[交工] 車流理論應用 - 以萬里隧道區測為例

作者: Tudo11927 (黃土豆)   2023-04-16 22:19:27
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。
==
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
作者: NiChu (氵尼~~魚禾火~~)   2023-04-17 00:23:00
推薦這篇超級哈扣的專業文章阿...蠻好奇土豆大對劃設過寬的車道(單一車道>4m)的看法?
作者: colin90149 (王者之狂‧狂者終不悔)   2023-04-17 00:54:00
特例特例啦
作者: juju70302 (juju)   2023-04-17 01:12:00
為了特定時段的車流尖峰,卻犧牲其他時段駕駛人的體驗和安全,我覺得犧牲太大在我國極不合理的限速下,區間測速造成駕駛人要一直注意儀表板,並用非常不舒服的速度去行駛,造成用路體驗不佳和用路安全下降。這也是為什麼區間測速實施後事故率沒有下降的原因之一
作者: su31tak (su31tak)   2023-04-17 01:31:00
可能是有些人的油門和煞車永遠只有0和1兩種選項才要一直看錶吧,油門踩著/握著固定開度是能多不舒服?
作者: fcbih350 (永恆旋律)   2023-04-17 01:43:00
樓上的有考慮過目前各種區間的條件嗎?
作者: su31tak (su31tak)   2023-04-17 01:45:00
隧道裡面沒坡度不就平面定速?山路高高低低還有路邊公園給你等時間才真的是笑話
作者: smallreader (小讀者)   2023-04-17 01:49:00
感謝分享舉個簡單的類比,習慣的路線你會知道哪裡遇到紅燈,所以不需要超速追趕前車,保持距離以穩定速度就行了實證Qmax因為限速而獲得提升,用什麼解釋好?假設Q=車速/車距,那車距會跟速度p次方成正比 1<p<2?p=1會是法規車距算法,但觀察下來p應該會>1
作者: yuejger (Porsche J ger)   2023-04-17 02:23:00
重點就不是測不測速,是速限合不合理,可以跑七十的路就好好限七十的話根本不會有那麼多反彈
作者: smallreader (小讀者)   2023-04-17 02:27:00
p=2的話是跟動能成正比,兩倍速度四倍能量,操作難度因此不是線性提升,自己這樣認為啊對,離心力公式 F=mv^2/r,所以操作難度是平方關係所以駕駛心理上保持的車距,是越高速增加幅度越大我看錯了! 密度=1/車距,跟車速是斜直線關係,那p是1更正,我錯得離譜,密度-車速是斜率負的斜直線,那車距是 1/(av+b) a<0 b>0 畫在圖上雖然也是逐漸上揚,https://i.imgur.com/PH99plk.png 但變成一種雙曲線反過來說 如果把車距-車速假定為斜直線,那密度-車速也會改成要擬和一條雙曲線?特徵是越往左上增加越快自己手工擬了一條: d,v => (v+100)(d+40)=8450呃不對我寫的這條把密度取倒數結果還是雙曲線要假定車距-車速為斜直線,則密度-車速擬合的曲線,y截距會無限大,即文中的Free flow speed會無限大我懂了,車距-車速分布不可以是斜直線,因為速度不允許是無限大,而是有極限值,因此分布圖必然是雙曲線而不論密度-車速用直線或曲線擬合,其乘積(流量)仍然會呈現拋物線或雙曲線的樣貌但這樣還是沒抓到重點--資料上,曲線是會移動的。想請問流量-車速圖的每個點,都代表某個時間點的平均車速和流量嗎?譬如某個點是06:00-06:05統計到的數據那麼,106清明連假和107萬里蟹活動,兩組數據的點,在密度-車速圖上,是不是萬里蟹那組直線比較右移?因為我想講的是,第一張圖縱軸和橫軸乘起來,只會得*密度-車速圖只會得到單一條流量曲線,而該曲線的Qmax只是該次統計週期內出現過的尖峰流量?說錯了,萬里蟹的直線不是右移,是自由速率縮小而壅塞密度增加,或可以用撐在牆上的竿子往下滑來比喻https://i.imgur.com/1Ckv8nb.png 意思是這樣然而照圖中的分布,高流量的資料點似乎很少,大部分時間點測得流量都是中偏低,反而106清明連假的分布看起來是高流量的點不會比萬里蟹來得稀疏耶?應該可以用柱狀圖,分別統計高流量和中低流量的比例如果證明測速之後,在整個統計週期內,高流量出現的比例增加很多,而不是某個時間點短暫的擁有高流量,
作者: NiChu (氵尼~~魚禾火~~)   2023-04-17 06:19:00
樓上可以直接回文吧?推文不太方便閱讀
作者: smallreader (小讀者)   2023-04-17 06:20:00
結果高流量的點加總起來還是輸測速之前?這樣就不好
作者: thrombocyte (血栓細胞)   2023-04-17 13:06:00
速限訂那鳥樣還需要講後面的幹話?所有人要盯著儀表板然後跟我說公眾利益?我先笑一下
作者: ultratimes   2023-04-17 19:39:00
其實你可以去裝抬頭HUD 就不用盯著儀表板看了HUD甚至還可以調車速,讓他更趨近真實速度而非快樂錶
作者: foxbrush (Keep advancing...)   2023-04-18 04:46:00
“油門踩著/握著固定開”<= 先不論能不能做到,光這樣就想維持恆定速度,懷疑真的會開車嗎?另外可以裝HUD,要不要去推動立法車子一律必須強制安裝HUD
作者: anddy (滾阿滾的貢丸人)   2023-04-18 10:12:00
看甚麼儀表板,可以定速阿
作者: su31tak (su31tak)   2023-04-18 10:36:00
踩太多一直變快,踩太少一直變慢,平路沒高低坡度那個不快不慢的點也不會差到哪裡去,甚至不是CVT的話還能直覺聽轉速不用看錶,右腳定速到底有多難?
作者: ting445 (PPTTTTTT)   2023-04-18 11:18:00
這樣還能護航真的笑死人 只拿區間以後的數據當然會顯示出速度50流量最大啊不照85分位去訂速限大幅降低運輸效率怎麼不算還有說油門踩著定速,你就去每天給我開蘇花改來回看你會不會疲乏一聽這種好笑的言論不是大烏龜要不然就是不會開車這種解釋統計的方法真的滿好笑的
作者: foxbrush (Keep advancing...)   2023-04-18 12:50:00
“直覺聽轉速不用看錶,右腳定速到底有多難?”<=我還用心眼開車勒,這技術已經不只是紙上談兵或不食人間煙火程度
作者: su31tak (su31tak)   2023-04-18 12:57:00
您說的是,小弟的野狼一定是壞掉了才會在引擎恆定轉速跟固定油門開度下維持相同速度
作者: bill820620 (管翔)   2023-04-20 21:42:00
推專業文章,沒讀書的跳針仔你解釋再多他們也不會懂
作者: trtcool   2023-04-22 23:09:00
為什麼很多奇怪噓文強調維持速度很難?反速限可以要求調整合理不是要反智

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