臺灣博碩士論文加值系統

輕軌系統近年來為台灣目前軌道運輸發展重點，民國106年行政院積極推動的前瞻基礎建設計畫中亦包含輕軌系統建設。輕軌系統與傳統鐵路不同，輕軌通過平面交叉路口時與其他運具一樣須依循平面交叉口的號誌行駛，為使輕軌具有較大的優先權通過交叉路口，交叉口通常設有優先號誌控制。目前國內輕軌系統主要採用延長綠燈及縮短紅燈優先號誌策略，在優先號誌控制運作下，輕軌偵測器位置與優先號誌控制的執行有關，藉由輕軌接近交叉路口觸發偵測器，號誌控制器可以計算輕軌抵達交叉口之時間，並決定是否執行優先號誌策略以及執行秒數，適當的偵測器位置可使輕軌停等時間減少、優先號誌績效提升。而國內輕軌系統如淡海輕軌及安坑輕軌系統，輕軌偵測器位置皆採用固定位置，本研究希望探討偵測器位置與交叉路口績效關係，以及影響交叉路口最佳偵測器位置的因素，並歸納出決策交叉路口最佳偵測器位置之準則。本研究透過理論分析法探討輕軌停等時間與偵測器位置之關係以及找到最適當的偵測器位置，並透過VISSIM模擬驗證理論分析法結果。接著進一步探討理論分析法的適用性，透過模擬分析其他影響最佳偵測器位置的因素，最後歸納出交叉路口最佳偵測器位置決策準則。
由理論分析法發現影響輕軌停等時間與偵測器位置關聯之因素包含輕軌行駛速率、延長綠燈優先策略條件、縮短紅燈優先策略執行時間點。偵測器離交叉路口越遠，輕軌平均停等時間越短，但考量輕軌因速率變動因素、設站位置會影響偵測器預估時間與實際抵達時間，造成優先號誌執行效果不佳，因此本研究以輕軌平均停等時間變化轉折點設為最佳偵測器位置。此外，由模擬分析結果發現輕軌班距不影響最佳偵測器位置的決策，但交叉路口交通量會影響，當輕軌方向車流飽和程度高於橫向車流時，適合用理論分析法求得交叉口之最佳偵測器位置；當橫向車流交通量接近飽和時則須考量交叉路口總體延滯，適合用模擬法決策最佳偵測器位置。

LRT(Light Rail Transit) has been the critical direction of development in Taiwan. The construction plans of LRT system in many cities were included in the infrastructure plan, which was released by the government last year. In LRT system, in order to let light rail vehicles have a higher priority to pass through the intersection, the intersection is usually provided with priority signal control. The control type is known as TSP (Transit Signal Priority). In Taiwan, two priority strategies - green extension and red truncation are the main control types in LRT system with TSP. The TSP control process is highly related to the detectors. The detector detects an approaching light rail vehicle and sending information of light rail vehicle to signal controller. Then the signal controller calculates the arrival time of light rail vehicle and decides whether to conduct TSP strategies. Therefore, the location of detector would influence the performance of TSP. In Taiwan’s LRT systems, detectors are in fixed position from intersections. This study hopes to discuss the relationship between the position of the detector and the intersection performance, finds out factors that influence the optimal detector position, and explores ways to determine the optimal detector location at an intersection.
In this study, the theoretical analysis method was used to investigate the relationship between the position of the detector and the average stopping time of the light rail vehicle, and to find out the optimal detector position. The result of theoretical analysis was verified by VISSIM simulation experiments. Furthermore, the applicability of the theoretical analysis method was further discussed. Through the simulation analysis of other factors that affect the position of the detector, the method for determining the optimal detector position at the intersection was finally summarized.

誌謝 II
摘要 III
ABSTRACT IV
目錄 VI
圖目錄 IX
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 2
1.4 研究內容 3
1.5 研究方法 5
1.6 研究流程 5
第二章 文獻回顧 8
2.1 輕軌系統特性與號誌設計參數 8
2.1.1 輕軌運動特性 8
2.1.2 輕軌路權分類 10
2.1.3 輕軌設站位置與軌道布設位置 11
2.2 輕軌優先號誌控制系統 15
2.2.1 優先號誌控制策略回顧 15
2.2.2 優先號誌對交叉路口之衝擊與補償方式整理 19
2.3 優先號誌偵測器位置研究 20
2.3.1 大眾運輸(公車及輕軌)優先號誌下偵測器位置研究方法回顧 22
2.3.2 綜合分析 24
2.4 VISSIM模擬軟體 24
2.4.1 VISSIM模擬軟體系統架構 25
2.4.2 VAP (Vehicle Actuated Programming) 27
2.4.3 使用VISSIM模擬輕軌運行 28
2.4.4 模擬結果之驗證 37
第三章 優先號誌控制邏輯與參數設定 39
3.1 優先號誌控制邏輯說明 39
3.1.1 延長綠燈與縮短紅燈策略 39
3.1.2 插入輕軌時相策略 42
3.1.3 週期回復方式 43
3.2 優先號誌參數設定 46
3.2.1 最大綠燈與最小綠燈時間 46
3.2.2 綠燈介間時間 47
3.2.3 案例交叉口參數設定 48
第四章 數學模型建構與案例分析 52
4.1 延長綠燈及縮短紅燈優先策略 52
4.2 插入輕軌時相優先策略 54
4.3 模式應用 56
4.3.1 案例交叉口介紹 56
4.3.2 案例分析 57
第五章 VISSIM模擬驗證與情境分析 62
5.1 VISSIM模擬建構 62
5.1.1 建立模擬交叉路口 62
5.1.2 模擬參數設定 63
5.1.3 優先號誌控制策略模組說明 64
5.1.4 交通量驗證 69
5.2 模擬結果與理論分析結果比較 71
5.2.1 模擬案例分析結果 71
5.2.2 假說檢定與比較分析 71
5.3 模擬情境分析 73
5.3.1 輕軌班距情境組合 73
5.3.2 交通量情境組合 78
5.3.3 小結 85
5.4 應用 86
5.4.1 最佳偵測器位置設立之準則 86
5.4.2 案例應用 87
5.4.3 案例模擬分析 90
第六章 結論與建議 94
6.1 結論 94
6.2 建議 95
參考文獻 97
附錄 101

[1]Korve, H. W., Farran, J. I., Mansel, D. M., Levinson, H. S., Chira-Chavala, T., & Ragland, D. R. (1996). Integration of Light Rail Transit into City Streets (No. Project A-5 F Y''93).
[2]Vuchic, V. R. (2007). Urban Transit Systems and Technology. John Wiley & Sons.
[3]FOX, GERALD D. Light Rail/Traffic Interface in Portland: The First Five Years. Transportation Research Record, 1992, 176-176.
[4]Saffer, H. G., & Wright, T. (1994). The Development of LRT Signal Control Techniques for the Sheffield Supertram System.
[5]Tighe, W. A., & Patterson, L. A. (1985). Integrating LRT into Flexible Traffic Control Systems. State-of-the-Art Report.
[6]Nelson, J. D., Brookes, D. W., & Bell, M. G. (1993). Approaches to the Provision of Priority for Public Transport at Traffic Signals: A European Perspective. Traffic Engineering & Control, 34(9).
[7]Sunkari, S. R., Beasley, P. S., Urbanik, T., & Fambro, D. B. (1995). Model to Evaluate the Impacts of Bus Priority on Signalized Intersections. Transportation Research Record, 117-123.
[8]Yangfan Zhou, Shunping Jia , Sijia Zhang, Wei Wei. (2016). Study on Detecting Location for Bus Rapid Transit with Signal Priority. International Conference on Computer and Information Technology Application.
[9]Jaeseok Kwon, Youngje Jeong, Hyerim Cho & Youngchan Kim (2016). Mathematical Solution and Simulation for Detection Location of Bus Signal Priority. International Conference on Applied Mathematics, Simulation and Modelling.
[10]Liu, H., Skabardonis, A., Zhang, W. B., & Li, M. (2004). Optimal Detector Location for Bus Signal Priority. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1867), 144-150.
[11]Zhou, G., Gan, A., & Zhu, X. (2006). Determination of Optimal Detector Location for Transit Signal Priority with Queue Jumper Lanes. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1978), 123-129.
[12]Dreher, F., Ahuja, S., van Vuren, T., & Smith, J. (2005). Innovative modelling and design of integrated light rail transit priority systems-case study of LRT in Nottingham, UK. PROCEEDINGS OF ETC 2005, STRASBOURG, FRANCE 18-20 SEPTEMBER 2005-TRANSPORT POLICY AND OPERATIONS-TRAFFIC ENGINEERING AND STREET MANAGEMENT-INNOVATIONS IN URBAN TRAFFIC MANAGEMENT AND CONTROL.
[13]PTV AG, VISSIM 5.40 User Manual, Germany, 2012.
[14]Koonce, P. (2008). Traffic Signal Timing Manual (No. FHWA-HOP-08-024). United States. Federal Highway Administration.
[15]Naznin, F., Currie, G., & Logan, D. (2016, November). Exploring the Key Challenges in Tram Driving and Crash Risk Factors on the Melbourne Tram Network: Tram Driver Focus Groups. In Australasian Transport Research Forum (ATRF), 38th, 2016, Melbourne, Victoria, Australia.
[16]Grote, W., & Yu, J. C. (1985). Analysis of Light Rail Vehicle Clearance Time at Intersections (No. HS-039 129).
[17]Brilon, W., & Laubert, W. (1994). Priority for Public Transit in Germany. Journal of Advanced Transportation, 28(3), 313-340.
[18]新北市政府. 「安坑線輕軌暨周邊土地開發綜合規劃報告書」，民國104年6月。
[19]陳諭嫺. 整合輕軌電車優先號誌時制之模擬研究. 臺灣大學土木工程學研究所學位論文, 2013, 1-144.
[20]林胤宏. 輕軌運輸系統交通控制策略之模擬研究. 臺灣大學土木工程學研究所學位論文, 2001,。
[21]交通部運輸研究所，「輕軌與公車捷運系統納管之研析(II)」，民國96年11月。
[22]交通部運輸研究所、立皓科技股份有限公司，「台北市公車優先號誌之研發與示範(二)」，民國92年。
[23]李文騫. (2003). 國家智慧型運輸系統標準通訊協定 (NTCIP) 整合式通訊平台之研究, 開發與實作 (4). 公車觸動號誌系統之研發與實作
[24]許添本, & 林胤宏. (2003). 輕軌運輸系統交通控制策略之模擬分析. 都市交通, 18(4), 65-85.
[25]交通部高速鐵路工程局，「輕軌運輸系統平面運行交通管制策略之研究」，民國95年4月。
[26]許添本等，「VISSIM與NETSIM於國內應用的飽和流量驗證比較分析」，中華民國運輸學會第15屆學術論文研討會論文集，中華民國運輸學會，民國89年12月，頁97-106。
[27]台北市交通管制工程處，「101年交通改善措施微觀車流模擬成效評估案」，民國101年6月。
[28]萊瑞國際交通運輸工程顧問公司，「微觀交通模擬程式VISSIM簡介」，萊瑞國際交通運輸工程顧問公司，民國88年。
[29]新北市政府捷運工程局，期末設計工程細部設計圖說D版，民國107年，1月
[30]新北市政府捷運工程局、中國鋼鐵股份有限公司，輕軌號誌與平面道路號誌整合分析報告(C版)，民國107年，1月
[31]新北市政府捷運工程局、新亞建設開發股份有限公司，安坑輕軌運輸系統計畫土建統包工程施工交通維持計畫書，民國106年，4月
[32]交通部運輸研究所，「交通號誌規畫手冊」，民國75年。
[33]交通部運輸研究所，「臺灣地區公路容量手冊」，民國100年。