115 年 國立成功大學交通管理科學系碩士班丙組《運輸工程》

本題為名詞解釋題，旨在測試考生對運輸工程中幾個基本名詞的理解程度。

(一) 超高漸變 (Superelevation Runoff)
超高漸變是指在曲線路段，為了抵銷離心力，使車輛得以安全平穩地通過，而將路面外側抬高、內側降低的設計。這種設計使得路面相對於水平面有一個傾斜的角度，稱之為超高（Superelevation）。而「超高漸變」則是指在進入超高曲線前，路面高度逐漸變化的區域。這段區域的目的是讓路面的傾斜度由零（直線段）逐漸增加到設計的超高值（曲線段），以避免車輛在進入曲線瞬間因突然改變傾斜角度而產生不適感或不安全狀況。

(二) 安全行駛距離 (Safe Driving Distance)
安全行駛距離是指駕駛人從察覺到潛在危險，到車輛完全停止所需的總距離。這距離包含兩個主要部分：

1. 煞車距離 (Braking Distance)：車輛從開始煞車到完全停止所需的距離。此距離與車輛的初速度、煞車效率、路面摩擦係數以及路面坡度有關。
2. 反應距離 (Reaction Distance)：駕駛人從察覺危險到開始採取煞車動作之間，車輛所行駛的距離。

本題主要探討交通衝擊分析 (TIA) 的法源依據、分析項目，以及與運輸需求模式 (Four-Step Travel Demand Model) 的關聯性。

我國辦理交通衝擊分析 (TIA) 之法源依據：
在台灣，辦理交通衝擊分析 (TIA) 的法源依據主要來自於《環境影響評估法》及其施行細則，以及相關的交通政策與法規。

1. 《環境影響評估法》：該法規定，開發行為可能對環境造成不良影響者，應實施環境影響評估。而交通影響是開發行為對環境影響的重要面向之一，因此 TIA 成為環評的必要程序。
2. 《開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標準》：此細則中明確規定了哪些類型的開發行為（例如住宅區、商業區、工業區開發、大型公共設施興建等）需要實施環境影響評估，以及在實施環評時，應包含的交通影響分析內容。
3. 《交通部公路總局及所屬機關環境影響評估作業要點》：針對公路工程，交通部也有相關的作業要點，規範其 TIA 的執行。
4. 地方政府自治法規：各縣市政府也可能依據中央法規，訂定更細緻的 TIA 審查標準與程序。

交通衝擊分析 (TIA) 應包含之主要分析項目：
TIA 的主要目的是評估一項開發計畫（如新建住宅區、商業中心、工業園區、大型建築物等）對周遭交通系統所造成的衝擊，並提出改善對策。其主要分析項目通常包括：

1. 現況交通調查與分析：
   • 調查開發地點及其鄰近區域的現有交通流量、車輛組成、旅行模式、道路幾何、號誌系統、公共運輸服務、停車狀況等。
   • 分析現有交通瓶頸、壅塞路段、事故熱點等。
2. 開發計畫內容與行程產生預測：
   • 描述開發計畫的性質、規模、使用方式（如住宅戶數、商業面積、辦公室使用面積、停車位數量等）。
   • 根據開發計畫的特性，預測計畫完成後將產生的交通量（Trip Generation），包含進入（Inbound）與離開（Outbound）的行程數。
3. 交通分配與路網影響分析：
   • 將預測產生的交通行程，分配到鄰近的交通網絡上（Trip Distribution & Mode Choice & Assignment）。
   • 分析開發計畫對鄰近道路系統（交叉口、路段）的交通量、服務水準 (Level of Service, LOS)、延滯時間 (Delay) 等造成的影響。
   • 評估對公共運輸系統、行人及自行車交通的影響。
   • 預測開發完成後，鄰近區域的交通狀況。
4. 交通衝擊評估：
   • 量化分析開發計畫造成的交通壅塞、延滯、空氣污染、噪音、交通事故等衝擊。
   • 評估對周邊社區、環境品質的影響。
5. 交通改善對策研擬：
   • 針對評估出的交通衝擊，提出具體的改善建議，例如：
     • 道路工程改善：拓寬路口、增設左轉專用道、改善幾何設計等。
     • 號誌系統改善：調整號誌時制、增設協調號誌等。
     • 公共運輸導引：增加班次、改善站位、設置接駁設施等。
     • 交通需求管理 (TDM)：推廣共享運具、彈性上下班時間、鼓勵搭乘大眾運輸等。
     • 停車管理策略。
     • 行人與自行車友善設施。
6. 效益與可行性分析：
   • 評估所提出改善對策的效益（如減少延滯、提升LOS、降低污染等）與成本，判斷其可行性。

TIA 分析項目與 Four-Step Travel Demand Model 的比較：
Four-Step Travel Demand Model (四階段運輸需求模式) 是傳統上用於預測區域性或都市級別的長期交通需求模式，其基本流程包含四個階段：

1. 行程產生 (Trip Generation)：預測區域內各區域單元（Zone）產生的總行程數。

本題旨在探討公路設計中的「視距」概念，包括其意義、在平面曲線與豎曲線中導致視距不足的情形及評估方法，以及改善對策。

公路設計中「視距 (Sight Distance)」的意義：
視距是指駕駛人能夠清晰且無阻礙地看到前方道路的距離。它是一個安全性的指標，確保駕駛人有足夠的時間和空間來反應並採取適當的行動（如減速、煞車、變換車道或繞道）以避免潛在的危險。良好的視距是確保行車安全、順暢的基礎。

在平面曲線中導致視距不足的情形與評估方法：

• 情形：在平面曲線路段，內側視線受阻是主要問題。這通常是由於：
  • 曲線內側的土質邊坡、植被、建築物、廣告牌、擋土牆或其他障碍物。
  • 其他車輛、大型車輛在視線前方或曲線內側較近處行駛。
• 評估方法：
  • 設計視距 (Design Sight Distance, DSD)：這是交通工程師根據道路設計速度、駕駛人反應時間和車輛煞車性能所計算出的最小安全視距。
  • 視距檢核 (Sight Distance Check)：在設計平面曲線時，會利用幾何設計軟體或圖紙，在曲線上特定點（通常是駕駛人眼睛的位置）設定，並繪製一條視線。然後檢查此視線是否被內側的障碍物所遮擋。
  • 遮蔽角 (Angle of Obstruction)：計算視線與障碍物之間的遮蔽角，若大於或等於由設計速度決定的最小允許視線角度，則視距不足。
  • 水平視距 (Horizontal Sight Distance)：計算或繪製出駕駛人可見的水平距離，並與設計視距進行比較。

在豎曲線中導致視距不足的情形與評估方法：

• 情形：在豎曲線路段，視距不足主要發生在以下兩種情況：
  • 凸形曲線 (Crest Curve)：在山頂的凸形曲線，曲線頂點處的土方或障碍物（如土丘、建築物）會遮擋駕駛人看向遠方的視線。
  • 凹形曲線 (Sag Curve)：在山谷的凹形曲線，雖然通常不會有障礙物遮擋，但若設計速度高，車輛的頭燈照明不足，或路面本身存在高低起伏，也可能影響夜間或遠方的視距。然而，在日間設計中，凹形曲線的視距問題較少，主要與頭燈照明有關。
• 評估方法：
  • 設計視距 (Design Sight Distance, DSD)：與平面曲線相同，基於設計速度計算。
  • 凸形曲線視距計算：
    • 將駕駛人眼睛視為一個點，該點到路面的高度通常假定為 1.05 公尺 (42 英吋)。

本題探討鐵路道岔的運作機制，著重於轉轍器、岔心和護軌這三個關鍵構件如何協同作用，使列車得以順利變換軌道。

道岔 (Turnout) 的基本概念：
道岔是鐵路軌道的一種特殊結構，它允許列車從一條軌道分岔到另一條軌道，或匯合到同一條軌道。其核心功能是引導車輪從主線（或直行線）轉向側線（或彎曲線），或反之。

道岔的關鍵構件及其配合機制：

1. 轉轍器 (Switch Rails / Points)：

   • 功能：轉轍器是道岔最核心的活動部件，它由一對稱為「尖軌」(point rails) 的鋼軌組成。這對尖軌可以被機械裝置（如道岔轉換器）從一側滑動到另一側，緊貼在「基本軌」(stock rails) 上。
   • 運作機制：
     • 直行時：當列車要沿主線（直行）行駛時，尖軌會被推向基本軌的一側，使車輪沿著主線軌道前進，完全不接觸到岔枕 (tongue rail) 的尖端。
     • 轉向時：當列車要轉向側線時，尖軌會被推向另一側，與基本軌緊密貼合。此時，車輪會被尖軌引導，從基本軌轉向岔枕 (tongue rail) 的尖端，進而進入側線軌道。

2. 岔心 (Frog)：

   • 功能：岔心是道岔中兩個鋼軌（主線軌道與側線軌道）的交叉點。在交叉點，如果沒有岔心，車輪就會直接掉落到軌道間的縫隙中。岔心的作用是提供一個連續的軌道表面，引導車輪順利通過軌道交叉點。
   • 運作機制：
     • 結構：岔心通常由兩段稱為「尖端」(point) 的鋼軌和兩段稱為「根部」(heel) 的鋼軌組成，形成一個尖銳的 V 形結構，其尖端指向列車前進的方向。
     • 引導作用：當列車通過岔心時，車輪的輪緣 (flange) 會被岔心的「護軌」(guard rail) 引導，使車輪在通過交叉點時，不會撞擊到相對軌道的軌頭，而是順利地從岔心的尖端滑過，從而維持在預定的軌道上。

3. 護軌 (Guard Rail)：

   • 功能：護軌是與岔心相對設置的鋼軌，其作用是引導車輪的輪緣，確保車輪在通過岔心交叉點時，不會偏離軌道或撞擊到岔心的關鍵部位，從而防止脫軌。
   • 運作機制：
     • 引導輪緣：當車輪接近岔心時，其輪緣會緊貼在護軌的內側。

本題主要探討 Airbus A380 巨型客機起降對國內機場（非桃園國際機場）的基礎設施所帶來的挑戰，以及所需的工程改善措施，涵蓋空側、機坪和航廈設施。

Airbus A380 的特殊需求：
Airbus A380 是一款超大型廣體客機，其尺寸、重量、起降性能、旅客容量以及作業流程都遠超過一般客機，因此對機場設施提出了極高的要求。主要特殊需求包括：

• 尺寸：翼展約 80 公尺，機身長約 73 公尺，高度約 24 公尺。
• 重量：最大起飛重量超過 560 噸，對跑道、滑行道和機坪的承載能力要求極高。
• 旅客容量：標準配置可搭載 500-800 名旅客，對航廈處理能力要求巨大。
• 機型設計：部分 A380 機型採用雙層機艙設計，對登機門設計有特殊要求（如需要雙層登機橋或可伸縮式登機橋）。
• 作業需求：需要更大的滑行道寬度、迴轉空間，以及更寬敞的停機坪。

國內機場（非桃園國際機場）需進行的主要工程改善：

1. 空側設施 (Airside Facilities)

• 跑道 (Runways)：
  • 強度提升：需要對現有跑道的道面結構進行加固，以承受 A380 的巨大重量，防止道面沉陷或損壞。這可能包括加厚瀝青或混凝土層，或強化基層。
  • 寬度與淨空：雖然 A380 的起降對跑道寬度要求不高，但為了安全起見，需要確保跑道兩側的淨空區足夠，清除任何可能構成障礙的設施。
• 滑行道 (Taxiways)：
  • 寬度增加：滑行道需要加寬，以容納 A380 龐大的翼展，並確保其在滑行時有足夠的安全邊界。
  • 迴轉坪 (Turning Pads)：在跑道端或滑行道交叉口設置足夠大的迴轉坪，以便 A380 在狹窄空間內進行機坪或跑道頭的迴轉。
  • 承載能力：滑行道的道面承載能力也需要提升，與跑道的要求相當。
  • 淨空：確保滑行道兩側的淨空，特別是接近建築物或固定設施時。
• 導航助航設施 (Navigational Aids)：
  • 儀器導航系統：可能需要升級或加強儀器降落系統 (ILS) 或其他導航設備，以支援 A380 在各種天氣條件下的精確導航和降落。

2. 機坪設施 (Apron / Ramp Facilities)

• 停機位 (Parking Stands)：
  • 數量與規格：需要規劃和建造專門的 A380 停機位。這些停機位必須足夠寬敞，以容納 A380 的尺寸，並提供足夠的間隔距離（通常為 75-100 公尺）與鄰近的飛機或設施保持安全距離。