iThome

匝道儀控是控制高速公路車流量的重要手段,但是究竟需要控制哪一個匝道,才能有效紓解塞車?過去只能倚靠經驗法則做判斷,像是桃園的車流量常被認為是造成楊梅經常性大塞車主因,因而一遇楊梅路段塞車,高公局便會限縮桃園交流道南下匝道的車流量,但是實際造成塞車的車流量可能來自林口跟五股,錯誤的控管不只無法紓解塞車,反而會使匝道附近路段塞車回堵。

但是想掌握楊梅路段的車輛來自哪裏並非易事,高速公路局副局長吳木富表示,要了解車輛在高速公路移動的歷程,必須分析每一輛車經過起始與終訖交流道的旅次起訖表(Origin and Destination Table)。而ETC系統在高速公路全線有317個偵測門架,當每輛車經過門架時,系統便會抓取其ETC標籤的ID並輔以影像辨識車牌號碼,因此車輛在高速公路的完整行車歷程都會被記錄下來,每天的資料量達1,400萬筆,累積至今已達90億筆資料。吳木富說,當初規畫ETC系統時,就認為功能不應只有計程收費,也該用於交通管理上。

但是過去建立旅次起訖表非常不容易,除了須動員大批人力,而且錯誤率極高,吳木富計算著製作旅次起訖表的複雜度,1個交流道約需要有30個人負責記錄,因為有南下北上,而且又有左右之分,分工上需要有人負責回報經過車輛的車牌,另一人負責抄寫,一天輪3班,中山高速公路全線34個交流道,每做一次旅次起訖表調查,動輒需要上千人,不過即使出動了這麼多人力資源,吳木富說,正確率通常只有30%左右,因為過程中看車牌的人可能看錯,負責抄寫的人可能寫錯,輸入進電腦系統的時候也會打錯字,由於正確率太低以致可用性不足。吳木富說,ETC系統的正確率達99.8%。與過去旅次起訖表30%的正確率,已不可同日而語。

有了現代化ETC系統取代人工,高公局能統計出精準的旅次起訖表,使得智慧型交通系統能夠更精準控制車流,像是前述高速公路楊梅路段塞車的例子,從旅次起訖表便能知道每一部經過楊梅路段的車輛,是經由哪一個交流道上高速公路,而這項資訊隨著不同時間點變化,平日假日塞車的原因可能不盡相同,分析並尋找車流模式,再結合資訊可變標誌以及匝道儀控才能適當的調節車流量。

除了楊梅路段外,高速公路還有哪些易塞車路段?交通部統計處專員郭昌儒在交通部主辦的大數據分析在交通管理與服務應用研討會中,發表了許多分析ETC資料後的現象觀察。他表示,高速公路上65%車輛不會行駛超過20公里,僅做都會區內的移動,剩下三分之一的車輛會做跨城市的移動,但距離多數集中在短程的20到50公里間。

也由於大部份車輛只做短程移動,而多數塞車的原因來自這些車流量,像國道1號平日最常發生塞車情況是早上8點到9點的三重到臺北短程路段,發生塞車機率高達97.6%,也就是說,幾乎這個時間經過這路段的車輛必會遇到塞車,而多數車從三重交流道上後,都在臺北交流道下的車輛,占此路段整體車流量的四分之一,三重上圓山下的車輛也占15.8%。假日塞車的情況多發生在新竹到竹北路段,機率也有40.4%,多數車都是從竹北或是湖口下交流道,但也有不少車輛是到臺北地區,所以此路段塞車原因較為複雜,由都會型旅次與短中程旅次互相混雜。

相較於國道1號,國道5號南港往東部路段則是假日易塞車,早上10點到11點間南港到坪林路段是塞車高峰期達71%,下午則會有大臺北地區居民單日旅程的返家車潮,14點到15點頭城到石碇出現全日塞車最高峰達93.8。

高公局用ETC交通資料預測特定假期高速公路交通狀況,以104年端午節為例,現階段的系統對於連續假期起訖日的預測較精準,整體預測結果較為保守,但是圖表趨勢與實際車流量相同。圖片來源/高公局

 

ETC系統能精確的抓取車流資訊,便能了解每個路段的車況,國道5號逢假日必塞車中所皆知,尤其是南港至坪林路段,從此每15分鐘輛次與速率關係圖可得知,車輛有一大部分的速率落在極慢速的每小時20到30公里。圖片來源/交通部統計處

90億筆資料做交通預報

有了這些對路況的觀察,現在高公局已能做到預測高速公路的車流量走勢,以104年端午假期6月19日到21日路況來說,高公局所做的車流量預報都與實際情況趨勢相似,吳木富表示,雖然現階段的預報結果都較保守,但在假期起訖日的車流變化預測皆具參考價值。

除了強化現有的交控應用外,還能完成許多以前做不到的應用,吳木富舉了一個現在正在進行的案例,「氣象局做氣象預測,高公局也可以做路況預測」,甚至可以做到個人化的服務,只要提供旅程出發的時間以及地點,高公局便能算出行車時間,甚至建議民眾出發時間,以節省花費在交通成本。

ETC的資料能夠幫助相關單位更了解民眾使用高速公路的細節,分析車流量排解塞車,甚至進一步預報交通路況外,還能用以提升行車安全以及服務區品質。由於車輛經過每個ETC門架的時間都會被記錄,因此只要將兩個門架距離除以車輛行駛的時間,便能算出時速。統計2014年的紀錄發現,60%高速公路超速車輛出現在又直又寬的國道3號,不過超速車輛多數不會超過限速太多,60%的超速不會超過速限10公里,而車輛在假日比起平日開的更快,尤其是假日清晨,超速的車輛數量會大幅提升,郭昌儒說,可於這些超速高峰期加強取締與宣導。

而分析車輛利用服務區的狀況,發現最受歡迎的是清水服務區,每天平均有3,786輛車進入休息,第二名則是湖口休息區,每天也有3,603旅次。車輛在服務區休息的時間,72.5%會在1小時內離開,因此郭昌儒說,短時間服務能力與充足停車空間是服務區的改善重點。

原本需要申請的資料現在開放自由下載,雖然看似業務量下降,但是為維持穩定的資料服務,卻使得壓力增加了。──交通部臺灣區國道高速公路局副局長 吳木富

交通資料除了自用更要開放

高公局不只將ETC資料用於內部交通資訊系統,也在2015年6月30日將這些資料對外開放。高速公路上行車歷程經過ETC系統紀錄以及計算後,除了產生旅次起訖表外,還會產生另外7張交通資料表,而這些資料表會同時傳送至交通局北中南三區交控中心裡的旁收電腦。其中3張表格資料因涉及個人隱私,考量含有個人識別資料或是經過比對後能夠辨識出身份,所以不對外開放,其餘民眾皆可於政府資料開放平臺上自由取用,包含通行量統計、平均旅行時間、平均行駛速率、旅次平均長度以及旅次起訖資料。吳木富說:「收集的資料就是要拿來用」,在開放ETC資料之前,高速公路上原有的交通管理系統的資料,包含高速公路上的車輛偵測器、資訊可變標誌和閉路電視的資訊,早已對外開放。

只不過最大的差異在於,之前外界需要以申請的方式才能取得資料,吳木富表示,這是為了確保資料取得的品質,透過申請才能掌握使用人數,高公局以專線提供申請的學界單位或是廠商資料,在6月30日前已有52家加值業者申請,而之後便提供免申請自由下載的方式供外界取用,他說,因為要提供雲端的服務,費用增加了40至50萬元的成本,但是當這些資料能夠因為開放而發揮更大的價值,也是一件好事。

吳木富坦言,開放資料的確為他們帶來一些壓力,雖然從原本需要申請到自由開放,免除了需要人力審核的程序,看似減少了業務量,不過,由於開放後有更多人使用高公局所開放的交通資料,因此系統必須維持一定程度的可用性,像是資料格式不能任意變更、服務不能中斷或是建立系統發生問題時的回報機制等。

光纖也是實現ETC大資料分析的關鍵

在開放資料之前,當系統發生問題,影響的只是高公局內部的系統,一旦資料開放,系統不穩導致開放的資料無法即時更新,連帶外部廠商都會受到影響,因此確保高速公路上各種感測器資料能順暢回傳主機,是維持開放資料服務品質的關鍵之一。而光纖是資料的高速公路,其舖設工作也是高速公路建置的重要工作,吳木富表示,早在民國73年建置中山高速公路的時候,就已鋪設全臺灣第一條長距離的光纖,用以支援交通控制系統。

不過,儘管交通管理系統功能怎麼先進,只要光纖被破壞,資料無法從高速公路端回傳,一切服務也就無法運作,保持資訊服務的品質,回到了最基本硬體設施的建設與保全,高公局除了管理高速公路交通外,還要與偷光纖的小偷玩官兵捉強盜的遊戲。

高速公路配置眾多管線,光纖只是其中之一,而值錢的電纜是小偷瞄準的目標,尤其是吊掛在橋樑外的管線屢遭破壞,因為只要橋樑兩端管線剪斷,就能將整段電纜帶走,不過小偷分不清楚哪些是電纜,總是不分青紅皂白的把所有管線全部剪斷,導致高速公路網路線路時常斷線。

高公局想過了許多阻止小偷破壞光纖的方法,一開始是想在管線上標示名稱,希望小偷盜取電纜的時候,能夠精準的拿走纜線就好,而不要連帶破壞其他的部分,不過,這仍是治標不治本的方法,吳木富說,他們從民國99年開始,管線預防偷竊計畫,主要有三個精神,就是要讓小偷進不來、不好偷以及贓物不值錢,具體作為像是封住人孔、手孔和機房等管線暴露的場所,或是在管線中灌膠,讓電纜被剪斷後抽不走。他表示,這項計劃實施後在一年內失竊率下降50%,兩年後僅剩10%。

雖然成功阻止了小偷破壞光纖,不過,這場光纖保衛戰還沒結束。吳木富表示,下一階段執行的計畫是防管線遭施工挖損,由於許多施工廠商未依施工前先探測的程序,埋在地下的管線上方多鋪有警示塑膠帶,開挖時應該一層一層的將土石撥開,但是廠商求快通常怪手一下就向下深度挖掘,當管線較淺層時,管線容易遭怪手挖斷,雖然高速公路現在的網路架構是採雙迴路設計,即使有一端中斷,仍然不影響資料回傳,但是總要付出維修成本,因此避免可避免的疏失,是計畫的實施重點。

誰說假日去宜蘭一定塞車,分析異質資料破解塞車關鍵

雪山隧道開通,從民眾臺北到宜蘭變得方便許多,每逢假日在國道5號必會遇到塞車,但是交通部運輸研究所組長蘇振維卻說,並非如此。他們從2015年6月開始著手,將大資料技術應用於北宜交通預報與預警機制的計畫,目的是希望建議民眾到宜蘭旅遊時,該怎麼規劃行程,才能避開塞車時段。這項計畫的範疇不僅僅是國道5號,還擴及宜蘭熱門開放地區或是遊憩景點。

由於計畫才剛開始,他們先對塞車的成因做了一些觀察,蘇振維說,民眾的預期心理是決定國道5號塞車與否的關鍵,而民眾預期心理受多種變因影響,他們收集五大類型的異質資料,試圖找到變因相對應的資料來源,包括交通特性、觀光遊憩、天氣、網路輿情以及閉路電視,因此除了ETC系統、車輛偵測器的資料外,還需要監控客運與臺鐵的人潮,景點遊客人數與住宿率、天氣預報以及關鍵字搜尋頻率等資料,綜合以上資料才能描繪出宜蘭交通的輪廓。

蘇振維表示,他們分析了變因之間的交互關係,以較單純的狀況舉例,僅考量日期型態與天氣2種變因。他說,一般假日下雨時民眾前往宜蘭的意願大減,因此國道5號的路況很順暢,當一般假日放晴時則會有小規模零星的塞車,但是只要遇到連日雨後放晴的假日,則會發生嚴重塞車。

他以更複雜的例子,進一步解釋變因之間的關係,綜合季節、日期型態、天候以及宜蘭大型活動等因素,經過分析歷史紀錄,即使是暑假假日的童玩節,只要是下雨便不會有塞車情況,頂多只有活動的路口壅塞,但是只要是連日雨後放晴,暑假假日前往童玩節遊玩的民眾便會爆增,活動地點的周邊道路皆會大塞車。

交通部運輸研究所組長蘇振維說,分析過去北宜的交通歷史資料,發現連續假日的交通流量的特性都相似,假期第一天與最後一天出現車流高峰,而假期間則普遍車流量較低。(圖片來源/交通部運輸研究所)


Advertisement

更多 iThome相關內容