弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之 研究

中 華 大 學 碩 士 論 文

弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之 研究

Traffic Signal Design and Simulation for Vulnerable Road Users Safety and Bus

Preemption

系 所 別：運輸科技與物流管理學系碩士班 學號姓名：M09614014 黃 絜 矩

指導教授：羅 仕 京 博 士

中華民國 九十九 年 八 月

中華大

學 運輸科技與物流管理學系碩士班 碩士論文弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之研究

（98）

黃絜矩

中 華 大 學 碩 士 班 研 究 生 論 文 指 導 教 授 推 薦 書

運輸科技與物流管理學系碩士班黃絜矩君所提之 論文弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之 研究，係由本人指導撰述，同意提付審查。

指導教授 ^（簽章）

中華民國 九十九 年 七 月

中 華 大 學 碩 士 班 研 究 生 論 文 口 試 委 員 會 審 定 書

運輸科技與物流管理學系碩士班黃絜矩君所提之 論文弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之 研究，經本委員會審議，符合碩士資格標準。

論文口試委員會 召集人

委 員

系主任

中華民國 九十九 年 七 月 廿九 日

弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之研究

學生：黃絜矩 指導教授：羅仕京 博士

摘 要

行人於號誌化路口發生之事故，往往是未能注意剩餘通行時間，且忽略自身步伐 快慢，以致無法於競爭時相號誌轉換為綠燈前順利穿越，進而與競爭方向之車輛發生 碰撞。為此，本研究針對行人於獨立號誌化路口的穿越需求，並納入公車優先通行之 功能進行號誌邏輯設計，以達保障行人穿越道上之行人皆能安全穿越路口，且使大眾 運輸工具得以減少延滯進而增加可靠度之號誌化路口基本功能。

本研究以臺北市大同區重慶北路民族西路交叉口，做為調查分析及模擬驗證對 象，以實地取得車流資料後，透過微觀車流模擬軟體─VISSIM 5.20 版應用本研究號 誌邏輯模擬之。研究結果顯示，以行人角度而言確實能使其安全穿越路口。而以公車 角度來說，優先通行能夠有效降低每人平均延滯時間。但對於小汽車而言，在單一方 向道路有公車專用道的情況下，則須視流量多寡來決定該路口是否適用本研究號誌邏 輯。

關鍵字：弱勢用路人、公車優先、VISSIM

Traffic Signal Design and Simulation for

Vulnerable Road Users Safety and Bus Preemption

Student：Hsieh-Chu Huang Advisor：Dr. Shih-Ching Lo

ABSTRACT

Mostly, pedestrian car accidents occurred at a signalized interaction is due to pedestrians cannot across the intersection safely within the green light. From the viewpoint of pedestrian, there might have two reasons. The first one is pedestrians cannot speed up to across the intersection, such as the elder. The other reason is pedestrians do not sense that the signal phase is going to change and their right-of-way is going to be lost. Developing a signal logic to protect pedestrian who is crossing an intersection is the first purpose of this study. In addition, to improve the reliability and reduce delay of public transportation service is the second purpose. Therefore, bus preemption is also considered in the designed signal logic.

In this study, the traffic data of the intersection of Chong-Qing North Road and Min-Zu West Road, Taipei, Taiwan, is employed to calibrate and validate the signal logic by simulation. According to our literature, we choose VISSIM 5.20, which is a microscopic traffic simulation software, as the simulation tool. From the simulated results, the signal logic presented in this study can protect pedestrians crossing the intersection successfully.

The design of bus preemption can reduce the average delay per person effectively.

However, the pedestrian safety and bus preemption signal will influence the average delay of cars largely. The influence depends on volume of cars. Thus, whether applying the pedestrian safety and bus preemption signal logic to an intersection or not should be evaluated carefully.

Keywords：Vulnerable Road User, Bus Preemption, VISSIM

序 言

對於交通運輸領域的執著，就從孩提時，祖父、外祖父陪伴絜矩在鐵道旁遠觀火 車的那些畫面開始…

時間過得真快，轉眼間從老愛幻想自己是交通部長的國中生，到幾乎每年暑假都 要參加國立成功大學交管系所舉辦的交管營活動高中生，現在成為畢業於中華大學運 管系碩士班的研究生，能有這樣的堅持，絜矩最要感謝的非雙親莫屬。由於肯定興趣 明確及發展方向，雙親從不過問學習成效，僅給予無後顧之憂的學習環境，使得絜矩 能夠在交通運輸領域中自由發展，最終取得碩士學位。這樣的一份成就，絜矩獻予您 們。

碩士論文的完成，承蒙恩師 羅仕京博士在絜矩感到能力不足時，適時的給予鼓 勵、方向及協助，終突破瓶頸順利完成。此外，也感謝國立交通大學 吳水威副教授，

及本校 張建彥副教授，百忙之中撥冗參加碩士資格審查，豐富的學術經驗分享，使 絜矩的碩士論文能夠臻於完善。當然不忘感謝的，還有大學部的人傑、元鴻、正哲、

玉妏、承佑、松霖、韋志、國裕、敏毅、焌禾、筱璇及肇軒等學弟妹的協助，使現況 調查得以順利進行。另外，前鼎漢國際工程顧問公司的邱榮梧先生，其給予絜矩在微 觀車流模擬軟體─VISSIM 使用上的收穫，更是由衷感謝。

雖說取得碩士資格算不上什麼多大的成功，但對於非常沒有自信的絜矩而言，這 已算是種自我肯定的最佳方法。而能夠有這樣的結果，除了雙親外，都要歸功於瑗潔 在背後默默的支持及付出，這樣的好女孩，她的那雙手絜矩將緊緊牽著不放。

最後，那些祖父、外祖父陪伴絜矩在鐵道旁遠觀火車的畫面，將繼續引領著絜矩，

活躍於交通運輸領域裡。

黃絜矩 謹識

目 次

摘 要 ...i

ABSTRACT ...ii

序 言 ...iii

目 次 ...iv

表 次 ...vi

圖 次 ...viii

第一章 緒論 ...1

第一節 研究背景 ... 1

第二節 研究動機 ... 2

第三節 研究目的 ... 2

第四節 研究範圍及限制 ... 2

第五節 研究內容及方法 ... 3

第二章 文獻回顧 ...8

第一節 延滯模式 ... 8

第二節 控制策略 ... 16

第三節 模擬軟體 ... 20

第四節 偵測技術 ... 25

第五節 小結 ... 26

第三章 號誌邏輯模式 ...27

第一節 控制策略 ... 27

第二節 設計要素 ... 30

第三節 判斷邏輯 ... 32

第四節 小結 ... 35

第四章 現況分析 ...36

第一節 路口幾何與號誌時制 ... 36

第二節 交通特性調查 ... 38

第三節 停等延滯分析 ... 43

第四節 小結 ... 45

第五章 模擬分析 ...46

第一節 環境建構 ... 46

第二節 模擬參數之校估與調整 ... 56

第三節 號誌邏輯模式應用 ... 61

第四節 小結 ... 82

第六章 結論與建議 ...83

第一節 結論 ... 83

第二節 建議 ... 84

參考文獻 ...85 附錄A 87

表 次

表 1 號誌化路口研究方法比較表 ...7

表 2 號誌化路口相關文獻其評估指標表 ...8

表 3 號誌時制設計軟體之基本特性比較表 ...24

表 4 公車偵測技術回顧表 ...25

表 5 公車專用道設置條件表 ...29

表 6 重慶民族路口號誌時制時相表 ...37

表 7 重慶民族路口號誌時制秒數表 ...37

表 8 交叉路口小客車當量值表 ...38

表 9 上午尖峰時段各臨近路段流量／容量比暨服務水準表 ...39

表 10 上午離峰時段各臨近路段流量／容量比暨服務水準表 ...40

表 11 下午離峰時段各臨近路段流量／容量比暨服務水準表 ...41

表 12 下午尖峰時段各臨近路段流量／容量比暨服務水準表 ...42

表 13 重慶北路向南路段延滯特性表 ...43

表 14 民族西路向西延滯特性表 ...44

表 15 重慶北路向北路段延滯特性表 ...44

表 16 民族西路向東路段延滯特性表 ...44

表 17 重慶民族路口建立於VISSIM路段資料表...48

表 18 重慶民族路口於VISSIM之車輛偵測器資料表...51

表 19 上午尖離峰平均停等延滯時間調整後之小客車當量值表 ...57

表 20 下午尖離峰平均停等延滯時間調整後之小客車當量值表 ...57

表 21 公車平均停等延滯時間調整後之停車時間數據表 ...57

表 22 調查值與參數調整後模擬值之平均停等延滯時間數據表 ...58

表 23 上午尖峰路段交通量誤差表 ...59

表 24 上午離峰路段交通量誤差表 ...59

表 25 下午離峰路段交通量誤差表 ...60

表 26 下午尖峰路段交通量誤差表 ...60

表 27 時間偵測器群組偵測目標對照表 ...62

表 28 小汽車流量增減情況下公車與行人之每人平均延滯時間值表 ...72

表 29 下午離峰及尖峰原始行人流量表 ...76 表 30 重慶民族路口公車流量臨界值表 ...82 表 31 重慶民族路口小汽車流量臨界值表 ...82

圖 次

圖 1 研究流程圖 ...5

圖 2 延滯類型定義圖 ...9

圖 3 觸動與定時控制相對效益示意圖 ...17

圖 4 延長綠燈時間之時空圖 ...19

圖 5 切斷紅燈時間之時空圖 ...19

圖 6 插入綠燈時間之時空圖 ...20

圖 7 號誌邏輯流程圖 ...33

圖 8 臺北市大同區重慶北路民族西路交叉口示意圖 ...36

圖 9 重慶民族路口上午尖峰時段號誌時制圖 ...37

圖 10 重慶民族路口上午離峰時段號誌時制圖 ...37

圖 11 重慶民族路口下午離峰時段號誌時制圖 ...38

圖 12 重慶民族路口下午尖峰時段號誌時制圖 ...38

圖 13 上午尖峰時段各臨近路段轉向量圖 ...39

圖 14 上午離峰時段各臨近路段轉向量圖 ...40

圖 15 下午離峰時段各臨近路段轉向量圖 ...41

圖 16 下午尖峰時段各臨近路段轉向量圖 ...42

圖 17 路段細部設定視窗圖 ...46

圖 18 重慶民族路口於VISSIM建置圖...47

圖 19 重慶民族路口於VISSIM之優先規則設置圖...50

圖 20 優先規則設定視窗圖 ...50

圖 21 重慶民族路口於VISSIM之車輛偵測器設置圖...51

圖 22 期望速度設定視窗圖 ...52

圖 23 停車時間設定視窗圖 ...53

圖 24 車輛類型設定視窗圖 ...53

圖 25 交通組成設定視窗 ...54

圖 26 流量輸入設定視窗圖 ...55

圖 27 轉向量輸入設定視窗圖 ...55

圖 28 公車流量設定視窗圖 ...55

圖 29 弱勢用路人安全保護之觸動控制下每人平均延滯時間增加比例圖 ...61 圖 30 上午尖峰時段不同最小綠燈時間對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人

平均延滯時間影響圖 ...64 圖 31 上午離峰時段不同最小綠燈時間對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人

平均延滯時間影響圖 ...65 圖 32 下午離峰時段不同最小綠燈時間對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人

平均延滯時間影響圖 ...66 圖 33 下午尖峰時段不同最小綠燈時間對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人

平均延滯時間影響圖 ...67 圖 34 下午離峰時段公車流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人平均

延滯時間影響圖 ...70 圖 35 下午尖峰時段公車流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小汽車每人平均

延滯時間影響圖 ...71 圖 36 公車相同時相小汽車流量增減在（A）下午離峰及（B）下午尖峰每人平均延

滯時間影響圖 ...74 圖 37 公車競爭時相小汽車流量增減在（A）下午離峰及（B）下午尖峰每人平均延

滯時間影響圖 ...75 圖 38 下午離峰時段公車相同時相行人流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小

汽車每人平均延滯時間影響圖 ...78 圖 39 下午離峰時段公車競爭時相行人流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小

汽車每人平均延滯時間影響圖 ...79 圖 40 下午尖峰時段公車相同時相行人流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小

汽車每人平均延滯時間影響圖 ...80 圖 41 下午尖峰時段公車競爭時相行人流量增減對（A）公車、（B）行人及（C）小

汽車每人平均延滯時間影響圖 ...81

第一章 緒論 第一節 研究背景

號誌化路口（Signalized Intersections）在都市交通中扮演著關鍵的角色，其運作 績效對該地域之通勤時間、經濟發展、城市競爭或是空氣污染…等影響甚遠。因此號 誌化路口的相關研究，一直以來都是交通工程學（Traffic Engineering）著重的重點項 目。

然而在所謂交通三要素：人、車及路中的「人」，向來卻是交通工程學中最不被 重視的一環。慶幸的是，近年來由於人們對生命價值的重視，以及要求用路人素質的 提升，使得臺灣在交通工程上所追求的目標與發展過程由最初的「追求效率」，一路 經由「追求安全」、「追求環保」及「追求人性」，到了現今社會所要求的「人本交通」，

得開始重視「人」的需求，尤其以弱勢用路人（Vulnerable Road User）為主，在號誌 化路口中對於行的需求與安全。

據統計，2008 年 1 月至同年 10 月臺北市 A1 類交通事故死亡總計 56 人，其中 65 歲以上年長者，占所有行人交通事故死亡者之 80

%

，

，

，並較前一年（2007 年）年 65 歲以上年長者行人交通事故死亡者占 50 之數據 有增加之現象；探究事故發生

原因，臺北市政府交通局認為， 穿越路口應考量所需穿越時

間及行人號誌顯示剩餘秒數再行穿越。另 2008 年臺中縣內行人傷亡事故總計 880 件，其中年齡分布於 71 歲至 85 24 最高，而行人事故發生 於路口者占 23 。由上述統計資料可知，改善弱勢用路人於路口中對於行的需求與 安全，是刻不容緩的課題。

此外，在全球暖化效應與都市交通問題的衝擊之下，提倡使用大眾運輸系統，是 各國現正努力的目標。不過由於大眾運輸系統所提供的可及性（Accessibility）與可 靠度（Reliability）皆不及私人運具，往往造成大眾運輸其客源流失。有鑑於此，各 大都會區紛紛興建捷運系統以增加可及性；另為使公車系統之可靠度提升，交通管理 單位採取公車專用道（Bus Exclusive Lane），甚至配合公車優先通行號誌等手段來改 善。李文騫等人（2007）整理各國經驗證實，公車優先通行號誌有助於減少公車系統 之延誤進而提升其可靠度；而正積極推動智慧型運輸系統（Intelligent Transport System, ITS）的我國，公車優先通行號誌亦是重點發展項目之一。

%

因年長者步伐較為緩慢 外，

歲間發生事故之比例占

%

%

第二節 研究動機

李永駿、張琪華與陳一昌（2004）針對高齡行人適用智慧型運輸系統技術提出發 展策略，提及中期（2006 年至 2010 年）目標之一為「偵測式綠燈時間調整」，此技 術呼應了第一節所提之臺北市政府交通局之建議。由於高齡者有行動緩慢因而感受行 人綠燈時間不足之情形，因此得藉由感測器偵測行人穿越道上是否有行人通行，藉以 調整適當時制（Timing），確保行人穿越道與號誌化路口之安全。惟獨立號誌化路口 在一號誌週期（Cycle）下，當為了保護弱勢用路人其「行」的需求與安全，採取偵 測式綠燈時間調整，與為了提升公車系統之可靠度採取的優先通行號誌一同出現時，

孰輕孰重？又是否會對一般車流造成嚴重之延滯？這樣的問題，將值得深入研究探 討。

第三節 研究目的

承如第二節研究動機所述，本研究將考慮弱勢用路人穿越路口安全與公車優先通 行的同時，亦應同時考量號誌化路口之服務水準（Level of Service, LOS）。否則，將 增加一般通過路口車輛的旅行時間，反而形成另一種不公平的現象。依此，研究之目 的可歸納如下。

1. 回顧評估獨立號誌化路口之績效指標。

2. 回顧並探討特殊優先權之號誌控制策略。

3. 擬定同時考量「弱勢用路人保護」與「公車優先通行」之觸動號誌邏輯。

4. 分析獨立號誌化路口設置「弱勢用路人保護」與「公車優先通行」號誌條件與建 議。

第四節 研究範圍及限制

研究號誌化路口相關課題時，其影響因子種類繁多且範圍甚廣。而為使研究成果 更能符合研究目的之要求，將本研究之範圍限制如下：

1. 本研究欲探討的號誌邏輯係針對獨立路口所設計，多路口所產生的連鎖影響不在 研究範圍內。

2. 所謂弱勢用路人係指在道路上移動時，速度較慢或防護設施不充分，需為自身安

全主動避讓其他運具的用路人，當發生交通事故時，可能受到更大的傷害。相較 於有車廂保護的汽車而言，無車廂保護的行人、非機動車（如腳踏車）及機車使 用者即為弱勢用路人。本研究進一步將所探討的弱勢用路人範圍限定在行人上，

以提供其安全穿越獨立號誌化路口為目的。

3. 配合號誌邏輯設計之目的，本研究在弱勢用路人安全保護方面，係假設相同路權 下，行人擁有絕對通行權，且車輛與行人均遵守交通號誌之運行，意即行人的「安 全指標」之評估不在本研究範圍內。

4. 本研究所探究之公車優先通行號誌部分，係限制公車行駛於公車專用道上，而行 駛於一般車道上之大客車，並不享有優先通行之權利。

5. 研究過程中，將調查實際現況進行分析。但囿於人力、儀器及經費的限制下，人 工調查的方式無法將整體路口之相關資料完全蒐集（如每公車停車服務時間），因 此在參數的選擇或建構上，預期無法全數滿足。

第五節 研究內容及方法

一、研究內容

本研究內容包含文獻回顧、邏輯設計、現況調查、驗證分析，以及結論建議，以 下茲就各項內容作概略說明，其流程如圖 1。

（一）文獻回顧

針對號誌化路口的研究歷史已久，相關的文獻資料豐富。為有助於研究方向的正 確，首先將分別回顧「弱勢用路人安全保護」與「公車優先通行」的績效評估指標，

以做為驗證分析之準則。此外，號誌時制的控制策略是影響運作績效的要素之一，故 亦將號誌時制的控制策略進行回顧，尤其以特殊優先權的控制策略最為重要。

（二）邏輯設計

邏輯設計乃本研究重點。邏輯的設計除了必須包含「弱勢用路人安全保護」與「公 車優先通行」的控制功能之外，尚須考慮時制設計的基本要素，如週期、時相（Phase）， 及時段（Interval）…等，方能使號誌邏輯更加周延完善。

（三）現況調查

為了解本研究設計之號誌邏輯是否可行，將藉由現有路口資料做為基礎，進行邏 輯的驗證分析，以達研究之目的。因此，現況調查及分析在研究的過程中，是不可或 缺的一環。

（四）驗證分析

本研究所建構的號誌邏輯，透過所選定之研究方法進行驗證分析。其所得到之結 果係關係模式是否得以接受，以及做為爾後研究之重要參考依據。

（五）結論建議

針對上述的研究內容匯整本研究之結論，並提出後續研究之建議。

圖1 研究流程圖

二、研究方法

研 究 號 誌 化 路 口 相 關 課 題 ， 常 用 的 研 究 方 法 有 數 學 分 析 （ Mathematical Analysis）、時地操作（Field Observation）及軟體模擬（Software Simulation）等三類，

其說明如下。

（一）數學分析

數學分析法乃透過靜態數學模式，針對所蒐集之數據進行學理的探討，或依研究 目的提出各項假設，以數學規劃等方法推導出符合研究之最適結果，如美國公路容量 手冊（Highway Capacity Manual, HCM）之延滯計算公式。

（二）實地操作

逕自於研究對象之交叉口進行相關之觀察分析或實驗控制，如號誌化路口車輛停 等延滯調查，或執行研究之控制策略。

（三）軟體模擬

透過車流模擬軟體進行模擬分析。藉由輸入各種不同的車流轉向量、行人流量、

號誌週期或路口幾何…等情境的操作運行，觀察其輸出結果，得以呈現部分真實情 況，如 VISSIM、MITSIM 或 TSIS CORSIM…等車流模擬軟體。

上述三種研究號誌化路口之方法，又可依所需金費、時間消耗、重複應用性、研 究真實度及結果一般化等五個層面，來分析本研究之適合程度，詳如表 1 之說明；而 本研究將選定以軟體模擬之方法，進行弱勢用路人安全保護與公車優先號誌設計之研 究。

表 1

號誌化路口研究方法比較表

數學分析 實地操作 軟體模擬

所需金費 低 中 高

時間消耗 適中 高 低

重複應用性 高 低 適中

研究真實度 低 高 適中

結果一般化 高 低 適中

說明

本研究對於弱勢用路 人保護與公車優先通 行之號誌邏輯有多項 假設，依現有數學模 式分析無法完全適用

號誌邏輯設計，不容 許實驗設計階段即於 實地進行，以避免造 成對於該地域之衝擊

車流模擬軟體可依不 同的假設條件而產出 不同的結果，可隨時 調整，較可滿足本研 究之需求

第二章 文獻回顧

評 估 號 誌 化 路 口 服 務 水 準 之 績 效 指 標 甚 多 ， 常 見 的 如 流 量 ／ 容 量 比 （

v c

如交通號誌時制設計的效率與效果，延滯時間已成為一種重要之衡量指標，倘若對各 交叉路口發生延滯的原因，不能夠有充分和具體之了解，或引用不當之延滯數據，則 對改善交叉路口的規劃工作可能產生不良影響。

因此，本研究將採延滯時間做為獨立號誌化路口之績效指標，以下茲就「行人」

與「車輛」之延滯模式做回顧整理。

表 2

號誌化路口相關文獻其評估指標表

著者姓名 年份 文獻名稱 評估指標

林俊良 2004 號誌化交叉路口機車延滯公式之研究 延滯時間 林蔚明 2004 路口延滯下路徑演算法之研究 延滯時間 周義華 2000 公車專用道服務水準與服務流量之研究 延滯時間 許添本 2009 98 年交通改善措施微觀車流模擬成效評估案 旅行時間 陳韻竹 2005 號誌路口車輛行進軌跡之模化與延滯時間之比較 延滯時間 黃厚淳 2004 設置行人專用時相對車輛與行人延滯影響之研究 延滯時間

第一節 延滯模式

一、延滯定義與種類

延滯係指單一車輛或群體車流於道路行駛時，受到某些特定因素的干擾，導致其 旅行時間（Travel Time）增加，而這些特定的因素，如個別車輛間的干擾，或是交通 號誌（Signal）或標誌（Sign）等管制設施所影響。而延滯依其產生原因可分為以下 五種，並可用圖 2 解釋之。

1. 停等延滯（Stopped-Time Delay）：車輛於行駛途中，因某些特定因素的干擾而必 須完全停止所產生的延滯，稱為停等延滯，如交通管制設施或交通事故…等。

2. 臨近路段延滯（Approach Delay）：臨近路段延滯包含了車輛於路口的停等延滯，

另外因車輛轉向所產生的減速與加速行為的時間，亦屬臨近路段延滯時間。

3. 等候車隊延滯（Time-In-Queue Delay）：車輛加入等候於停止線後之車隊，至其駛 離停止線所造成的延滯，稱為等候車隊延滯。

4. 旅行時間延滯（Travel Time Delay）：為通過某一路段，車流所實際花費的時間，

與同一路段在不受任何干擾下，平均行駛時間之差。這類的延滯包含了停等延滯，

與車輛操控自然的加、減速時間，因此亦稱為總延滯（Total Delay）。

5. 控制延滯（Control Delay）：在路口，因交通號誌的管制使得車輛必須停等所耗費 的時間，此與現有交通流量與車輛之間的干擾並無關係。

資料來源：2001 年臺灣地區公路容量手冊（2007 修訂版），行政院交通部運輸研究所，

2007，頁 33。

圖2 延滯類型定義圖

此外，在分析延滯模式時，需考量其構成的要素為何，常見的有以下三種：

1. 均一延滯（Uniform Delay）：此假設為車輛均勻的抵達路口。

2. 隨機延滯（Random Delay）：車輛到達路口的型態為隨機模式。

3. 過飽和延滯（Overflow Delay）：車輛抵達路口時，至少須等一個號誌週期始能繼 續前進。

二、行人延滯模式

（一）Pretty（1979）

 

 

 

1

75 2 .

2 0 ^P

P p P

P P

P

PE L G

L P G P

L L P

G L

TD P  





 



（2.1）

式中，

TD



ped  s h

1

P



ped h

行人有效綠燈通行時間，秒（ ）

穿越二街道之單位小時行人流量，行人／小時（

L

^{ s}

G

 s

2

P

 ped h

此模式假設行人為均勻抵達路口，並實施行人專用時相（Pedestrian Exclusive Phase）之控制策略。

（二）Dunn and Pretty（1984）

 

 15 

2

10



 

P P

P

G

AD G

（2.2.1）

 

 20 

2

15



 

P P

P

G

AD G

（2.2.2）

式中，

每人平均延滯，秒／人（

AD

 s ped

行人有效綠燈通行時間，秒（ ）

該模式乃假設行人為均勻抵達路口，且遵守交通號誌之運作，其係以道路寬做為 發展基礎，式（2.2.1）為當道路寬是 7.5 公尺（約為二車道）時之延滯模式；式（2.2.2）

則為當道路寬是 15 公尺（約為四車道）時之延滯模式。

G

 s

（三）Virkler（1998）

 

 

L A G

AD_P L ^P 2

69 . 0 ²



 

（2.3）

式中，

AD



s ped



行人有效綠燈通行時間，秒（ ）

s

G

 s

A



該模式為調查澳洲布里斯本（Brisbane）18 個號誌化路口之行人延滯時間，所發 展出的行人延滯模式。

（四）Highway Capacity Manual（2000）

s

 

L G AD_P L ^P

2

 2



（2.4）

式中，

每人平均延滯，秒／人（

AD

 s ped

號誌週期長度，秒（ ）

行人有效綠燈通行時間，秒（ ）

其基本假設亦為行人呈均勻抵達路口型態，且遵循交通號誌之管制。

（五）黃厚淳（2004）

L

 s

G

 s

P VT

P

V V

AD  5 . 099  0 . 459  0 . 392

（2.5.1）

 

L G AD_PE L ^P

2 521 .

0 ²

 

（2.5.2）

式中，

AD



s ped

_

veh

V



AD



s ped



行人有效綠燈通行時間，秒（ ）

以實際調查資料為基礎，建構之行人延滯模式。其校估結果與美國 2000 年版公 路容量手冊之延滯模式差異不大。不過該模式無法反應轉向交通量與行人穿越量之衝 突與延滯的關係。因此，另外以四個路口之調查資料為依據，利用複迴歸分析方法構 建實證式的行人延滯模式。

三、車輛延滯模式

（一）Webster（1958）

s

G

 s

 

 

    

 

 





V V

V V

V V

V V V

V

C V V

L C

V V

C V C

V L G

L G AD L

5 3 2

1

2 2

2

65 . 1 0

2 1

1 5 .

0 ^



 



 



 



 

 



 

 

 

   

 

 





 



 

C V V

C V L

G L G L

V V

v V

V

1 2 1

1 5 . 9 0 . 0

2

（2.6）

式中，

每車平均延滯，秒／輛（

ADV

_ s veh

號誌週期長度，秒（ ）

車輛有效綠燈通行時間，秒（ ） 車輛到達流率，輛／小時（

L

 s

GV

 s

VV

_ veh h

臨近路段容量，輛／小時（

C  veh h

早期最被廣泛討論的，即是 Webster 以電腦模擬而得的延滯公式。其假設車流抵 達為波桑分配（Poisson Distribution），式中第一項為號誌的週期性延滯呈均一延滯；

第二項為隨機延滯項，用以調整車輛隨機抵達之型態；第三項則為經驗調整部分，使 均一延滯與隨機延滯的總和，更能符合實際的延滯值。不過，式中之流量／容量比其 最大值僅接受到 1，若該值大於 1 則會產生負延滯值，主要原因是其假設模擬環境為 穩態，但這與實際情況不符。另外，第三項調整延滯約為總延滯的 5 ～15 ，故一 般多採用 0.9 之值。

% %

（二）Highway Capacity Manual（1985）

 

 

    





 



  



 



 

 



 



 

 

 



 



 

C C V C

V C

V C V C

V L G

L L G

AD

V V

V V

1 16 1

1 173 38 1 . 0

2 2

2 2

（2.7）

式中，

ADV

_

s veh



車輛有效綠燈通行時間，秒（ ） 車輛到達流率，輛／小時（

s

GV

_ s

VV

 veh h

臨近路段容量，輛／小時（

C  veh h

美國 1985 年版公路容量手冊所採用的延滯模式，係透過實證基礎而來，產生於 車輛的隨機到達與設計不良的時制計劃。因此求得該延滯值，即可看出不良的時制計 劃對車輛延滯的影響程度。

模式中，第一項為計算均一延滯用，意即當車輛到達型態成均勻分布時，則會產 生此延滯；第二項為計算漸增延滯（Incremental Delay）。此模式乃估算個別車輛的平 均停等延滯，路口延滯較停等延滯高出 30 ，流量／容量比值大於 1.2 時則不適用 本模式。

（三）Highway Capacity Manual（1994）與臺灣地區公路容量手冊（2001）

%

 

 

       





 



  



 



 

 



 



 

 

 



 



 

C C V C

V C

V C V C

V Min L G

L G PF L

AD

V V

V V

1 16 1

1 173 , 1

1 38 .

0

（2.8）

式中，

ADV

_

s veh



L



s

GV



s





Min _V

_

VV



veh h

C  veh h

美國 1994 年版公路容量手冊，與 2001 年臺灣地區公路容量手冊，皆採用此延滯 模式評估獨立號誌化路口之績效。此模式之基本假設仍為車輛呈均勻型態抵達，因此 式中第一項為均一延滯，並選定適合其路口狀態的調整因子，以做為調整此路口實際 停等延滯值之「乘數」；第二項則為漸增延滯。

（四）Highway Capacity Manual（2000）

3 2

1

D D

PFD

AD

  

（2.9）

其中，

 

      _ ^{ }

 





 

1 , 1

1

1

2

C V Min L G

L G D L

V V

V

（2.9.1）

 

 





 



  



 



 

 



 



 

 CT

C V KU C

V C

T V

D

8

1 1

900

2 2

（2.9.2）

 

 

 

CT

TP C

V Min TP CT

D

2

, 1

3

1800



 

（2.9.3）

式中，

ADV

_

s veh



D



s veh

D



s veh

初始延滯值，秒／輛（

D3

 s veh

號誌週期長度，秒（ ）

車輛有效綠燈通行時間，秒（ ）

L

 s

GV

_ s





Min _V





車輛到達流率，輛／小時（

s

VV

 veh h

臨近路段容量，輛／小時（

C  veh h

K



美國 2000 年版公路容量手冊改用控制延滯做為評估獨立路口之績效指標，式中 第一項仍假設車輛呈均勻抵達型態而產生的均一延滯；第二項為考慮隨機抵達所產生 的漸增延滯；第三項則為因初始等候所造成之延滯。

（五）臺灣地區公路容量手冊（2007）

5 .

 0 K

U 

TPV

_ veh

V i

V

TP

M AD _ T 

（2.10）

式中，

每車平均延滯，秒／輛（

ADV

 s veh

T



單一分析時段通過車輛數，輛（ ） 調查時段總通過車輛數，輛（ ）

s

Mi

_ veh

TPV

 veh

此模式為藉由實際號誌化路口車輛停等延滯調查而來。其建議若欲採用此模式估 算每車平均延滯，則於調查時為減少誤差，必須從某一週期紅燈始亮至數週期後紅燈 亮起止。

第二節 控制策略

號誌化路口其號誌時制控制策略，乃是影響延滯時間的重要關鍵。以下將依「控 制種類」、「時相設計」及「優先策略」等做回顧整理。

一、控制種類

號誌化路口除可分獨立控制（Isolated Control）與連鎖控制（Coordinated Control）

外，若依該路口之控制需要，又可分為以下三類：

（一）定時制控制（Pre-Timed Control）

藉由方程式（Formula）、數學規劃（Mathematical Programming）、搜尋程序（Search Procedure）或模擬（Simulation）等方法求得一號誌時制計劃，並用其控制不同時間 內之車流，故在一天當中可能有數組時制計劃用於同一號誌化路口，惟在時制計劃轉 換時，可能造成短時間內的車流不順暢。在求算號誌時制計劃時，通常需考量週期、

時相（Phase）及時相順序等設計項目（Timing Element）。

（二）觸動化控制（Traffic-Actuated Control）

觸動控制係透過車輛或行人偵測器取得資料，以決定在一號誌週期內可增加綠燈 時段之時相，然觸動控制又可分為半觸動控制（Semi-Actuated Control），與全觸動控 制（Fully-Actuated Control）兩種。由於觸動號誌控制比起定時號誌控制更能反應實 際路況，因此若觸動控制設計得當，將比定時控制更有效率，如圖 3 所示。

（三）適應性控制（Adaptive Control）

適應性控制係比觸動化控制更能偵測計算出該地域當時的交通狀況，適時的調整 號誌時制內容，以達更有效率之目標。惟資料的蒐集與處理，往往無法即時反應於號 誌化路口中。

資料來源：2001 年臺灣地區公路容量手冊，行政院交通部運輸研究所，2001，頁 8。

圖3 觸動與定時控制相對效益示意圖

二、時相設計

時相係指一號誌週期內所有以通行與禁行燈號為一組的所有變換可能，一般而言 一號誌化路口其號誌時制之時相數介於 2 至 8 個之間，但號誌控制設計原則之一則是 盡量減少時相數。然依據 2008 年修訂之我「道路交通標誌標線號誌設置規則」第 230 條，對號誌時制之時相數有如下規定。

有下列情形之一者，可使用二時相：

1. 設置於三叉路口者。

2. 設置於左轉車輛不多之四叉路口者。

3. 設置於無行人專用時相之四叉路口者。

4. 設置於有行人專用號誌非交叉路口者。

有下列情形之一者，可使用三時相或四時相：

1. 設置於五叉路口者。

2. 設置於左轉車輛特多之四叉路口者，但該路口宜有左轉專用設施配合。

3. 設置於行人特多需使用行人專用時相之交叉路口者。

設置於道路錯綜與交通繁複之交叉路口者，視需要可使用五時相以上號誌，並得 是交通情況將不必要之時相予以跳越。行車管制號誌設置於左轉車輛較多，且二向交 通流量懸殊之交叉路口者，得使用綠燈早開（Leading）或綠燈遲閉（Lagging）方式 處理。

三、優先策略

公車優先通行的控制策略可依其優先程度，及訊號回傳等兩大類。就優先程度而 言，包含有絕對優先（Unconditional Priority）與條件優先（Conditional Priority）；而 就訊息回傳部分，可分為消極式優先（Passive Priority）、積極式優先（Active Priority）

及輔助式優先（Helping Priority），以下茲就上述內容做一簡單介紹。

（一）依優先程度區分

1. 絕對優先

不考慮其他車種車流所產生之延滯與號誌系統連鎖的情況下，允許公車絕對優先 通過路口。此控制策略嚴重影響路口績效，因此一般僅適用於緊急車輛。

2. 條件優先

評估路口績效後，在不影響路口總運作績效的情況下，得讓公車優先通過，或當 公車產生延誤時，允許其優先通過。

（二）依訊號回傳區分

1. 消極式優先

透過所蒐集的公車運行資料，經整理分析後用以預測公車優先通行的需求，由事 前建立控制策略。消極式優先常用的控制策略有以下六種：

（1）降低號誌週期時間。

（2）提供公車綠燈時間。

（3）連鎖以供公車續進。

（4）以時相設計助於公車移動。

（5）配合公車車輛來調整號誌週期。

（6）二時相以上的號誌，可將公車號誌時相的綠燈時間分割成兩部分，減少公車 的等候時間，且不增加其他用路人的延滯。

2. 積極式優先

主要採用即時的觸動號誌控制策略，透過偵測器取得公車到達或離開資訊，即時 判定優先號誌控制方式。其策略有三種：

（1）延長綠燈時間（Green Extension）：公車於路口號誌顯示綠燈時觸動偵測器，

但控制系統預測到達停止線時燈號將轉為紅燈，此時就延長公車行進方向上

圖 4 所示。

資料來源：考慮公車車隊之公車優先號誌模擬分析，鄭雄飛，2000，國立臺灣大學碩 士論文，頁 10。

圖4 延長綠燈時間之時空圖

（2）切斷紅燈時間（Red Truncation），或稱提早綠燈時間：公車抵達路口時為紅 燈，為了減少因號誌產生的延滯，當衝突時相經過最小綠燈時間後，立即進 行燈號轉換，提前開啟公車行進方向之綠燈燈號，其時空圖如圖 5 所示。

資料來源：考慮公車車隊之公車優先號誌模擬分析，鄭雄飛，2000，國立臺灣大學碩 士論文，頁 11。

圖5 切斷紅燈時間之時空圖

（3）插入綠燈時間（Green Infix）：當系統偵測公車到達路口時前方為衝突時相，

為減少因號誌產生的延滯，控制系統於現有紅燈時間插入一小段綠燈時間，

以利公車通過，其時空圖如圖 6 所示。

資料來源：考慮公車車隊之公車優先號誌模擬分析，鄭雄飛，2000，國立臺灣大學碩 士論文，頁 11。

圖6 插入綠燈時間之時空圖

3. 輔助式優先

補償綠燈法（Compensation）：本週期因實施公車優先號誌控制策略，於下個週 期時將加以修正，通常是給予競爭時相道路最大綠燈時間。而有效的補償不僅包含償 還所損失的綠燈時間，並且得拒絕再接受優先通行時相給下個週期抵達的公車。

第三節 模擬軟體

美國聯邦公路總署（Federal Highway Administration, FHWA）於 1983 年出版之《交 控設施手冊（Traffic Control Devices Handbook）》即提供獨立路口時制計劃計算方法，

另外 1985 年版美國公路容量手冊建立一套完整號化路口分析方法與架構，此後便成 為各時制設計軟體主要之理論架構來源。本節即針對目前發展應用較廣的時制設計軟 體做回顧，以利本研究模擬軟體之選用。

一、TSIS CORSIM

（一）發展背景

CORSIM（Corridor-Microscopic Simulation Program）為美國聯邦公路總署與佛羅 里達大學（University of Florida）所研發及推廣之軟體，在美國的使用已逾 30 年，應 用範圍廣泛。

（二）模擬架構

CORSIM 整合高速公路模擬模式（FRESIM）及市區街道模擬模式（NETSIM）

兩套模式，將整個路網依需求分割為幾個副路網，各副路網間以介面點與路段相連結。

（三）功能特性

1. 可轉換運輸規劃式中的 O-D 旅次表來進行交通量指派。

2. CORSIM 可運作定時號誌和觸動號誌，以及匝道儀控或交通控制系統測試等智慧 型運輸系統相關應用，並具有複雜演算法，可模擬過飽和狀況及交通事故功能。

3. 模擬範疇可包含高速公路及一般道路。

（四）模擬限制

依據 CORSIM 相關研究（L. E. Owen, Y. Zhang, L. Rao and G. McHale, 2000）指 出，CORSIM 無法模擬二車道左轉專用道、圓環、優先號誌，及輕軌，且無機車車種，

需以替代方式模擬，此表示難以反應臺灣常見之汽機車混合車流。

二、VISSIM

（一）發展背景

VISSIM 為一微觀、定時掃描及駕駛行為基礎之模擬模式，用於模擬交通狀況與 大眾運輸之營運，由德國卡斯魯爾大學（University of Karlsruhe）與德國 PTV 交通顧 問公司（PTV System Software and Consulting GmBH）共同發展而成。

（二）模擬架構

模擬系統本身包括了交通模擬模式及號誌控制模式。交通車流模式（主程式）包 含跟車行為邏輯與變換車道邏輯，號誌控制模式（副程式）則根據每秒蒐集之偵測器 資料決定目前的號誌控制，而後將號誌資料值傳送回交通模擬模式。系統將兩模式互 動運作結果之交通狀況及號誌顯示狀況，即時展示於螢幕上，同時在離線上產生旅行 時間及等候長度等統計資料之輸出檔案。

（三）功能特性

1. 具圖形使用者介面，允許使用在現有的交叉路口、交流道及道路配置的基本圖加 入交通或號誌的資料。

2. 以座標為單位，因此可以模擬出車輛在同一車道內並行行為。

3. 車輛會根據與前車或鄰車之間距，適當反應於速度與停等行為。

4. 可模擬行人及機車真實行為。

5. 可針對主次要幹道與各轉向車輛間設定路權高低，以反應車輛停讓行為。

6. 開放多項參數以供校正，較其他軟體有彈性。

7. 與 SYNCHRO 及巨觀運輸規劃軟體 VISUM 可互相連結。

（四）模擬限制

VISSIM 因模擬細緻，需輸入較細的背景資料，電腦硬體設備的規格影響其運算 速度，因此其硬體需求較高。

三、PARAMICS

（一）發展背景

PARAMICS（Parallel Microscopic Simulation）於 1992 年由英國一群具有軟體工 程與交通工程的專業團隊所研發的模擬軟體，可應用在市區道路或高速公路，在市區 道路方面，可模擬各種路權管制及優先號誌功能，高速公路方面可配合匝道儀控及模 擬智慧型運輸系統相關管制措式。

（二）模擬架構

PARAMICS 可以直接由資料庫得到路網資訊，以進行修改，提高模擬效率，並 運用電腦平行運算的技術及軟體程式的高速執行，快速得到模擬結果，因此可模擬大 行路網；在臺灣地區，主要應用在高、快速道路路網模擬。

（三）功能特性

1. PARAMICS 包含有「OD 矩陣預測（Estimator）」、「汙染分析（Monitor）」、「方案 測式（Processor）」、「結果分析（Analyser）」、「模式擴充（Programmer）」、「3D 物 件繪製（Designer）」，以及「3D 視窗（Viewer）」等模組。

2. 具有重新找尋行進路線的能力。

3. 其跟車與變換車道模式，證實可在多數的真實交通世界使用，亦可在自由流及飽 和流的巨觀狀況下加以使用。

（四）模擬限制

現階段 PARAMICS 開放修改參數較少，因此需透過 API 的撰寫，加強模擬真實 度，以反應各種模擬情境結果；另外，其無法模擬機車行為，無法反應臺灣常見的混 合車流。

四、MITSIMLab

（一）發展背景

MITSIMLab （ Microscopic Traffic Simulation Lab ） 係 一 由 麻 省 理 工 學 院

（Massachusetts Institute of Technology）所自行開發的微觀車流模擬軟體，其非一般 套裝軟體，使用者可透過麻省理工學院免費取得程式碼自行編譯。

（二）模擬架構

MITSIMLab 針對動態交通管理系統進行分析與設計，其主要包含兩個部分：

1. 模擬替代路線及可變號誌、標誌的運行。

2. 微觀模擬路網上個別車輛的運行軌跡，與駕駛人路線決策及回應之交通控制。

（三）功能特性

1. 可依個別需求輸入要素，其中包含「參數設定」、「主要路徑」及「模擬資料」等 三種。

2. 模擬輸出有「感應器數據」、「績效指標」及「圖形使用者介面」等三種方式。

3. 路網大小及車輛數並無限制，端看使用者電腦硬體規格。

（四）模擬限制

MITSIMLab 不同於一般號誌時制設計軟體，其操作介面必須使用 Linux 作業系 統方能使用。

上述各款號誌時制設計軟體之特性比較，如表 3 所示。

表 3

號誌時制設計軟體之基本特性比較表

TSIS CORSIM VISSIM PARAMICS MITSIMLab

開發國家 美國 德國 英國 美國

版本 5.1 4.1 5.1 N／A

語言 英文 英文、法文

德文、簡體中文 英文 英文

販售金額 ＄500 €1,400 ＄25,000 Free

程式碼 無法取得 無法取得 無法取得 可取得

路網 無限制 999 個號誌路口 無限制 無限制 操作

介面 節點數

9,000 個，其中 NETSIM 及 FRESIM 兩子路網上限為 7,000 個

無限制 無限制 無限制

適用範圍 幹道、路網、獨立路口 幹道、路網、獨立路口 幹道、路網、獨立路口 幹道、路網、獨立路口 績效指標

流量／容量比、服務水準、

旅行時間、速度…等

旅行時間、速度、平均路段 延滯、空氣汙染、等候車 隊…等

空氣汙染、總延滯、流量／

容量比、服務水準、速度…

等

流量／容量比、佔有率、速 度、總延滯、旅行時間…等

輸出時制內容 週期、時比、時差、時相順 序

週期、時比、時差、時相順 序

週期、時比、時差、時相順

序 N／A

24

資料來源：交通控制模擬分析軟體之介紹與應用，陳文富，2006，95 年度交通工程人才培訓課程。

第四節 偵測技術

一、行人偵測

目前行人偵測的方法主要以影像處理辨識為主，其演算法大致上可以分成三大 類：

（一）分類法

首先將交通環境中可能的物體分為數類，如汽車、機車及行人等，再將各類物體 的特徵擷取並加以歸納分類。常用到的方法是類神經網路（Neural Network）將各類 物體特徵記憶在網路內的權重上；亦或用小波轉換（Wavelet Transform）來擷取各類 物體的特徵，再以分類技術（如樣板比對）將各類物體區分開來。

（二）比對法

透過建立一合理的行人模組，然後對一未知物體加以驗證是否具有該模組的特 徵，若有則判斷其為行人。

（三）特性法

行人行走時大多會有一定的節奏，意即腳步的擺動有其一定的頻率，利用節奏的 特性，可偵測出行人，此方法已應用於多篇文獻中。

二、公車的偵測

表 4

公車偵測技術回顧表

系統類別 感測技術 技術特性

環路線圈系統 Inductive Loops

透過埋設於鋪面下方之環路 線圈偵測器進行車輛偵測

系統歷史悠久且穩定 電子機械式：埋設金屬管，車

輛通過時金屬受壓而導電

車速超過 88 時準確度會 降低，且維修成本高

kph 抗壓橡膠式：以橡膠壓條取代

金屬管

128 以下之車輛均能準確 偵測，且維修成本低

kph 光學式：車輛通過時紅外線光

束被截斷而測得車輛

車速越高準確度越佳，其維護 成本低

壓力式系統 Treadles

壓電式：藉由壓力產生電流 車速低或高，皆能有高準確率

表 4（續）

系統類別 感測技術 技術特性

光束式系統 Light Beams

使用紅外線光束以測得車輛 之通過及車輛高度並加以分 類

對後掛拖車無法正確辨識，且 紅外線易因車窗而誤判 光柵式系統

Light Curtains

利用水平紅外線光束形成光 柵，以測得車輛通過

對後掛拖車無法正確辨識

掃描式系統 Scanning Devices

超音波式、紅外線式及雷射式 使用超音波會因天氣變化而 造成影響，但日本仍大量使用 超音波系統

影像式系統 Video Image Processing

利 用 攝 影 機 對 車 輛 進 行 攝 影，並建立資料庫以利比對辨 識

影像式系統可判別車內乘客 數

資料來源：商用運輸系統智慧化整體發展架構與推動策略之規劃，行政院交通部運輸 研究所，2002，頁 6。

第五節 小結

1. 經由延滯模式的回顧得知，不同延滯公式因所需考量的因素不同，所求得的數值 亦不同，顯然在評估獨立號誌化路口的時候，需統一評估準則，方能得到公平的 結果。

2. 另延滯模式所求得結果，可分為以車輛為單位，與以人為單位二種。然依本研究 討論對象有二之情況，應將單位統一處理，以求得客觀結果。

3. 特殊優先權的控制策略，仍應選擇對路口運作衝擊較小為之，避免造成對其他用 路人不公平的現象。

4. 回顧號誌時制設計軟體，了解目前常用之軟體多可符合本研究之需要，但針對所 需之特定績效指標，或延滯公式的使用，仍須考量其是否可供使用者修改。VISSIM 強大的行人模擬與公車優先功能，正滿足本研究所需。

第三章 號誌邏輯模式

號誌邏輯的設計主要考量控制策略、要素設計及邏輯判斷。控制策略除基本的號 誌控制方法外，亦包含弱勢用路人保護與公車優先通行之控制手段；而要素設計則說 明了影響號誌控制策略之基本參數；判斷邏輯則闡明是否啟動弱勢用路人保護或公車 優先通行的條件準則。另外，路口幾何分布攸關整體號誌邏輯的設計，因此依研究範 圍及限制，號誌邏輯乃針對以下三項條件所設計。

1. 為達弱勢用路人安全保護之目的，在相同路權下，弱勢用路人有絕對通行權，意 即號誌邏輯除公車優先外，弱勢用路人通行的需求亦要滿足，惟弱勢用路人與車 輛仍需遵守交通號誌之運行。

2. 承第一項條件所述，號誌邏輯以保護弱勢用路人為主要考量，故同一時相之弱勢 用路人通行號誌亮紅後，不再依車行號誌變化而有所改變。

3. 交叉路口型式以四叉路口為基準，且四個車行方向皆可有可無設置公車專用道，

而其車道配置則至少需滿足公車專用道之設置標準。

第一節 控制策略

一、號誌控制

本研究為了保護弱勢用路人穿越路口之安全，與公車能夠享有優先通行之權利，

是故必須針對此二者進行偵測動作，因此，透過車輛或行人偵測器取得資料，進而決 定在一號誌週期內可增加綠燈時段的觸動控制，是設計號誌邏輯的基礎。然而，觸動 控制又可分為半觸動控制與全觸動控制兩種，根據行政院交通部運輸研究所（1986）

出版之《交通號誌規劃手冊》指出，此兩種觸動控制的差別如下。

（一）半觸動控制

1. 偵測器設置於次要道路上，以主要幹道的綠燈能常態開放，當次要道路產生需求 時，才將主要幹道之綠燈時段關閉，讓次要道路上的車輛通行。

2. 主要幹道之綠燈時段有最小綠燈時間限制，而次要道路綠燈時段則有最大綠燈時 間限制。其考量是提供主要幹道每次綠燈時段中至少能通過若干車流；而次要道 路上車輛若無法在最大綠燈時段通過，則須停等讓主要幹道車輛優先通行。

3. 相較於次要道路有最大綠燈時間限制，主要幹道則沒有，其綠燈關閉的條件即為

偵測器測得次要道路有需求時，才得以進行。

4. 偵測器測得次要道路有需求時，必須經過一最短的時相轉換時間，方能始亮綠燈。

5. 次要道路上之車輛若無法於最大綠燈時段內全數消散，則必須等待主要幹道之綠 燈時段達最小綠燈時間後，始能進行時相轉換以繼續通行。

6. 各時相由綠燈轉換為紅燈時，均應經預先設定的黃燈顯現時段，以達清道之作用。

7. 如果半觸動控制為一組連鎖號誌系統的一部分，則必須配有同步裝置；任何未使 用之次要道路綠燈時段均應加於幹道綠燈時段內，而且主要幹道綠燈時段間應由 設立同步裝置之週期予以管制。

（二）全觸動控制

1. 全觸動控制係應用於交通流量波動甚大之獨立交叉口，其偵測器應設置在連接交 叉口的各臨近路段上。

2. 每一臨近路段之偵測器測得需求時，必須經過一最短的時相轉換時間，方能始亮 綠燈。

3. 每一時相之綠燈時段皆有最大綠燈時間的限制，只要一過此時間後綠燈將自行關 閉，並作時相轉換動作。

4. 各時相轉換間均有黃燈時段做為清道時間。

5. 每一方向均有記憶裝置，做為某方向車輛在最大綠燈時間限制內尚未完全通過，

而其它方向又無通行需求時，綠燈即可在度開放給具有需求的方向，供車輛繼續 通行。若其它方向有車輛感應時，則待其綠燈時段結束後再將通行權力轉移給該 方向車輛使用。

依兩種不同的觸動控制方式，本研究將採用全觸動控制做為基礎進行號制邏輯設 計。其原因在於第一章研究範圍及限制中所提，號制邏輯設計的其中一個對象─公 車，係指行駛於公車專用道上之大客車，然公車專用道之設置有其必要條件，其條件 見表 5 內容。又號制邏輯之設計乃須符合至少四個車行方向皆有公車專用道的環境，

想必該路口之交通流量波動甚大，故將採全觸動控制為設計基礎。

表 5

公車專用道設置條件表

考量層面 實施時間 設置條件

僅尖峰時段 尖峰小時公車流量達 50 輛（

veh

運輸需求面

全天候實施 尖峰小時公車流量達 75 輛（

veh

veh

僅尖峰時段 單行道上，至少須有三車道，或 雙向道上，雙向合計至少須四車道。

道路幾何面

全天候實施 單行道上，至少須有三車道，或 雙向道上，雙向合計至少須六車道。

二、保護及優先策略

根據文獻回顧，在號制控制方式以全觸動控制下，透過偵測器取得交通需求的積 極式策略，為本研究弱勢用路人保護與公車優先通行的策略基礎。屬積極式的延長綠 燈時間、切斷紅燈時間，及插入綠燈時間，應用於本研究號制邏輯設計的說明如下。

（一）延長綠燈時間

在弱勢用路人部分，延長綠燈時間乃確保弱勢用路人綠燈結束後，偵測器測得行 人穿越道上仍有行人存在，為使其能安全通過路口，不受競爭時相車流之干擾而實 施。但不同於一般車輛的是，當啟動延長綠燈時間的時機為該時相達最大綠燈時間 後，則行人燈號仍先進行轉換，延長綠燈的時間不顯示於號誌中，以確保未進入路口 之弱勢用路人不再前進，直到延長綠燈時間結束後，再行時相轉換之動作。

在公車部分，偵測器測得有公車行近路口，但號誌邏輯判斷原時相綠燈時段即 將結束，為能達到公車優先之目的，因此將採取延長綠燈時間之行為。而相較於行人 燈號在達最大綠燈時間後須先轉換為紅燈，公車則因確保能夠續進，綠燈燈號在延長 綠燈時間啟動後持續開放，直到延長綠燈時間結束後，將進行時相轉換之動作。

（二）切斷紅燈時間

切斷紅燈時間之策略僅適用於具有優先通行條件下之設計。若給予行人優先通 行，可能導致一般車流的延滯增加。而本研究之目的在於保護未完全通過路口之行 人。因此，不考慮給予行人優先通行權。所以在行人部分不考慮採用切斷紅燈時間策 略。

在公車部分，當公車抵達路口時為紅燈，為了減少因號誌產生的延滯，則在當競 爭時相達最小綠燈時間後，立即轉換時相，提前開啟公車行進方向之綠燈燈號。倘若 競爭時相亦有公車專用道之設施，則須加入競爭判斷以求公平。

（三）插入綠燈時間

選定全觸動控制為邏輯設計基礎的理由，乃因路口交通流量甚多，因此控制系統 在現有紅燈時段中插入一小段綠燈時間的策略，不論是弱勢用路人或公車，本研究皆 暫不考慮。

第二節 設計要素

本研究所探討的弱勢用路人安全保護與公車優先通行號誌，係透過偵測器取得相 關資訊為依據，在既有號誌時制下進行控制。是故，號誌邏輯所能提供弱勢用路人安 全保護與公車優先通行的範圍及控制時機，需配合既有號誌時制，並降低對一般車輛 的負面影響程度。而在本研究有關路口弱勢用路人安全保護與公車優先通行號誌的邏 輯控制要素，主要有以下三項：

一、最大綠燈時間（Maximum Green）

最大綠燈時間係用以控制號誌運作時，避免為保護弱勢用路人或優先通行，而使 綠燈時段過長，進而造成競爭時相的影響過大，並得考量用路人的忍受程度。惟最大 綠燈時段並未有學理公式可以求得，在交通部運輸研究所及李文騫、張智華…等之研 究皆以建議值為之。因此，在以固定週期為設計基礎的本研究，號誌邏輯控制參數之 最大綠燈時間，將以號誌時制計畫下各時相之綠燈長度，做為最大綠燈時間，意即因 保護行人或優先通行而產生的延長之綠燈時間，以一次為限。

二、最小綠燈時間（Minimum Green）

最小綠燈時間係指一時相進入綠燈時段後最少可得到的綠燈時間。其主要係考量 保護弱勢用路人時間與競爭時相車輛停等延滯時間過長的情況，綠燈時段必須有一最 短的限制。而最小綠燈時間應考慮行人起步延誤、行人穿越道長度、行人步行速率及 黃燈時間，其計算公式應用行政院交通部運輸研究所（1986）出版《交通號誌規劃手 冊》之：