交通工程 - 車流理論應用(萬里隧道區測) - 機車

※ [本文轉錄自 Road 看板 #1aF0Fn8D ]

作者: Tudo11927 (土豆 thoo tau) 看板: Road
標題: [其他] 交通工程 - 車流理論應用
時間: Sun Apr 16 22:19:27 2023

https://imgur.com/C37VunB.jpg

基隆段前段長：「我們用速度管理的方式是為了讓各位用路人能更快速通過，不是為
了取締而取締」

：這人大概到死也不知道自由車速
：測速最好還能更快喔
：講什麼幹話
：搶錢啦！

乍看之下，張段長的這番發言令人十分困惑，限制車速和快速通過聽起來就自相矛盾
，但深究其中的「交通流理論」(Traffic flow theory)就能理解道理所在。

車流的特性包含了密度、流量和速度，而這三個特性之間彼此都能在圖表上看出其中
關聯。密度是指每公理的道路上有多少車輛，而流量則以每小時通過的車輛數計算，
有時會將大客貨車和機車乘上不同的當量係數，以換算大小車輛對交通不同的影響，
此時單位會是每小時PCU (Passenger Car Unit)

下面圖表將以實地數據舉例，也可驗證課本上的車流理論與實地情況相距不遠 [註1]

- 密度 vs 車速 https://imgur.com/5HFOeN7.jpg
密度越高，車速越低，大致呈現斜直線。其中密度為0時的車速就是該路段的自由
速率 (Free flow speed)，而車速為0的密度就是壅塞密度 (Jam density)。自由
速率和壅塞密度會隨著不同道路的特性和駕駛行為而有所改變，例如雪山隧道要求
車輛停等時依然保持20公尺最低間距，壅塞密度就會隨之下降。

- 密度 vs 流量 https://imgur.com/V1TTCnF.jpg
隨著車流密度提高，同樣時間能通過的車輛總數隨之增加，但因為車速隨著密度提
高而下降，因此在達到一個最大流量後，密度繼續增加只會使流量下降。

- 流量 vs 車速 https://imgur.com/Ibjlgq3.jpg
綜合上面兩個車流特性關係就能畫出流量和車速的關係圖，可看見流量一樣大致呈
現為橫向的U型曲線。曲線上半部隨著車速降低而增加流量的是自由車流，而下半
部車速越低流量越低的部分則是受迫車流。可以簡單理解為「車多」和「塞車」的
差別。而自由速率在這張圖表最左上，流量接近0的部分也可看出。

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那麼限速和測速與車流的關係又是如何呢？速限和執法設備可以讓整體車流以更接近
的速度行駛、降低不同車輛間的速差並減少不必要的加減速，進而輔助平衡車流密度
。而過大的速差容易造成道路使用效率下降，進而產生壅塞和增加事故機率。

https://imgur.com/4Y2IdXE.jpg

在實地數據驗證上，由基隆工務段在裝設區間測速前後的圖表對比就能看出，雖然自
由車流速率下降，但最大流量有所上升，而且可看出測速後在流量2100仍未達到轉折
點，但測速前在流量1800即達到最大值並開始反折，代表容量有顯著上升。整體而言
的最大容量上升，在同樣時間內就能紓解更多排隊車潮，進而下降整體的旅行時間，
也再度驗證了段長所言「速度管理能讓各位用路人更快速通過」。

由駕駛端出發，總覺得限速和測速綁手綁腳，但以交管的角度出發則會希望能有更高
的道路容量，提高車速與提高容量並不一定有直接關係，甚至在有些時候（例如萬里
隧道的例子）會是反向的，藉由區間測速「穩定速度駕駛」的限制能夠增加車流量，
以交管的角度而言，同樣一段道路服務更多車流才是更加符合公眾利益和效率的。

[註1] 資料範圍：VD-N10-W-2.504-M-Loop Lane 2, 2023.04.02 06:00~22:00
國10西 2.504K 外側車道

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