114 年 國立成功大學交通管理科學系碩士班甲組《運輸學》

核心觀念

本題考查智慧運輸、公共運輸與交通工程中的六個基本名詞。作答時應交代各名詞的定義、運作方式與交通效益，並指出容易混淆的概念，例如優先號誌與優先通行權的差異，以及 MaaS 與單純的交通資訊整合之不同。

解題方法

每一名詞可依「是什麼、如何運作、解決什麼問題」三個層次說明。遇到系統或政策名詞，補充其主要設計要素及適用目的，便能使答案兼具定義與說明。

名詞解釋與說明

（1）車聯網

車聯網是將車輛連結至其他車輛、道路設施、行動網路及雲端平台的通訊與資訊服務系統，常以 V2X（Vehicle-to-Everything）表示。依通訊對象可分為車對車（V2V）、車對路側設施（V2I）、車對行人（V2P）及車對網路（V2N）。

車輛可藉由車聯網交換車速、位置、道路事故、號誌狀態及路況等資訊，支援碰撞預警、路口安全、車隊管理與即時路徑規劃。其交通效益在於提升資訊即時性與行車安全；實際應用仍須處理通訊涵蓋、資料安全、隱私及不同設備間的互通性。

（2）優先號誌

優先號誌是依特定車輛或交通需求，調整號誌控制以減少其延誤的措施。常見作法包括延長綠燈、提前開始綠燈，或調整號誌時相；常用於公車、輕軌及緊急車輛。

以公車優先為例，路側設備或車載系統偵測公車接近路口後，號誌控制器依預設條件調整綠燈，使公車較少停等，提升行車時間的可靠度。優先號誌通常是有條件地調整路口號誌，需兼顧其他方向交通及行人安全；它不等同於讓優先車輛不受號誌管制地直接通過路口。

（3）交通寧靜區

交通寧靜區是透過道路設計與交通管理，降低車速、減少穿越性車流，並提升行人及自行車安全的特定區域。常見於住宅區、學校周邊及行人活動密集處。

常用措施包括設置速限、縮窄車道、抬高路口或行人穿越道、設置減速丘、改變道路線形、限制部分車流進入，以及改善人行空間。其重點不是單靠標誌要求駕駛減速，而是讓道路環境本身促使車輛降低速度，降低事故嚴重度並改善街區生活品質。

（4）交通行動服務（Mobility as a Service, MaaS）

核心觀念

航空公司的強韌性（韌性），是指航空公司遭遇風險或營運衝擊時，能維持安全運作、降低績效損失，並使安全運作恢復的能力。以航空公司安全韌性評估為例，可用四項一級指標衡量：強健性、冗餘性、效率性與適應性。四者分別反映承受衝擊、提供備援、有效運用資源及因應變化的能力。航空公司安全韌性評價模型

解題方法：說明四項指標

1. 強健性：系統受到衝擊時，仍能維持關鍵功能與安全水準的能力。例如，航班受天候影響時，航空公司仍能避免安全管理程序失效，並控制營運績效的下降幅度。

2. 冗餘性：是否有替代資源或備援安排，以便部分資源失效時仍能維持必要服務。例如，備用飛機、備援機組、替代航線、零件庫存及緊急應變資源。

3. 效率性：能否及時、適切地配置人力、設備、資訊與資金，讓資源轉化為風險控制與營運維持能力。例如，迅速掌握航班與機隊狀況，妥善調度機組和飛機，降低延誤擴大及安全風險。

4. 適應性：能否根據新資訊與衝擊變化，調整決策、程序或資源配置，並從事件中學習。例如，遇到長時間航班中斷時，調整航網、派遣與旅客疏運安排，並將事件經驗納入後續安全管理。

本題考查存貨管理的基本原則，適用於運輸業中的備料、零件、甚至車輛等。

存貨管理政策的制定原則，旨在平衡維持足夠的營運所需存貨與避免過度持有存貨所導致的成本。其核心原則可歸納為以下幾點：

1. 確保營運連續性 (Ensuring Operational Continuity)：

   • 這是存貨管理的首要目標。必須確保關鍵的備料、零件或物料能夠隨時取得，以支援日常營運、維修保養，避免因缺料而導致服務中斷或延誤。
   • 例如，運輸公司需要確保引擎零件、輪胎、機油等關鍵備品有足夠庫存。

2. 最小化總存貨成本 (Minimizing Total Inventory Costs)：

   • 總存貨成本包含多個部分，制定政策時需考量：
     • 訂購成本 (Ordering Cost)：每次訂購所產生的費用，包括處理訂單、運費、驗收等。
     • 持有成本 (Holding Cost/Carrying Cost)：持有存貨所產生的費用，包括倉儲費用（租金、管理）、資金成本（存貨佔用的資金利息）、保險費、稅捐、以及存貨過時、損壞或跌價的風險。
     • 缺貨成本 (Shortage Cost)：因存貨不足而無法滿足需求時所產生的成本，包括延誤營運、損失客戶、聲譽受損、緊急採購的高價等。

3. 確定適當的訂購點與訂購量 (Determining Appropriate Reorder Point and Order Quantity)：

   • 訂購點 (Reorder Point, ROP)：當存貨量下降到某個特定水位時，就應該啟動新的訂購。ROP 通常等於「平均日需求量 × 平均交貨時間」加上「安全存量」。
   • 訂購量 (Order Quantity, OQ)：每次訂購的數量。

本題考查智慧運輸系統 (Intelligent Transportation Systems, ITS) 在實現交通無縫服務 (Seamless Mobility) 方面的應用。無縫服務強調的是旅客在不同交通方式之間轉換的順暢性、資訊的連貫性以及行程的整體效率。

要達到交通無縫服務，需要整合多個智慧運輸系統的服務單元，以下是關鍵的服務單元：

1. 整合式交通資訊系統 (Integrated Traveler Information Systems)：

   • 目的：提供即時、準確、全面的交通資訊給旅客。
   • 功能：包括即時路況、公共運輸班次與到站時間、停車位資訊、交通事件（事故、施工）、天氣預報、不同交通方式的行程規劃與比較（時間、費用、碳排放）、以及跨運具的行程建議。
   • 技術：大數據分析、地理資訊系統 (GIS)、行動應用程式 (APP)、導航系統、電子看板。

2. 智慧交通管理系統 (Intelligent Traffic Management Systems)：

   • 目的：優化整體交通流，減少壅塞，提升效率與安全。
   • 功能：包括智慧號誌控制（依據即時車流調整）、匝道儀控（控制進入高速公路的車流）、事件偵測與管理（事故、違規）、車輛偵測與計數、以及交通流量預測。
   • 技術：感測器（線圈、攝影機、雷達）、通訊網路、控制中心、演算法。

3. 整合式公共運輸管理系統 (Integrated Public Transport Management Systems)：

   • 目的：提升公共運輸的效率、可靠性與吸引力，並促進與其他運具的整合。
   • 功能：包括車隊管理（GPS追蹤、即時調度）、班次優化、優先號誌、電子票證系統（跨運具支付）、旅客資訊系統（到站預報）、以及與共享運具（如共享單車、共享機車）的整合。
   • 技術：GPS、通訊技術、大數據、電子支付、APP。

核心觀念

本題考查輕軌路線之最大運載容量。基本公式為：

$$C=P_c \times \frac{60}{h}$$

其中：

• $C$：最大路線運載容量，單位為人／小時／方向
• $P_c$：每列車之有效載客量，單位為人／列
• $h$：最小班距，單位為分鐘／列
• 每列車有效載客量：

$$P_c=(每車座位數)\times(車廂數)\times(最大承載率)$$

車輛來回往返時間 $T$ 主要影響營運所需車輛數，不直接改變路線容量；在班距不變且車輛數足夠的前提下，縮短 $T$ 不會增加每小時發車班次。

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解題方法

先計算目前每列車的有效載客量：

$$P_c=164\times 2\times 0.88$$ $$P_c=288.64\text{ 人／列}$$

實務上人數通常取整數，可表示為約 $289$ 人／列。以下保留小數計算，以呈現完整數值。

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（1）目前最大路線容量

最小班距為 $180$ 秒：

$$h=\frac{180}{60}=3\text{ 分鐘}$$

每小時可發車班次為：

$$\frac{60}{3}=20\text{ 列／小時}$$

因此目前最大路線容量為：

$$C_1=288.64\times 20$$ $$\boxed{C_1=5,772.8\text{ 人／小時／方向}}$$

約為：

$$\boxed{5,773\text{ 人／小時／方向}}$$

補充而言，來回往返時間為 $48$ 分鐘，因此所需列車數為：

$$N=\frac{48}{3}=16\text{ 列}$$

此數值用於車隊需求，不影響每小時路線容量。

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（2）改為 3 節車廂之最大路線運載容量

每列車有效載客量變為：

$$P_c=164\times 3\times 0.88$$ $$P_c=432.96\text{ 人／列}$$

班距仍為 $3$ 分鐘，因此每小時仍為 $20$ 列：

$$C_2=432.96\times 20$$ $$\boxed{C_2=8,659.2\text{ 人／小時／方向}}$$

約為：

$$\boxed{8,659\text{ 人／小時／方向}}$$

與目前容量相比：

$$\frac{8,659.2}{5,772.8}=1.5$$

因此車廂由 2 節增加為 3 節，容量增加：

$$\boxed{50\%}$$

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（3）班距縮短為 2 分鐘之最大路線運載容量

車輛編組仍為 2 節，因此每列車有效載客量仍為：

$$P_c=164\times 2\times 0.88=288.64\text{ 人／列}$$

班距改為 $2$ 分鐘，每小時可發車：

$$\frac{60}{2}=30\text{ 列／小時}$$

因此：

$$C_3=288.64\times 30$$ $$\boxed{C_3=8,659.2\text{ 人／小時／方向}}$$

約為：

$$\boxed{8,659\text{ 人／小時／方向}}$$

與目前容量相比：

$$\frac{8,659.2}{5,772.8}=1.5$$

因此班距由 3 分鐘縮短為 2 分鐘，發車頻率增加 $50\%$，路線容量也增加：

$$\boxed{50\%}$$

此時所需列車數為：

$$N=\frac{48}{2}=24\text{ 列}$$

因此必須有足夠車輛支應增加的班次。

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（4）來回往返時間縮短為 42 分鐘之最大路線運載容量

本題考查港埠 (Port) 的基本概念，包括其在運輸系統中的角色與扮演的功能。

港埠的意義 (Significance of Ports)

港埠是水陸運輸交會點上，提供船舶停泊、裝卸貨物、旅客上下以及相關服務的重要設施。它不僅是海上運輸的起點與終點，更是國際貿易、區域經濟發展以及產業連結的關鍵節點。

• 運輸節點： 港埠是海上運輸與內陸運輸（陸運、空運、管道運輸）之間的轉運中心 (Transshipment Hub)，實現貨物的多式聯運 (Multimodal Transport)。
• 貿易樞紐： 港埠是國際貿易的主要通道，承載著進出口貨物的交換，促進商品流通與全球化。
• 經濟引擎： 港埠周邊地區通常會發展出龐大的產業鏈，包括倉儲、物流、加工、製造、金融、服務等，創造就業機會，帶動區域經濟成長。
• 戰略價值： 港埠對於國家安全、國防運輸、資源進口（如能源、糧食）具有重要的戰略意義。

港埠的功能 (Functions of Ports)

港埠的功能是多面向的，主要可以歸納為以下幾大類：

1. 裝卸貨物功能 (Cargo Handling Functions)：

   • 這是港埠最核心的功能。包括將船舶上的貨物卸載至碼頭或倉儲區，以及將貨物從陸上裝載至船舶。
   • 依貨物種類（散貨、雜貨、貨櫃、液體、氣體），有不同的碼頭、設備（如起重機、輸送帶）和作業流程。

2. 倉儲與轉運功能 (Warehousing and Transshipment Functions)：

   • 倉儲：提供貨物在離港前或到港後的暫時存放空間，包括一般倉庫、冷凍庫、危險品倉庫等。

核心觀念

高速鐵路要提升速度與服務品質，不能只提高列車馬力；車輛、軌道、供電、號誌控制與維修系統必須彼此配合。速度提高後，空氣阻力、輪軌作用力、噪音與振動都會增加，因此新技術同時追求更快、更安全、更準點、更舒適及更容易維護。

解題方法

可依「車輛—路線與軌道—供電與控制—維修與旅客服務」分層作答，逐一說明技術如何改善運輸表現：

1. 高速列車與材料技術
   採用輕量化車體、高功率密度牽引馬達、再生煞車及低阻力轉向架，降低列車重量與能源消耗，並提升加速、減速及爬坡能力。車頭外型與車體表面經過空氣力學設計，可降低高速行駛時的空氣阻力、噪音與隧道微氣壓波；車體密封與主動懸吊則有助於減少壓力變化及振動，提升乘坐舒適度。JR 東海也指出，車體空氣力學設計、曲線較少的路線與自動列車控制需共同配合，才能提高安全運轉速度。JR 東海：東海道新幹線介紹

2. 軌道與路線工程
   以無道碴軌道、長焊鋼軌及高精度軌道幾何控制，減少接縫衝擊與軌道變形，維持高速行車所需的平順度與穩定性。新建路線也會透過較大的曲線半徑、減少急彎與坡度，以及改善橋梁、隧道等線形條件，降低列車通過曲線時的速度限制與輪軌負荷。曲線半徑越大，列車可維持較高速度而不致承受過大的側向加速度。

3. 高速供電與牽引控制
   改善牽引供電系統、受電弓與架空電車線的匹配，確保高速行駛時穩定取電。牽引控制器則依行車需求調節馬達輸出；列車減速時，能以再生煞車將部分動能轉回電力系統，降低能耗與煞車設備磨耗。

4. 號誌、列車控制與通訊
   以車載號誌、自動列車控制及即時通訊傳送列車位置、速度與限速資訊，讓列車依路段條件維持安全速度，並在超速或前方狀況異常時自動介入煞車。