獨立路口之號誌 獨立路口之號誌

獨立路口之號誌 獨立路口之號誌

時制計畫設計 時制計畫設計

何 志 宏 教 授 何 志 宏 教 授

崑山科技大學房地產開發與管理系

崑山科技大學房地產開發與管理系

獨立路口之號誌時制計畫設計

1. 各時相之綠燈界間 (Intergreen Time)

獨立路口之號誌時制計畫設計

各時相之綠燈界間 ( g ) 或清道時段（A

）設計

各時相之最短清道時段（可避免產生猶豫 (1) 各時相之最短清道時段（可避免產生猶豫

區間(Dilemma Zone)）：A

A_i = t + 1/2 v/a + (W + D)/v

t : 駕駛人感識反應時間（通常設為1秒）

v : 路口車輛臨近速率

a : 車輛煞車減速率（通常設為5公尺/秒*秒）

W : 車輛穿越路口之寬度

D : 車輛長度（通常設為5.5公尺）

（ ）

獨立路口之號誌時制計畫設計

1. 各時相之綠燈界間(Intergreen Time)

獨立路口之號誌時制計畫設計

( g )

或清道時段（A

）設計

(2) 黃燈時段Y：一般係訂為3秒 (2) 黃燈時段Y：一般係訂為3秒

依照「道路交通標誌標線號誌設置規則」之規定，

黃色燈號時間得依下表3 之規定。

黃色燈號時間得依下表3 之規定 表3 黃燈時間與行車速限

行車速限(公里/小時) 50以下 51-60 61以上 黃燈時間(秒) 3 4 5

1. 各時相之綠燈界間或清道時段（A

）設計

( ) _{i i i}

依照「道路交通標誌標線號誌設置規則」之規定：行車 管制號誌在黃色燈號結束後，應有一秒以上之全紅時間。

直行交通之全紅時間宜依下表4 之公式計算之 直行交通之全紅時間宜依下表4 之公式計算之。

表4 全紅時間設計公式

交通 全紅時間 備 註

D W

交通 狀況

全紅時間 備 註

僅有車 全紅時間單位：秒

2Speed D W



輛狀況 W_road：交岔路口近端停止線至遠端 路段起點之距離長度

P_road：交岔路口近端停止線至遠端 行人穿越道之距離長度

Speed 2

D

P_road  _veh ^{行人穿越道之距離長度D}_veh：平均車長，得採用六公尺。

Speed：平均車速，得採用行車速限 有行人

與車輛

狀況 2Speed

狀況

1. 各時相之綠燈界間或清道時段（Ai）設計

– 另外，根據「國際運輸工程師協會」的最新建議，

可依下述兩組公式來計算路口黃燈與全紅時段所 可依下述兩組公式來計算路口黃燈與全紅時段所 需之時間。

(1)各時相之黃燈時段（或稱為綠燈轉換時段 (1)各時相之黃燈時段（或稱為綠燈轉換時段

(Change Interval)）: y

y = t + S / (2a + 2gG) y = t + S₈₅ / (2a + 2gG)

t : 駕駛人的感識反應時間（可設為1秒）

S₈₅ : 臨近路口之車輛行駛速率(指第85百分位 S₈₅ : 臨近路口之車輛行駛速率(指第85百分位

速率)

a : 車輛煞車減速率（通常設為5公尺/秒*秒）

（ ）

G : 重力加速度（9.8公尺/秒*秒）

1 各時相之綠燈界間或清道時段（A ）設計 1. 各時相之綠燈界間或清道時段（A

）設計

(2)各時相之全紅時段（或稱清道時段(Clearance Interval/All red Interval)）: r

Interval/All-red Interval)）: r

可視路口實際行人通行需求選用以下三組公式：

I 路口無行人穿越需求時 I. 路口無行人穿越需求時

r = (w + l) / S₁₅

II 路口有少量行人穿越需求時 II. 路口有少量行人穿越需求時

r = Max.［(w + l) / S₁₅ ，(p + l) / S₁₅］

III. 路口有大量行人穿越需求時 III. 路口有大量行人穿越需求時

r = (p + l) / S₁₅

w : 路口近端停止線至遠端橫向最遠車道邊緣之距離 S₁₅ : 臨近路口之車輛行駛速率(係指15百分位速率) p : 路口近端停止線至遠端橫向行人穿越道邊緣之距離 l 平均車長〈得採用六公尺〉

l : 平均車長〈得採用六公尺〉

2.行人通行時段/最短綠燈時間(G

)設計

一般各時相之最短綠燈時間決定 主要需考慮行 一般各時相之最短綠燈時間決定，主要需考慮行 人能夠安全地通過路口為其訴求，而計算行人時 制時常採用之公式如下：

制時常採用之公式如下

• 行人可通行之綠燈時間（GP）：4-7秒，可視行 人流量之多寡予以調整

• 行人綠閃時間（FGP）：即行人穿越道長度/ 行 人步行速率

• 行人步行速率：一般可訂為1.2公尺/秒

是故最短綠燈時間為

2.行人通行時段/最短綠燈時間(G

)設計

上述「最短綠燈時間」係考慮行人通過路口的最低要求；

若該路口於一般情況下之行人流量較少時 為增加車輛 若該路口於一般情況下之行人流量較少時，為增加車輛 運作效率起見，亦得採用低於最短綠燈時間的設計；此 時若仍有保護行人通行安全之必要，即須設置觸動式的 行人號誌裝置 一般說來 行人通行號誌與行車號誌之 行人號誌裝置。一般說來，行人通行號誌與行車號誌之 間大致上可以存在有以下三種關係：

(1) GP + FGP = GY (1) GP + FGP GY

即當行人綠燈 + 行人綠閃 = 行車綠燈時，此時行人號誌 的可通行綠燈時間(GP)為4-7秒，而綠閃時間(FGP)則為 W/1.2(公尺)。公尺

行車號誌

G Y R

行人號誌 GP FGP RP

4-7秒 路寬(W)/1.2(公尺)

圖3(a) 行車號誌與行人號誌關係圖〈之一〉

2.行人通行時段/最短綠燈時間(G

)設計

(2) GP + FGP < G (2) GP + FGP < G

當行人綠燈

誌的可通行綠燈將可延長至G - W/1 2秒，而綠閃時 誌的可通行綠燈將可延長至G - W/1.2秒，而綠閃時 間仍為W/1.2(公尺)。如此在路口中的車輛號誌將得 與行人號誌採一致性運作。

行車號誌

G Y R

行人號誌 GP FGP RP

G+Y-W/1 2 路寬(W)/1 2(公尺)

圖3(b) 行車號誌與行人號誌關係圖〈之二〉

G+Y W/1.2 路寬(W)/1.2(公尺)

2.行人通行時段/最短綠燈時間(G

)設計

(3) GP + FGP > G (3) GP + FGP > G

當行人綠燈

法獲得足夠的安全通過時間，亦即行車綠燈時間小 法獲得足夠的安全通過時間 亦即行車綠燈時間小 於最短行人綠燈時間，此時行人無法安全通行，故 有必要裝置行人觸動號誌。

行車號誌

G Y R

行車號誌

行人號誌 RP

路寬(W)/1 2(公尺)

圖3(c) 行車號誌與行人號誌關係圖〈之三〉

路寬(W)/1.2(公尺)

圖

3 各時相最長綠燈時間(G )之決定 3. 各時相最長綠燈時間(G

)之決定

各時相中最長綠燈通常係由其競爭時相之停等車輛所能 忍受的最長等待時間來決定（如無其他考量時，一般可（ 設定為60秒）

4.週期內各時相i損失時間之計算：L

第i時相之損失時間為：Li = l1 + l2 + ARi = l + ARi l1：啟動（延滯）損失時間

l2：停止（延滯）損失時間

l：單一綠燈時相的總損失時間（一般可訂為3秒）

l = l1 + l2

ARi：i時相全紅時間 因此 全週期的損失時間為 因此，全週期的損失時間為：

L = ΣLi = Σ( l + ARi) = n*l + Σ(ARi)

：一週期內之總時相數 n：一週期內之總時相數

獨立路口之號誌時制計畫設計

5.各時相 i 之臨界流量比 (Critical Flow Ratio)

計算

獨立路口之號誌時制計畫設計

計算: y

第i時相之臨界流量比：y

5.各時相 i 之臨界流量比計算: y

5.各時相 i 之臨界流量比計算: y

而第j車道群之車道飽和流量S_ij：

S_ijij = S_{o ijo,ij}*N*f_ww*f_hvhv*f_gg*f_pp*f_bbbb*f_aa*f_rtrt*f_ltlt

S_o,ij :第 i時相的第j車道群中，每車道之理想 飽和車流率（1,900pcphgpl）

N : j車道群中之車道數

f_w : j車道群之車道寬度調整係數 f_hv : j車道群之車種調整係數

f_g : j車道群之坡度調整係數

車道群之路邊停車調整係數 f_p : j車道群之路邊停車調整係數 f_bb : j車道群之公車停站調整係數 f j車道群之路口區位調整係數 f_a : j車道群之路口區位調整係數 f_rt : j車道群之右轉調整係數

f : j車道群之左轉調整係數 f : j車道群之左轉調整係數

上述飽和流量計算式中之車種調整因素說明 上述飽和流量計算式中之車種調整因素說明

車道群j 之飽和流量S_ij計算公式中的車種調整係數乃是國外 公式與國內公式差異最大之處

• 國外應用公式 國外應用公式 1

其中： f_HV = 重型車輛調整因素

) 1 (

1

1



 

HV HV

HV P E

f

f_HV

P_HV = 車道群中重型車輛之比例 E_HV = 重型車輛的小客車當量

• 國內應用公式

) 1 (

) 1 (

) 1 (

1

1

/

/     

 

T T B

B C

M C

M

HV P E P E P E

f

其中： f_HV = 車種調整因素〈或稱單位轉換因子〉

P_M/C = 車道群中機車之比例 E_M/C = 機車的小客車當量 P 車道群中大客車之比例 P_B = 車道群中大客車之比例 E_B = 大客車的小客車當量 P_T = 車道群中大貨車之比例 E 大貨車的小客車當量 E_T = 大貨車的小客車當量

6 時相計畫之檢核（可選擇性執行）

6. 時相計畫之檢核（可選擇性執行）

(1) 找出某個服務水準下的車道服務流量：

LOS ”C” 之車道服務流量→→應為期望情況 LOS C 之車道服務流量→→應為期望情況 LOS “D” 之車道服務流量→→應為最低情況 (2) 計算兩種服務水準下之臨界流量比總和

(2) 計算兩種服務水準下之臨界流量比總和

LOS”C”下之臨界流量比總和：將各時相之臨界車 道流量除以LOS”C”之＇車道服務流量＇後予以加總

LOS”D”下之臨界流量比總和：將各時相之臨界車 道流量除以LOS”D”之＇車道服務流量＇後予以加總 (3) 決定其中較適宜之服務水準

視何種服務水準可滿足下式，即為所求之時相方案：

臨界流量比總和

0.8 ≦ 臨界流量比總和 ≦ 0.9

(4) 若皆無法滿足時，則再重新設計新的時相計畫

7 最佳週期之計算：C 7.最佳週期之計算：C

一般常用之週期計算公式係應用Webster提出 的最佳週期(C )公式：

的最佳週期(C

C_o = (1.5L + 5) / (1-Y)

L : 週期損失時間 L : 週期損失時間

Y = =





critical

Y：一週期內各時相之總臨界流量比

i i  Sij

y_i：i時相中之臨界流量比

（Critical Flow Ratio）

V_ij：i時相中j車道群之尖峰車道流量 S_ij：i時相中j車道群之車道飽和流量

7.最佳週期之計算：C

7.最佳週期之計算 C

若欲於某一特定之飽和度(v/c)範圍之內求取適當之週期時，

則其公式為：

v s v ( )ⁱ

X ：車道群i的飽和度

C g

s c

X v

i i

i i i

)

 (



X_i：車道群i的飽和度

令Xc為路口整體飽和度，則











C g vs C

s g Xc v

ci ci

ci ci

ci ( )

) (

v_ci：第i車道群之臨界流量

s_ci：第i車道群之臨界飽和流率 第 車道群之臨界有效綠燈

C C

g_ci：第i車道群之臨界有效綠燈 (v/s)_ci：第i車道群之臨界流率比 Cl：週期 ^Xc



Cl：週期

∴由上式可解得其週期Cl



 v s C L Xc ( / )_ci





Xc v C LXc

)



 v

Xc ( )

8 各時相之有效綠燈分配

8. 各時相之有效綠燈分配：g

總有效綠燈

各時相i 之有效綠燈 g

9. 計算各時相i之顯示綠燈：G

G_ii = g_ii + L_ii – A_ii

其中：

g_i = i 時相的有效綠燈時間(秒) G_i = i 時相的顯示綠燈時間(秒) A_i = i 時相的黃燈時段(秒)

L_i = i 時相的起動加清道損失時間總和(秒)

P.S.上式中，當A_i包含全紅時段時， L_i亦應將全紅時 段計算在內

段計算在內

9. 計算各時相i之顯示綠燈：G

G_i = g_i + L_i – A_i G_i g_i + L_i A_i

顯示綠燈時間、有效綠燈時間和損失時間關係圖

10. 各時相之顯示綠燈長度檢核

For all G_i > G_i,min ? For all G_i < G_i,max ? 若任一時相i之Gi無法滿足Gi > Gi,min時，則令

G_i = G_i,min；並依原先之｀時比＇，據以推算其他

時相 i 之G_i，然後重新加總，藉以產生新的週期時間 若任一時相i之G 無法滿足G G 時 則令

若任一時相i之G_i無法滿足G_i < G_i,max時，則令

G_i = G_i,max；並依原先之｀時比＇，據以推算其他

時相 i 之G ，然後重新加總，藉以產生新的週期時間 時相 i 之G_i，然後重新加總，藉以產生新的週期時間

11 計算i時相內各車道群j之容量（Ca

） 11. 計算i時相內各車道群j之容量（Ca

）

Ca_ij = S_ij *λ_i = S_ij * g_i / Cl

12 計算i時相內各車道群j之飽和度（X ） 12. 計算i時相內各車道群j之飽和度（X

）

X_ij = V_ij / Ca_ij

13.計算路口的整體飽和度 X

13.計算路口的整體飽和度 X

X_c^c =

_

  ^V _S ^ _ ^{ Cl} _{ Cl L  } ^

• 就定時式號誌而言，正常情況下，各時相i 內的臨界車道 群之飽和度 應等於或十分接近整個路口的 否則各

  _{ }

 _{  }

i

S

Cl L

群之飽和度X_ci應等於或十分接近整個路口的X_c，否則各 時相i 之顯示綠燈時間G_i（或有效綠燈時間gi）須依下式 重新加以調整：

即令該 X_ci = X_c，因X_ci = (V_ij / S_ij)_ci / (g_i / Cl) 而調整後之g_i = (V_ij / S_ij)_ci / (Cl / X_i)

另就定時式號誌而言 X 最好是能夠滿足

• 另就定時式號誌而言，X_c最好是能夠滿足

0.8 < X_c < 0.9，否則其時相計畫可能有必要重新設計

• 就全觸動式號誌而言，一般X_cc之期望值可訂為 0.9 < X_c < 0.95

• 就半觸動式號誌而言，一般X_c之期望值可訂為 0 8 X 0 85

0.8 < X < 0.85

14.判定各車道群j 或各臨近路段a 之服務水準 j

根據HCM 所提出之路口平均停等延滯公式，可計算出車道 群j之平均每車停等延滯dj如下：

d d DF + d d_j=d₁DF + d₂

C g

d 0.38C[1 ( / ]²

1

  ₂

173

[( 1 ) ( 1 )

mX ] X

X X

d     

d₁：車道群j 之均勻停等延滯 d₂：車道群j 之遞增停等延 滯

X C g / ) (

1 1 ₂

[( ) ( ) ]

c

滯

DF：受續進或控制型態影響之延滯調整因子(若非連鎖路 口採定時控制時，則可設為1)

g：車道群j 之有效綠燈時間 C：週期長度

X：車道群j 之飽和度 X：車道群j 之飽和度

m：車道群j 之車隊到達型態調整因子(若非連鎖路口且採 定時控制時，可設為16)

Ca：車道群j 之容量

14. 判定各車道群j 或各臨近路段a 之服務水準

將 查表 即可判定 車道群之服務水準 又臨近 將d

查表，即可判定j 車道群之服務水準；又臨近 路段a 之平均每車停等延滯

_ 

 _

j

j j

j V V

d da

，將d

查表，即可判定臨近路段a之服務水準。

表5 2011年台灣公路容量手冊中號誌化路口服務

j

表5 2011年台灣公路容量手冊中號誌化路口服務 水準一覽表

服務水準 平均停等延滯(秒/每車) d 服務水準 平均停等延滯(秒/每車) d

A d ≦ 15

B 15 ＜ d ≦ 30

B 15 ＜ d ≦ 30

C 30 ＜ d ≦ 45

D 45 ＜ d ≦ 60

D 45 ＜ d ≦ 60

E 60 ＜ d ≦ 80

獨立路口之號誌時制計畫設計

15 判定該路口之整體服務水準

獨立路口之號誌時制計畫設計

15. 判定該路口之整體服務水準

該路口之整體性平均每車停等延滯

 

 ^ 



a

a a

a

V V

d di

將d

查表5，即可判定該路口之整體服務水 準

a

準。

獨立路口之號誌時制計畫設計 獨立路口之號誌時制計畫設計

16. 路口飽和度超過1 (即過飽和)時之改善對策

A. 將最佳週期C_o

適度延長

此種方法將僅能適用於路口飽和度X

略微超過

的情況

的情況

B. 重新設計號誌時相

將原有之左轉保護時相改為允許 共用 時相

• 將原有之左轉保護時相改為允許(共用)時相

• 若路口之左轉流量甚高，但原先並無左轉時相時，

可考慮增設之 可考慮增設之

C. 針對各時相的「臨界車道群」增加車道數

此種策略對於降低路口飽和度X 將最為有效 但 此種策略對於降低路口飽和度X

將最為有效，但 實際上的困難度亦較高；如尚需拓寬道路時，其 作業成本亦為最大

作業成本亦為最大

簡報結束 簡報結束

敬請指教

敬請指教