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研究生:陳家峯
研究生(外文):Chia-Feng Chen
論文名稱:雪山隧道行車速率特性分析
論文名稱(外文):Analysis of the Speed Characteristics of Free-Flowing Vehicles in Hsuehshan Tunnel
指導教授:吳健生吳健生引用關係
指導教授(外文):Jiann-Sheng Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:119
中文關鍵詞:平均速率車頭距自由車流速率坡度
外文關鍵詞:average speedtime-headwayfree flow speedgrade
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國道五號雪山隧道長度12.9公里,採雙孔單向之行車設計,名列世界第五長公路隧道。雪山隧道南北雙向全線佈設交通資料蒐集設備,除了達到監控隧道內車流與突發狀況外,亦可協助探索交通界目前相當缺乏的長隧道行車特性。
本研究透過影像資料觀測個別車輛以蒐集交通資料,將有助於了解駕駛人行車速率變化特性。由於資料不易取得,因此,路段以非連續觀測之方式來呈現個別車輛行駛於長隧道行車速率變化行為。研究目的主要是為了探討自由行駛車輛之微觀與巨觀特性,並探討駕駛人以期望速度行駛於長隧道內,沿線觀測路段之平均速率變化,找出於隧道內影響駕駛人速率改變最大之路段與個別隧道(南、北向)全線平均速率比較;然後,延伸探討南北向兩隧道孔內,在環境與設備相同之條件下,比較南北向路段自由行駛車輛之全線平均速率,是否受到隧道內幾何線形(坡度)之影響。
研究結果發現(1) 在自由車流之狀態下,無論隧道南向或北向路段,車輛行駛於隧道中段時,其路段平均速率皆會下降;(2)行駛於內車道平均速率顯著大於外車道平均速率;(3)大客車與小型車之平均速率並無顯著差異;(4)隧道內之坡度並不影響自由車流平均速率。

The 12.9 km long Hsuehshan Tunnel sits on Taiwan’s National Highway No. 5. It is a two-bore (two lines working) tunnel and is the fifth longest highway tunnel in the world. Throughout the tunnel, monitoring devices are deployed to collect traffic data, control traffic flows, detect unexpected events, and identify the characteristics of traffic flows, which is under-explored in long tunnels.
This study collects the video recordings on individual vehicles in order to find out the characteristics of traffic flow. Such information will provide deepen insight into the speed change of each vehicle. Because of the inconvenient access to the facilities of the video recordings, the speed change of the individual vehicle in the tunnel is analyzed by non-continuous observations. The aim of this study is to explore the characteristics of free-flowing vehicles from both micro- and macro-perspectives, while trying to identify the average of speed change when drivers are driving in long tunnels. By doing so, the sections where the largest speed change occurs are pinpointed and compared to the average speed of both the north-bound and the south-bound lines. Next, the average speed of free-flowing vehicles in both the north-bound and south-bound lines, are equipped with identical devices, and we will discuss the effect of grade on the speed.
The results show that (1) whether it’s in the north-bound or south-bound line, the average speed of free-flowing vehicles tends to decrease in the mid sections; (2) the average speed of the inner lane is considerably higher than that of the outer lane; (3) there is no significant difference between the average speeds of large and small vehicles; and (4) the average speed of free-flowing vehicles is not affected by the grade inside the tunnel.

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 v
圖目錄 vi
表目錄 viii
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研究方法 3
1.5研究流程 3
第二章 文獻回顧 5
2.1公路隧道分類與特性說明 5
2.2高速公路隧道路段車流特性分析 13
2.3高速公路隧道路段自由車流定義 15
2.4 小結 16
第三章 資料蒐集與分析 18
3.1資料蒐集 18
3.2資料分析 27
3.2.1資料觀測限制 28
3.2.2資料特性 28
3.2.3資料觀測程序 29
3.2.4資料剔除說明 31
3.3 交通量分析 34
3.3.1自由車流分析 34
3.3.2總流量比較分析 36
3.4 小結 36
第四章 行車速率分析方法 37
4.1沿線行車速率變化分析 37
4.1.1變異數分析 37
4.1.2成對母體平均數差異檢定 39
4.2 行車速率差異分析 42
4.2.1兩母體變異數差異檢定 42
4.2.2兩母體平均數差異檢定 42
第五章 行車速率特性分析 45
5.1樣本資料說明與分析 45
5.2沿線行車速率變化分析 47
5.2.1南向隧道孔沿線行車速率變化分析 48
5.2.2北向隧道孔沿線行車速率變化分析 72
5.2.3現點速率與路段平均速率之差異分析 96
5.2.4小結 101
5.3行車速率差異分析 102
5.3.1不同車道行車速率比較 102
5.3.2不同車種行車速率比較 105
5.3.3小結 108
5.4兩隧道孔行車速率差異分析 108
5.4.1內車道行車速率比較 108
5.4.2外車道行車速率比較 110
5.4.3雙車道行車速率比較 111
5.4.4大客車行車速率比較 113
5.4.5小結 114
第六章 結論與建議 115
6.1結論 115
6.2建議 117
參考文獻 118

1.劉志堅譯(1991),「隧道安全設施報告」。
2.吳健生、周健捷(1998),「公路隧道安全設施準則研訂」,交通部台灣區國道新建工程局。
3.日本道路公團(1985),「設計要領第三集–隧道」。
4.楊冠雄、吳健生(1995)「公路隧道機電及交通監控整合研究」,交通部台灣區國道新建工程局。
5.中華人民共和國交通部標準「公路工程技術標準(JTJ01-88)」(1991),公路通用標準規範匯編。
6.交通部台灣區國道高速公路局,www.freeway.gov.tw。
7.內政部警政署國道公路警察局全球資訊網,http://www.hpb.gov.tw/bin/home.php。
8.簡俊能、王銘亨、兵界力(1999),「高速公路隧道群(區)車流及行車事故特性分析」,道路交通安全與執法研討會,頁307~頁321。
9.何煖軒(2002),「高速公路隧道區段速率控制策略之研究」,中華大學科技管理研究所博士論文。
10.殷鼎棋(2006),「隧道公路容量推估與分析之研究」,國立台灣大學土木工程系研究所碩士論文。
11.黃盈琇(2007),「公路長隧道交通控制策略評估-以雪山隧道為例」,國立中央大學土木工程系研究所碩士論文。
12.高瑛穗(2009),「雪山隧道行車特性分析」,國立中央大學土木工程系研究所碩士論文。
13.林豐博、蘇振維(2009),「國道5號雪山隧道車流特性之研究」,運輸計劃季刊,第三十八卷第一期,頁86~頁120。
14.張瓊文、林豐博、曾平毅、蘇振維(2010),「雪山隧道內車流特性與容量之分析」,中國土木水利工程學刊,第二十二卷第三期,頁333~頁340。
15.曾平毅、林豐博、張瓊文、蘇振維、呂怡青(2013),「雪山隧道之速限對通行能力的影響分析」,運輸計畫季刊,第四十二卷第一期,頁1~頁16。
16.交通部運輸研究所,「2011年臺灣公路容量手冊」,民100年10月。
17.交通部運輸研究所,「高快速公路收費站、隧道及坡度路段容量及車流特性研究(2/3)」,民101年7月。
18.Leins, W., Baltzer, W., (1987), “Betriebseinrichtungen in Strabentunneln,” Gutachtenim Auftrag des Landschaftsverbandes Rheinland.
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