地特四等申論題
107年
[交通技術] 交通工程概要
第 一 題
📖 題組:
四、假設某高速公路之車流速率-密度關係為線性。若其自由流速率為 90 KPH、壅塞密度為 100 VPK,試回答下列問題:(每小題 5 分,共 25 分)
四、假設某高速公路之車流速率-密度關係為線性。若其自由流速率為 90 KPH、壅塞密度為 100 VPK,試回答下列問題:(每小題 5 分,共 25 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (一)
繪出流量-密度-速率(q-k-u)關係圖。
思路引導 VIP
本題考查 Greenshields 線性交通流模式。看到速率-密度為線性,應立刻計算出臨界密度、臨界速率及最大流量(容量),再依據這些關鍵參數,精確描述並標示出 u-k(直線)、q-k(拋物線)、u-q(拋物線)三張基本關係圖的形狀、頂點與截距。
小題 (二)
寫出速率-密度(u-k)、流量-密度(q-k)方程式。
思路引導 VIP
看到「速率-密度關係為線性」,應立刻聯想到葛林希德(Greenshields)巨觀交通流基本模式。先代入自由流速率(uf)與壅塞密度(kj)求出 u-k 關係式,接著利用交通流基本方程式(q = u × k)展開,即可輕鬆推導出 q-k 二次拋物線方程式。
小題 (三)
計算最大流量。
思路引導 VIP
看到「速率-密度關係為線性」,應立即聯想到 Greenshields 模式。利用交通流基本公式 q = u × k,結合最大流量發生在臨界速度與臨界密度(即自由流速率與壅塞密度的各一半)的特性,代入公式求解即可。
小題 (四)
當流量(q)等於 900 VPH 時,試自駕駛者觀點描述當時的車流狀況。
思路引導 VIP
看到給定線性速率-密度關係與特定流量時,應立即想到巨觀交通流基本方程式(q = u × k)與 Greenshields 模型,將產生一元二次方程式並解出「兩個」密度/速率組合。答題關鍵在於必須「分別針對非壅塞與壅塞兩種狀態」,從車距、車速、超車自由度及心理壓力等主觀感受來論述駕駛者觀點。
小題 (五)
分別計算在最大流量與壅塞密度時的平均時間間距(Headway)與平均空間間距(Spacing),並說明其合理性。
思路引導 VIP
看到「線性關係」立刻聯想 Greenshields 巨觀交通流模型,由自由流速率與壅塞密度推導出最大流量狀態的速率與密度。接著代入微觀參數公式:平均空間間距等於密度的倒數(s=1/K),平均時間間距等於流量的倒數(h=1/q),最後依據實際駕駛行為與物理現象解釋數值合理性。