,000 元，而在中長 程（未來五到十年內）可接受價格為 1,000 元。 陳榮明、張淑娟、沈瑄瑄[民92年]探討高速公路未來若採匝道收費對都會區 道路交通之影響；研究中假設高速公路匝道收費對用路人運具使用行為不變，而 僅係路徑選擇的交通影響。依國外實施匝道收費的評析，此種收費方式會移轉管 制範圍內約40%的交通旅次使用非收費的道路，而此種移轉現象對於國內高速公 路未來若將現行主線人工收費改採為匝道收費下，初估其於交通尖峰小時將有 4,522輛之車旅次會移轉到台北市市區道路，因此提出相對應之配套措施，期以供 都會區應用交通管理策略上及減輕對市區道路交通衝擊的思考。 Thomas R. Parish[1994]針對電子收費系統進行市場調查，該研究利用市場區 隔以及利潤和風險評估調查消費者願意支付金額和市場潛力。研究結果顯示，消 費者確實會為了節省時間而支付金錢，而且不同層級的消費者有不同的需求。此 外，對於過度承諾的風險，會造成消費者對產品產生過度的預期。. 2.2. 敘述性偏好法 校估羅吉特模式所使用之資料型態可分為顯示性偏好(Reveal Preference, RP). 與敘述性偏好(Stated Preference, SP)數據兩類。 傳統的顯示性偏好法在分析旅運需求時係透過對受訪者實際行為之觀察，從 受訪者對不同方案的評估與決策來觀察個體行為之偏好，然後再利用適當的統計 方法，分析其決策之關鍵變數以構建效用函數。在1980年代中期以前，個體運輸 需求模式多使用顯示性偏好以蒐集資料，此法雖然較能精確地分析旅運行為與構 建效用函數，但其在應用上仍有若干之限制 [Kroes and Sheldon, 1988；陳育甄， 16.
(28) 民91年]： 1.所使用之數據可能因變數值的變異程度不夠而導致該變數不顯著，無法進一步 分析。 2.顯示性偏好模式須使用實際數據，解釋變數間可能存在著高度相關的問題。 3.顯示性偏好模式使用的解釋變數通常以量化的單位表示，無法估計一些質化變 數的影響。 4.顯示性偏好模式收集資料常需耗大量時間、金錢及人力，且難決定替選方案集 合。 5.顯示性偏好模式無法處理新的運輸系統，對於新的運具無法預測其潛在之需求。 由於顯示性偏好存在著上述的缺點與限制，因此近年來的研究多以敘述性偏 好法來預測與分析旅運行為與構建效用函數。其模式之建立是透過可控制的實驗 設計，透過合理與有效的方案情境組合，將設計好的方案陳述於受訪者面前，然 後再讓受訪者依其本身的偏好進行方案的評估，研究者根據這些受訪者的資料與 偏好，分析受訪者之決策行為並構建效用函數。 敘述性偏好法最大的優點是可以模擬未存在運輸設施的情境，進行旅運需求 預測。然而此法仍有一些限制： 1.受訪者所陳述之行為可能並非其實際的選擇行為。 2.當屬性及水準數很多時，情境組合數龐大，所構成的替選方案會導致受訪者 無法做正確選擇。 3.效用函數參數校估方法並沒有一定的準則。 4.若假設的情境與真實狀況相差太多，會導致分析結果的誤差。 無論是顯示性偏好或敘述性偏好法，皆有其應用上的優點與缺點，因而有結 合兩種數據優點之模式的發展。 2.2.1 敘述性偏好法之基本概念 敘述性偏好於1970年代初期發展於行銷學領域，至1978年被廣泛應用，此方 17.
(29) 法在行銷學領域稱之為聯合分析(Conjoint Analysis)，吳長生[民88年]將聯合分析 定義為：「由不同屬性水準值所事先定義的替選方案供消費者評量，並依此資訊 估計消費者偏好結構之分解(decomposition)方法」。至1979年時，英國首次將聯 合分析應用在運輸分析上[Kroes and Shelden, 1988]，聯合分析在運輸領域上就稱 為敘述性偏好法(Stated Preference Method)，或稱之為實驗室模擬法(Laboratory Simulation)、情境法(Scenario-based Method) [尤淨纓，民90年]。 敘述性偏好法主要是研究者以一些事先決定好的屬性(Attributes)及水準值 (Level)組合成各種情境，再由這些客觀的情境，構成替選方案(Alternatives)供受 訪者評分(Rating)、等級排序(Ranking-order)，或以第一偏好法(First Choice)的方 式評估其替選方案的整體偏好，之後研究者再依上述各替選方案之整體偏好資 料，利用一些參數校估技術估計偏好函數的參數[劉慧燕，民81年]。 2.2.2 敘述性偏好法之衡量尺度與參數校估方法 不同的偏好衡量尺度會影響到效用函數參數的校估程序，且不同實驗設計及 替選方案的描述會使用不同的偏好衡量尺度，故偏好衡量尺度的選擇對模式之選 用有極大的影響，必須依循研究目的，符合所採用模式之前題假設及參數校估方 法等要素。偏好衡量尺度方法一般可分為等級排序法（ranking）、評分法（rating） 與第一偏好法（first preference）等三種，分別如下作介紹： 1.等級排序法 即受訪者對替選方案依其偏好給予順序之排列。測量層次屬於等級尺度 (ordinal scale)，只能顯示出偏好的高低，而無法顯示出偏好的倍數關係（強度）， 所以當替選方案過多時，排序的工作就變得非常困難。 2.評分法 即受訪者對替選方案依其偏好給予評分。偏好愈高者分數愈高，衡量層度為 等距尺度(interval scale)，由於沒有真正的零點，所以20分並非為10分的兩倍。一 般大都將分數設在1-20分左右，因為若分數範圍過大，受訪者比較不容易正確地 將其偏好表達出來。. 18.
(30) 3.第一偏好法 即受訪者對替選方案模擬其可能選擇之方案，被選擇之方案即代表受訪者對 此方案具有第一偏好，此法可以顯示出受訪者對替選方案偏好的機率。 敘述性偏好模式效用函數參數的校估，依研究目的、效用函數的型態、偏好 衡量法、實驗設計與可應用之軟體不同而有所不一。等級排序法偏好資料可利用 MONANOVA(Monotone Analysis Of Variance)模式校估參數[黃俊英，民87年]；而 評分法偏好資料一般皆以最小平方迴歸(Ordinary Least Squares, OLS)及最小絕對 誤差和迴歸模式(Minimizing Sum of Absolute Error Regression, MSAE)；第一偏好 法在研究上最常被應用，乃是因為其基本假設符合個體選擇理論，可應用個體模 式中羅吉特(Logit)與普洛比(Probit)兩種方法校估參數。羅吉特模式(Logit Model) 因函數型式簡單，實用便利性高，且有適當之軟體可使用，所以較普洛比模式應 用 為 廣 ， 不 過 羅 吉 特 模 式 通 常 存 在 著 不 相 關 替 選 方 案 獨 立 性 (Independence Irrelevant Alternatives, IIA)特性。 2.2.3 實驗設計之概念 敘述性偏好之替選方案是由研究者在進行實驗設計(Experimental Design) 前，以事先決定好之相關屬性及其水準值所組成的選擇情境。一般相關屬性的選 取，必須符合研究目的，至於屬性個數多寡的問題則無定論，只要能顯示研究的 目的，屬性個數愈少，研究之實驗設計則愈簡單，但變數太少則會不易顯示所欲 研究主題的特性，因此一般都採取減少水準值數目之作法，以達到簡化實驗設計 的目的。最常見的水準值數目為2個或3個，即(Two-Way)或(Three-Way)設計（指 屬性為 n 個，水準數為 2n 個或 3n 個的設計）。 敘 述 性 偏 好 模 式 之 實 驗 設 計 ， 主 要 分 為 二 因 素 法 （ two-factor at-a-time procedure）及整體輪廓法（full-profile approach）兩大類[張顥鐘，民91年]： 1.二因素(two-factor at-a-time procedure) 二因素法又稱權衡法(trade-off procedure)，受訪者每次只針對兩個屬性中各 水準值的不同組合加以評估，排列出偏好順序，然後再逐次地評估其他對屬性組 合[Johnson, 1974]。 二因素法的優點是很容易應用和受訪者容易填寫，但在實際應用上有以下幾 19.
(31) 個限制： (1)每次只對兩個屬性進行比較評估，而暫時忽略其他屬性的考量，故有失其真實 性。 (2)選擇者所需評估的次數較多，例如有6個屬性，每個屬性有4個水準，選擇者即 須填15張表，每張有16個空格（即16個組合）。 (3)受訪者會有混淆的趨勢，或可能傾向於採取定型化的反應，容易疲乏。 (4)為一非計量的運用，且不能使用部分因子設計來減少屬性的比較。 (5)屬性的組合最適合用口頭來描述，但不適合以圖畫的方式來描述。 2.整體輪廓法（full-profile approach） 整體輪廓法又稱觀念評估法（concept evaluation task），它在替選方案中列舉 所有重要屬性，並由各屬性的某一水準值共同組成一個替選方案，此替選方案可 視為一整體輪廓。整體輪廓法將替選方案中每一個屬性皆同時列出，較接近事 實。但受訪者所需評估的替選方案太多（特別是以等級排序或評分法衡量偏好的 情形），常超出受訪者所能負擔範圍。舉例來說，如有六個屬性，每個屬性有4 個水準，即有 46 = 4096 個替選方案，因此整體輪廓法在實際應用上為了減少受測 體的組合數目，可使用要因設計(factorial design)、部分要因設計(fractional factorial design)、及直交排列法(orthogonal arrays)等實驗設計法來解決。 整體輪廓法的缺點是受訪者面對受測體數目過多時常常無法做理性的判 斷。而其優點是： (1)對受訪者而言，比較符合其實際上的情境。 (2)可使受訪者就替選方案的整體輪廓來做比較、衡量和評估。 (3)將資料配合分解模式使用時，可允許有交互作用的存在。 2.2.4 敘述性偏好法相關研究 許巧鶯等[民87年]曾提出對敘述性偏好的分析步驟： (1)將假設的替選方案藉著一些影響選擇行為的某些屬性所組成的整體概念，以某 20.
(32) 種描述的方式呈現給受訪者。 (2)這些屬性各具有許多水準值，替選方案即由這些屬性的任一水準值所組合而成 的。 (3)屬性及其水準值在情境組合時常透過實驗設計技術（如直交排列設計）或隨機 抽取水準值（如隨機分配實驗設計）來設計。其中隨機分配實驗設計為在一定屬 性水準值範圍內，以隨機抽樣的方式抽取情境組合之屬性水準值，目的在解決直 交排列設計時資料變異性不足的缺點，但不能保證方案間互相獨立，一般多以增 加問卷數目，使水準值之抽取呈常態分配解決之[Kroes and Sheldon, 1988]。 (4)受訪者透過將各方案排定優先偏好順序(如等級排序法)、對各方案進行偏好強 度評分（如評分法）或僅選擇一方案（如第一偏好法）表達其對替選方案的偏好。 其中第一偏好法資料蒐集較有效率、理論基礎完備、無尺度假設問題，因此多數 應用於運輸上之研究皆採用第一偏好法。 (5)最後，研究者依各受訪者替選方案之偏好資料，利用參數校估技術估計效用函 數的參數。等級排序法所得之偏好資料的參數校估可用MONANOVA分析法 （Monotone Analysis of Variance） 、PREFMAP程式、非計量多元尺度法或LINMAP 程式。評分法所得之偏好資料的參數校估可用最小平方迴歸法或最小絕對誤差和 迴歸法（Minimizing Sum of Absolute Error Regression；MSAE）。第一偏好法所 得之偏好資料的參數校估可用羅吉特模式或普洛比模式。 目前，在國內外已有非常多的學者從事將敘述性偏好法應用於運輸上之研 究，Kroes and Sheldon [1988]說明敘述性偏好法之內涵和其在運輸領域上之應 用，Bunch et al. [1993]探討敘述性偏好法中各屬性變數對不同消費者是否選擇 使用電動車之影響，段良雄與劉慧燕 [民 85 年]應用敘述性偏好法於路線選擇， 張丞邦[民 86 年]與段良雄與陳宥欽[民 90 年]以敘述性偏好之問卷調查，建立個 體決策規則最佳化的門檻羅吉特模式，許巧鶯等[民 87 年]運用敘述性偏好法對 消費者電子購物與傳統購物選擇行為進行分析，陳玉屏[民 88 年]以敘述性偏好 法探討消費者對電動機車的選擇行為，Wen and Koppelman[2000]運用敘述性偏 好法在區位選擇和家戶旅次上，來探討個體運具選擇模式，尤淨纓[民 90 年]以 敘述性偏好法探討消費者對網路電話選擇行為之研究，張顥鐘[民 91 年]以敘述 性偏好法探討迄點屬性對城際旅運者運具選擇行為之影響等等。 21.
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