工區替代路徑導引管制成效實務

交通部公路局中區養工分局/謝俊雄 分局長

交通部公路局中區養工分局/郭純鑑 交管中心主任

交通部公路局中區養工分局臺中工務段/陳俊彰 段長

春原營造公司/張東文土木技師

道勤交通工程顧問公司/黃宏仁 交通工程技師

一、前言

圖1說明台61線中彰大橋位於烏溪（大肚溪）出海口，聯絡北端台中市龍井區和南端彰化縣伸港鄉，是臺中市和彰化縣之間的重要橋梁。橋梁全長2,560 公尺，橋面總寬 22.6 公尺，雙向配置共4車道，第一代橋梁工程於民國84年7月竣工。歷經橋梁檢測作業，發現河道深潮區橋墩中央出現垂直裂縫及鋼筋腐蝕，於民國100年、104年，分別辦理緊急搶修及耐震補強工程，且依補強後狀況辦理全橋耐震評估，得其耐震及防洪能力不足，故110年賡續辦理「台61中彰大橋改善工程」，工期1,260天。[1]

圖 1 台61中彰大橋改善工程範圍

110年5月開工至112年元旦期間，工區車道配置為：南向1車道北向2車道，統計交維期間110年10月18日至111年10月18日內，事故計有58次；111年底後改成工區車道配置雙向各1車道後，統計111年10月19日至112年10月19日，事故次數大幅降為12次。然，車道數減少，意謂工區道路容量減少，為紓緩長假期期間返鄉和旅遊車潮，於工區形成之壅塞路況，本計畫提出具體因應策略說明如後。[2]

二、替代路徑導引策略

1952年Wardrop為路網指派任務之最適狀態提出「使用者均衡」[1][4]。意指：路網中，任一用路人無法借由改變路徑縮短旅行時間。例如：圖2 舉出，欲從起點O到迄點D共有二條路徑分別為Link1和Link2，旅行時間TT₁和TT₂；則當TT₁₌TT₂ 時，為使用者均衡。此外，理論上還有路網均衡一辭，意指路網中所有用路人旅行時間最小；但實務上較難即時量測，難以做為替代路徑即時導引之決策依據。故，本計畫於壅塞期間執行替代路徑導引任務之目標為「使用者均衡」。

圖3說明用路人行駛經台61中彰大橋北上路徑有2次變換路徑的決策點，分別為改下169K線西交流道或166K伸港流道經台17中彰大橋再轉回台61通往彰化、台中以北地區。

圖4說明用路人行駛經台61中彰大橋南下路徑有3次變換路徑的決策點，分別為改下150K清水交流道、154K梧棲流道或157K龍井流道經台17中彰大橋再轉回台61通往彰化、臺中以南地區。

圖3  台61中彰大橋北上車流替代路徑說明

圖4       台61中彰大橋南下車流替代路徑說明

上述改道指引任務意在交通繁忙期間，能導引長途用路人避開主線改走替代路徑。其中，短途意指起迄點皆在中彰投地區之旅次，而長途意指短途以外旅次。而在壅塞期間，導引目標在使替代路徑旅行時間與主線旅行時間相近，即趨近於使用者均衡。為達使用者均衡本計畫制訂導引策略之要領為勤整備、訂門檻、作觀察、下指令、頻檢討，分別說明如下：

  1.勤整備

圖5說明本計畫組織替代路徑導引行動成員，包括：公路局中區養護工程分局及臺中工務段、彰化工務段負責交管任務指揮和執行；施工廠商，春原營造負責交維設施佈設及工區救援任務待命；道勤工程顧問負責導引策略規劃和評估工作；交通警察維持現場車流秩序；媒體，包括Line社群簡訊、新聞稿、細胞簡訊、Facebook粉絲頁以及警廣即時路況報導。全員機動配合路況執行肩負任務。

圖6 說明本計畫於台61主線及替代路徑上各決策點佈設導引指示標誌，指引改道車流方向前進。 圖7 說明主線參考點上佈設標誌牌，提示用路人壅塞期間自參考點通過台61中彰大橋旅行時間，輔助用路人改導決策。此外，圖8 說明本計畫對台61橋下側車道進行號誌時制重整，戮力讓改道車流於改動動線上續進能有最少停等次數。圖9 說明龍井交流道預備於連續假期尖峰期間執行匝道儀控紓緩壅塞現象。

圖6  台61中彰大橋替代路徑導引牌面佈設 （部份）		圖 7  壅塞期間通過台61中彰大橋旅行 時間提示
圖8  台61橋下側車道號誌時制重整		圖9      龍井交流道

2.預宣導

 表1 說明本計畫參考往年春節路況，預料111年春節期間每日壅塞時間製成「塞車地雷時段預報表」供用路人參考。 圖10 說明每逢連假前夕與臺中市交通局、高速公路局中分局、警察局等平行單位協議，取得共識合作疏運工作。春節等長假期前透過Line、Facebook，警廣等各式媒介宣導用路人避開地雷時段上路。

圖10  與平行交管單位協調		圖11 多元宣導措施

3.訂門檻

圖12 說明計畫範圍內計有4座車輛偵測器（VD）。分析110年和111年整年VD收集之資料，得，編號台61線152K+350之VD曾量得最大流量為2,600（車/小時），考慮VD所處位置道數為2，則每車道最大流量為1,300（車/小時/車道）。

圖13 分析110年春節期間VD（編號：台61線152K+350）收集之15分鐘流率（車/小時），得當工區上游VD流率大於800（車/小時）時，流率可能瞬間陡升超過2,000（車/小時），又因為工區雙向各1車道，容量概為1,300（車/小時），壅塞形成。

此外，當工區上游VD流率小於300（車/小時）時，大部份時段路況處於離峰狀態。故當工區上游VD流率大於300小於800（車/小時）時，應當警戒隨時應變路況。

為避免單憑流量條件指派車流改走替代路線反而造成替代路線壅塞，本計畫使用式（1）輔助決策。當替代性小於0時，主線旅行時間小於替代路線，且值愈小改道意願愈低；當替代性大於0，主線旅行時間大於替代路線，且值愈大改道意願愈高；當替代性為0時，主線和替代路線旅行時間相等，這也是本計畫導引策略執行目標。

利用google api監測111年元旦假期主線和替代路線旅行時間，得替代性小於-0.3時，路況處理離峰狀態；替代性大於0.3時，路況處於壅塞狀態；替代性介於-0.3和0.3間，路況處於車多狀態。

綜上，表 2  據流量和旅行時間狀態製訂替代路徑導引任務劇本。例如，若預警值：工區上游VD回報15分鐘流率大於1300車/小時，且替代性大於0.3為行動時，查 REF _Ref158922950 \h  \* MERGEFORMAT 表 2可得當下應立即行動：CMS提示路況壅、於關卡3建議改道、龍井交流道執行匝道儀控、當壅塞車流等候線漫延至各關卡時，協請義交管制平面車道上匝道。

表2        替代路徑導引任務劇本

4.作觀察

圖14 說明本計畫應用動態網頁技術開發路況監控儀錶板，監控內容包括google 地圖路況、替代性、工區上游VD偵測數值，流率、速率時間趨勢，以及主線級替代路線旅行時間。這個儀錶板便於替代路徑導引任務群組成員於3天以上長假期一目了然地掌握路況並對照表 2 執行導引任務。 圖 15 說明除了監控儀錶板外，本計畫亦視天候狀況應用UAV轉播路況影像，確認執行策略成效和路況發展。

圖14     台61中彰大橋工區替代路徑 路況監控介面		圖 15     UAV觀測車流實況

5.下指令

圖16  說明本計畫開發網頁拍照機器人，每15分送一張圖 14 畫面到Line群組，供導引任務群組成員掌握路況動態並依表 2 劇本下達引導指令。各任務分組完成交付任務上傳照片供其他成員確認。

6.頻檢討

本計畫研提之替代路徑導引策略自民國112年元旦執行至今，歷經至少10個3天以上的長假期。每次收假後檢討實施成效，下次長假前夕針對前經驗不足之處提出精進作為。在策略整體架構不變下滾動式檢討執行細節，運行成效良好。

三、     執行成效

1.圖17分析112年和113年春節期間，第四天至第七天，執行本計畫研提之疏運措施下，替代性隨時間變化之趨勢。由圖可知，當春節期間交通尖峰時段，執行本計畫之引導策略可令主線旅行時間與替代路線旅行時間相近，並持續一段時間，長達4-7小時。此時，新出發的用路人難以透過改變路徑大幅節省旅行時間，亦即趨近於使用者均衡狀態，且二相互替代的道路，資源皆被充份使用。

2.此外，應用SUMO模擬台61橋下側車道號誌時制重整前後道路服務績效得：

南向車道路口延滯下降15%，路段車流速率提升18%；2.北向車道路口延滯下降15%，路段車流平均速率提升15%。

四、     結語

道路施工難免對過境車流產生影響。路徑導引任務旨在應用交通工程與管理手段紓緩交通尖峰期間路況壅塞程度，並充份使用有限的道路資源。本計畫應用科技緊跟路況動態，即時掌握路徑旅行時間和VD車流參數變化，對照導引策略劇本執行導引任務。歷經10次以上長假期間實戰經驗，都能在交通尖峰時段讓主線及替代路線長時間處於使用者均衡狀態。在均衡均狀態下，主線旅行時間和替代路線相近，亦即道路資源被充份利用，沒有人能透過變換行駛路線大幅節省旅行時間，有限的道路資源被完全利用。同時，這也顯示本計畫實施之導引策略平穩的紓緩尖峰時段車流壅塞程度。

參考文獻

1. 春原營造，「台 61 線中彰大橋改善工程服務建議書」，中華民國110年。

2. 公路局中分局，「110-112年歷次連假中彰大橋施工交通紓緩措施簡報」，中華民國112年。

3. J.-G. Wardrop, Some Theoretical Aspects of Road Traffic Research, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Part II, Vol. 1, No. 2, pp. 325-378 (1952).

4.   王慶瑞，「運輸規劃」，正揚出版社，中華民國88年。