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研究生:莊弼昌
研究生(外文):Pi-Chang Chuang
論文名稱:高速公路電子收費交通安全分析與交通工程設計評估之研究
論文名稱(外文):A Study of Traffic Engineering Design and Assessment for ETC Lanes Based on Traffic Safety Analysis at Toll Plazas
指導教授:張學孔張學孔引用關係
學位類別:博士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:282
中文關鍵詞:電子收費交通安全分析交通工程層級分析法收費站
外文關鍵詞:ETCTraffic Safety AnalysisTraffic EngineeringAHPToll Plaza
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台灣地區的高速公路收費系統,由於電子收費(electronic toll collection; ETC)技術的逐步研發測試與建置,已即將邁向另一個嶄新的新紀元。然而,隨著收費技術的進步及多樣化,卻也帶來許多交通工程及交通安全上潛在的危險與問題。因為當駕駛人臨近、通過或駛離收費站時,都會面臨許多的決策點(decesion points),進一步造成車流產生併流(merging)、交織(weaving)、等候車隊(queuing)、分流(diverging)以及速差(differential speeds)等現象,同時也增加側撞、追撞等事故型態肇事的風險。統計研究發現,實施電子收費的確會增加收費站整體肇事的機率及風險,而電子收費車輛在某些條件下,發生事故的風險機率也比其他車輛高,若同時併有其他因素,如超速、酒醉駕車或未繫安全帶等違規情況,則電子收費車道上事故之嚴重程度亦將明顯加重。然檢視現有ETC車道相關的標誌、標線、槽化或緩撞設施等,不論位置、顏色、型式、數量或表示方法等,仍欠缺專業上的考量。本研究即針對收費站在進行電子收費相關設施建置時之整體安全設計提出研議,考量車流運作之安全與效率等分析結果,透過適宜的規劃設計,以期達到合理車道配置、控制速差、標示車道使用特性、降低車道變換及防止車輛的誤闖等目的。研究發現,增加臨近車道長度及增設相關標線與槽化設計、合理的車道寬度以及適當的標誌系統設計等,將有助於提升整體運作的效率與安全,同時配合電子收費車道識別標示系統的建立,可進一步達成統一化、標準化的交通工程設計規範之目的。為進行客觀有效的交通工程改善效果評估,本研究從安全與效率的觀點,透過適當的評估指標及統計分析模式,構建交通工程改善效果評估模式,並利用實例數值分析結果,證實交通工程改善的具體成效。本研究最後引用價值工程分析法,首先以層級分析法(AHP)建立評估準則分析架構,並利用特徵向量求算準則權重,再透過績效指標值與生命週期成本的考量,建立電子收費推動計畫價值方案評估模式,從組合方案中找到兼具合理成本控制且能維持良好績效之價值方案,以協助推動計畫的有效執行。
Due to the introduction of the electronic toll collection (ETC) system in toll plaza, the highway toll collection system in Taiwan has entered into a new era. However, the progress and diversification of ETC system have resulted in potential danger and issues to traffic engineering and traffic safety. When a vehicle comes close to, passes by, or leaves a toll plaza, it would face a number of decision points, causing further merging, weaving, queuing, and diverging of traffic and differential speeds; hence, risks of sideswipe collision, rear-end collision, and other accidents increase. According to statistical results, the ETC system has indeed increased the opportunity and risk of accidents. Under certain conditions, the ETC vehicles have higher chances of being involved in accidents than other vehicles. If other factors exist, such as speeding, drunk driving, buckling-up, and other violations, the severity of accidents in ETC lanes could even aggravated. It is shown that professional consideration is inadequate in designing the position, color, type, quantity, and expression methods of signs, pavement markings, channelization, or crash cushion facilities of the ETC lanes. This study aims to develop safety models to explore traffic safety risks at toll plazas. Analysis results have shown that ETC systems increase the chance of having an accident at the toll plaza. In terms of toll plaza design, signing, marking, and channelization considerations, various traffic engineering improvements are proposed as follows:(1)improvement in lane markings of the approach zone, (2)traffic signs provided to alert drivers not to stop in ETC lanes under any circumstances, (3)enough width of ETC lane to accommodate a high percentage of heavy trucks, and(4)enough length of approach zone to ETC lanes. The results of this study can be considered as a basis for revision of the regulation of traffic control devices. To assess the improvement effect of traffic engineering effectively, this study also develop an framework for assessment of traffic improvement effectiveness from the perspective of safety and efficiency based on empirical analysis results and the Value Engineering Method. Considering balance of a reasonable cost and good performance to help of implementing improvement alternative with consideration of reasonable cost and performance.
誌謝 I
中文摘要 III
英文摘要 V
目錄 VII
表目錄 XI
圖目錄 XV
第一章 緒論 1
1.1研究動機與背景 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法與內容 3
1.4 研究架構與流程 4
第二章 電子收費系統發展現況與文獻探討 7
2.1 電子收費系統技術發展現況與案例分析 8
2.1.1 電子收費系統技術發展現況 9
2.1.2 國外建置發展案例分析 12
2.1.3 綜合討論 30
2.2 國內電子收費系統發展現況分析檢討 32
2.3 電子收費系統相關研究文獻 57
2.3.1 國內研究文獻 59
2.3.2國外研究文獻 64
2.3.3國外相關執法案例 70
2.4 電子收費交通工程改善案例與未來發展趨勢 71
2.4.1 電子收費站區安全設計規範與實施 71
2.4.2 電子收費站區設計升級計畫 74
第三章 高速公路電子收費運作與交通安全分析 83
3.1 收費站設置運作與影響因素分析 83
3.2 電子收費交通規制與執行 89
3.3 收費站區交通安全特性與肇事型態分析 97
3.4 實施電子收費對交通安全之衝擊 105
3.5 建立收費站事故預測與肇事分析模式 112
3.6 現點速率調查分析與比較 120
3.7電子收費交通安全管理與事故防制 129
第四章 高速公路電子收費交通安全對策需求與規劃 131
4.1 收費系統設置型式與功能分析 132
4.2 電子收費車道設置型式與功能分析 145
4.3 主線式電子收費車道配置方案研擬與評估 152
4.3.1 電子收費車道配置方案研擬 152
4.3.2 方案分析與評估 155
4.3.3 討論 158
4.4 匝道電子收費系統設計功能需求規劃 159
4.4.1 匝道電子收費系統交通工程設計需求 160
4.4.2 交流道型態分析與電子收費之配置 165
4.5 電子收費執法功能需求規劃 171
4.6 電子收費對個人隱私權的衝擊與保護 178
第五章 高速公路電子收費交通工程設計管制策略 185
5.1 收費站規劃設計程序與模組 185
5.2 收費系統交通管制設施之演進與功能發展 201
5.3 電子收費交通工程管制策略課題分析 205
5.4 案例設計與分析 216
5.4.1 主線式收費站設計元素 219
5.4.2 分離式快速電子收費站交通工程與幾何設計準則 221
5.4.3 交通工程設施種類與設置準則 223
5.4.4 匝道收費站設計要素 225
5.5 電子收費車道視覺標識系統的建立 226
第六章 交通工程改善效果分析與建置計畫評估 231
6.1 交通工程改善效果分析方法 231
6.2 電子收費建置計畫方案分析與評估 243
6.2.1 價值工程之應用 244
6.2.2層級分析法之方法論 246
6.2.3評估模式之層級架構 248
6.2.4評估因子相對權重之決定與分析 249
第七章 結論與建議 257
7.1 結論 257
7.2 建議 263
參考文獻 265
附錄A-1:電子收費方式與車道佈設調查問卷 275
中文部份:
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