台灣地區多車道郊區公路容量 及特性研究（三）

Presentation on theme: "台灣地區多車道郊區公路容量 及特性研究（三）"— Presentation transcript:

1 台灣地區多車道郊區公路容量 及特性研究（三）
中華民國運輸學會 台灣地區多車道郊區公路容量 及特性研究（三） 期末簡報 計畫主持人：曾平毅 教授 協同主持人：林豐博 教授

2 簡報大綱 ■分析對象 ■資料蒐集與分析 ■HTSS模式之微調及修定 ■服務水準之績效指標 ■容量分析方法 ■結論與建議

3 一、分析對象(Ch1) ■單獨號誌化路口 ■非阻斷性車流路段(第一期完成) ■有一系列號誌化路口之幹道

4 非阻斷性車流路段-1 號誌化影響區 1.低流量 ≈ 3 km 2.高流量 > 3 km Based on:
(1)自由速率與路口間距之關係 (2)離開路口之速率變化

5 非阻斷性車流路段-2 小車空間平均自由速率與速限及號誌化路口間距之關係

6 西濱快速公路及一般郊區多車道公路 一分鐘平均流率與速率之關係

7 非阻斷性車流路段-4 郊區多車道公路模擬之代表性流率與速率之關係

8 號誌化路口及幹道 第三期之 工作範圍及流程

9 二、資料蒐集與分析(Ch2) • 一般性車流特性 車種組成、車流及車種之車道分佈、 尖峰小時係數、車流之方向分佈 • 停等車疏解特性
• 路口之間旅行速率之變化 • 車輛延滯樣本

10 資料蒐集與分析項目 1.一般性車流特性 2.直行停等車疏解特性 3.無衝突左轉停等車疏解 4.無機車車道、保護時相中右轉停等車 之疏解
5.直行/右轉共用車道在保護時相中停等 車之疏解

11 資料蒐集與分析項目 6.停等區機車之疏解 7.衝突左轉停等車疏解特性 8.路口之間速率之變化 9.車輛延滯樣本及停等車隊長度樣本
註：藍色字體已於期中進行簡報，紅色字體 為尚未簡報部份，說明如下。

12 4.無機車車道、保護時相中右轉停等車 之疏解(桃園龜山)
4.無機車車道、保護時相中右轉停等車 之疏解(桃園龜山)

13 (2.10)

14 (2.12)

15 右轉車道之容量估計 cR = 無機車，保護右轉車道之容量(輛/小時) C = 週期長度（秒） G = 綠燈時段（秒） PT = 大車之比例
ER T = 右轉大車之右轉小車當量(2.15)。

16 5.直行/右轉共用車道在保護時相中停 等車之疏解
5.直行/右轉共用車道在保護時相中停 等車之疏解 共用車道在綠燈時段能正常使用車道以疏解之車數 其中， Fvm=

17 共用車道之容量估計 G = 綠燈時段（秒） α = 綠燈轉換疏解之小車數(建議：1.8) Fvm = 如前頁
α = 綠燈轉換疏解之小車數(建議：1.8) Fvm = 如前頁 β = 併行機車與其他疏解車輛之比值（可 能是在0及0.075之間，隨機車比例及 可用路肩寬而變）。

18 6.停等區機車之疏解 1.平均每部機車所佔之寬度大約1.08公尺 2.每部機車所佔之空間為1.93平方公尺

19 7.衝突左轉停等車疏解特性 1.路口空間之使用 忠義路有2左轉專用車道，其他地點有1左轉專用車道。

20 7.衝突左轉停等車疏解特性 2.先行左轉

21 7.衝突左轉停等車疏解特性 3.間距利用之行為 (1)忠義復、復興路南下及復興路北上左轉 車之臨界間距在4.2～4.6秒之間(對向
兩直行車道) (2)自強路及中山路之左轉車(對向一直行 車道)，臨界間距各為3.2秒及3.55秒。 (3)左轉小車之平均疏解車距隨地點之變化 相當的大，平均疏解車距在1.62秒及 2.55秒之間。機車平均疏解車距在1.09 秒到1.37秒之間。

22

23 7.衝突左轉停等車疏解特性 燈號轉換期間疏解車數： 停止線到路口中點27公尺：2.9輛 停止線到路口中點48公尺：5.5輛

24 9.車輛延滯樣本及停等車隊長度 1.資料蒐集開始瞬間已在點A及點B之間之車數及車種。 2.每15秒鐘從B點進入調查車道之車數及車種。
離開車道 進入車道 1.資料蒐集開始瞬間已在點A及點B之間之車數及車種。 2.每15秒鐘從B點進入調查車道之車數及車種。 3.每15秒鐘從停止線離開調查車道之車數及車種。 4.每15秒鐘從調查車道轉入其他車道之車數及車種。 5.每15秒鐘從其他車道轉入調查車道之車數及車種。

25 週期j之累積停等及疏解時間 數週期內之平均停等及疏解時間 累積車輛數 停等車數 疏解車數 時間 N0 N1 N2 Nm-1 Nm T0 T2
紅燈R 累積車輛數 停等車數 疏解車數 時間 綠燈G 週期j之累積停等及疏解時間 數週期內之平均停等及疏解時間

26 三、HTSS模式之微調及修定(ch3) 1.SES模式可用以估計號誌化路口及路段之容 量、車輛延滯、停等車隊長度及旅行速率。
模式(Highway Traffic Systems Simulation Model, 簡稱HTSS模式)。 3.微調及修定工作針對直行疏解、無衝突左轉 疏解，在號誌化路口下游速率之變化特性， 衝突左、右轉車流及車輛延滯之現場資料， 以進一步修改模擬模式。

27 三、HTSS模式之微調及修定(ch3) 本期計畫特別在第三章說明： 1.自由旅行加速率之模擬 2.跟車邏輯之基本假設
3.跟車加、減速率之模擬 4.大車最大加速率amax之模擬 5.無衝突右側車道停等車之疏解 6.平均停等及疏解時間/每週期平均最長停等 車隊長度

28 三、HTSS模式之微調及修定(ch3) 7.模擬之車流行為 直行車及無衝突疏解行為 專用道停等機車疏解率 大車之小車當量 車輛延滯
路口之間速率之變化

29 三、HTSS模式之微調及修定(ch3) 每週期平均最長停等車隊長度之模擬值與現場值比較

30 三、HTSS模式之微調及修定(ch3) 平均停等及疏解時間之模擬值與現場值比較

31 四、服務水準之績效指標 流量/容量比（v/c ratio） 車輛延滯(停等延滯、路段延滯、總延滯、控制延滯) 停等及疏解時間 停等車隊長度
旅行速率及密度

32 平均停等及疏解時間 為減少調查各種延滯工作可能遭遇的困難，平均停等及疏解時間可作為替代之績效指標。此指標之調查工作包括：
1.紀錄週期長度、綠燈時段、黃燈時段及全紅時段 2.每一紅燈開始瞬間，記錄已在停等車隊中之車數 。這些車輛包括在前週期尚未疏解完之停等車數 3.紅燈開始之後，每15秒紀錄累積在停等車隊中之 車數，直到車隊長度不再增加為止。 4.紅燈開始之後，記錄進入調查車道之車數。 5.在停止線蒐集停等車疏解數及相關疏解所需之時 間，以估計疏解率(輛/秒)。

33 週期j之累積停等及疏解時間 數週期內之平均停等及疏解時間 累積車輛數 停等車數 疏解車數 時間 N0 N1 N2 Nm-1 Nm T0 T2
紅燈R 累積車輛數 停等車數 疏解車數 時間 綠燈G 週期j之累積停等及疏解時間 數週期內之平均停等及疏解時間

34 平均停等延滯與平均停等及疏解時間

35 平均停等及疏解時間大約比平均停等延滯大10秒/車
建議之號誌化路口服務水準劃分標準 服務水準 平均停等及疏解時間 ( 秒 / 車 ) ， d A d  25 B 25 < d   40 40 < d  55 C 55 < d  70 D 70 < d  90 E F d > 90

36 績效指標之選擇 郊區多車道公路之分析對象包括個別號誌化路口、有一連串號誌化路口之幹道及路口之間非阻斷性車流路段 。 1.個別號誌化路口：平均停等及疏解時 間、平均每週期最長停等車隊長度。 2.幹道：平均旅行速率。 3.非阻斷性車流路段：流量/容量比。

37 幹道服務水準劃分標準 速限減掉平均旅行速率 服務水準 （公里 / 小時） A < 5 B 5 .1 ～ 10.0 C D E F
< 5 B 5 .1 ～ 10.0 C 10.0 ～ 15.0 D 15.1 ～ 20.0 E 20.1 ～ 25.0 F > 25.0

38 非阻斷性車流路段服務水準劃分標準

39 五、容量分析方法 ■緒論(略) ■分析對象(略) ■非阻斷性車流路段之分析 ■號誌化路口及幹道之容量分析

40 五、容量分析方法 ■非阻斷性車流路段之分析 1.車道之劃分 2.基本狀況之流率與速率關係 3.服務水準劃分標準 4.訂定需求流率及車種組成
5.空間平均自由速率之估計 6.估計基本狀況下之對等流率 7.評估服務水準

41 非阻斷性車流路段之分析 1.車道之劃分 2.基本狀況之流率與速率關係 • 快車道之車道寬為3.75公尺； • 快車道(不分內外車道)
• 混合車道 • 慢車道 2.基本狀況之流率與速率關係 • 快車道之車道寬為3.75公尺； • 橫向淨距在2.0公尺以上； • 快車道上只有小車，慢車道上只有機車 • 道路在平原區； • 道路為城際公路而且有中央分隔。

42 郊區多車道公路 基本狀況下小車流率與速率之關係

43 3.非阻斷性車流路段服務水準劃分標準

44 4.訂定需求流率及車種組成 尖峰15分鐘之需求流率 作業分析所用之Q 為現場調查之尖峰小時需求流率；規劃分析所用之Q為

45 5.空間平均自由速率之估計 空間平均自由速率 Vf = 空間平均自由速率； Vfs, Vfb, Vfm = 小車、大車、機車之個別空間
Pfs, Pfb, Pfm = 小車、大車、機車之比例。

46 估計平坦路段空間平均自由速率之模式

47 6.估計基本狀況下之對等流率 對等流率 f：其他因素 如所有的車輛須轉換成對等小車 如所有的車輛須轉換成對等機車 7.評估服務水準

48 五、容量分析方法 ■號誌化路口及幹道之容量分析 1.影響因素 • 號誌控制策略 2.容量估計方法 • 無衝突車流之車道
• 幾何設計及槽化 • 交通狀況及駕駛人行為 2.容量估計方法 • 無衝突車流之車道 • 衝突車流之車道 3.績效指標與服務水準 4.模擬分析

49 採用之容量估計方法 c = 車道容量(輛/小時)； C = 週期長度(秒)； Ngi = 特定狀況下，在第i個可用時相之綠燈時段中能
疏解之平均停等車輛數(輛/車道或輛/車道群)； Nyi = 特定狀況下，在第i個可用時相之燈號轉換時段中 能疏解之平均停等車輛數(輛/車道或輛/車道群)； n = 可用之時相數； f1, f2,…, fn = 各種不同調整因素。 (當量、安全島或護欄、坡度、公車、路旁停車)

50 綠燈時段可疏解車數之估計方式 直行 Nyi = 2.2 小車/車道 無衝突左轉 Nyi = 2.1小車/車道

51 綠燈時段可疏解車數之估計方式 無衝突右轉專用車道 無衝突直行/右轉共用車道 Nyi = 2.3 Nyi = 1.8
Note ：併行機車調整因素f6

52 號誌化路口服務水準劃分標準 蒐集現場資料並估計平均停等及疏解時間之程序 ，請參見第五章。 A B C D E F 服務水準

53 幹道之服務水準分析 蒐集現場資料並估計平均停等及疏解時間之程序 ，請參見第五章。 A B C D E F 服務水準
速限-平均旅行速率(公里/小時) A ≤ 5.0 B 5.1 ~ 10.0 C 10.1 ~ 15.0 D 15.1 ~ 20.0 E 20.1 ~ 25.0 F > 25.0 蒐集現場資料並估計平均停等及疏解時間之程序 ，請參見第五章。

54 六、結論與建議（結論） ■車流特性 1.直行、無衝突左轉及無衝突右轉之停等車 疏解型態與傳統之飽和疏解觀念大有出入
。綠燈開始之後，疏解率一直的持續上升 而不如傳統觀念所示會很快地達到一穩定 的飽和流率。因此，傳統估計號誌化路口 車道容量之方法不適用。修訂後之台灣公 路容量手冊第11章，根據每週期能在綠燈 時間及燈號轉換時間疏解之車輛數，以估 計容量。

55 六、結論與建議（結論） 2.直行車在綠燈期間內能疏解之車數，可根 據綠燈時段及車道寬來估計。無衝突左轉 在綠燈期間能疏解之車數，則可根據綠燈
時段及轉彎車道數來估計。在燈號轉換時 段內能疏解之車數在2.0～2.2之間。無衝 突右轉在綠燈內能疏解之車數是否會受到 除綠燈時段之外的因素影響尚未能確定。 直行及右轉共用車道之疏解率則深受車種 組成及行車方向之分布的影響。

56 六、結論與建議（結論） 3.衝突左轉之疏解率受先行左轉車數，利用 對向間距能疏解之車數及在燈號轉換期間 能疏解的車數影響。先行左轉車輛者大約
佔20%～75%(平均車數約1.2～1.9輛)。 臨界間距有隨對向直行車道數之增加而增 長之現象(一直行車道約3.2～3.5秒；二直 行車道，增加到4.2～4.6秒)。燈號轉換期 間能疏解之左轉車數隨停止線到路口中央 附近轉彎點之距離而變(27m時約2.9輛小 車；48m時大約可疏解5.5輛小車)。

57 六、結論與建議（結論） ■HTSS模式之修正 •非阻斷性車流路段之流率與速率關係 •號誌化路口之間混合車道之流率與速率關係
•無衝突直行、左轉、右轉、直行與右轉共用 車道之停等車之疏解特性 • 專用機車道之停等車疏解特性 • 號誌化路口之間速率變化特性 • 停等車在停止線上游15公尺範圍內滯留時間 • 號誌化路口平均每週期最長停等車隊長度 • 平均停等及疏解時間

58 六、結論與建議（結論） ■績效指標及服務水準之劃分 從應用價值及現場調查所需之工作的角 度而言，目前沒有理想的績效指標以評
估郊區公路之服務水準。 本計畫建議之績效指標如下： • 非阻斷性車流路段：需求流率/容量 • 號誌化路口：平均停等及疏解時間；每 週期平均最長停等車隊長度 • 幹道：平均旅行速率與速限差異

59 六、結論與建議（結論） ■容量分析方法 • 本報告第五章所建議之容量分析方法可 應用於非阻斷性車流路段、獨立號誌化 路口及幹道之分析。
• 非阻斷性車流路段之分析方法乃根據公 式及圖表；號誌化路口及幹道之分析則 須依賴HTSS模式。 第五章之內容將改寫成新修定Ch11之初稿 ，供運研所及各界檢視修正Ch11之基礎。

60 六、結論與建議（建議） 1.坡度路段之車流特性 1)不同車種在各種坡度及坡長組合狀況下速率變化 2.車種之車道分析 3.影響因素之重要性
2)容量最低之地點（稱為臨界點） 3)車種之車道分布 4)臨界點之流率與速率之關係。 2.車種之車道分析 3.影響因素之重要性 4.交通人員之訓練

61 台灣地區多車道郊區公路容量及特性研究(三)
期末簡報完畢 敬請指正