臺灣引進平面輕軌號誌設計配合之探討

一、前言

二、平面輕軌安全課題分析

三、平面輕軌事故統計分析

四、輕軌對號誌設計與交通工程設施影響分析

（一）列車長度

新型的輕軌電車多以「模組化」的概念進行設計，透過不同模組的組合，產生介於20至45公尺不同的基本列車長度。實務上較常採用三種典型的基本列車長，分別為：18至21公尺、30至35公尺、40至45公尺，透過連結多組的基本列車，可以進一步延長輕軌列車的總長度，德國的規範允許平面輕軌電車連結後之總長度最長為75公尺。【6】

輕軌電車長度對號誌設計最主要之影響為時相轉換時「清道時間」的計算。設置清道時間之意義，在於讓黃燈最後一秒車頭才通過停止線之車輛，車身能夠安全地在衝突流動抵達之前離開衝突點。當控制輕軌電車的號誌，採用與一般機動車輛相同的公式與參數計算清道時間，可能發生輕軌電車在綠燈結束時清道時間不足的問題，因而影響接續進入路口車輛與行人的安全。但另一方面，若任意延長輕軌之清道時間，將可能導致時相轉換時，損失時間過多的問題，因而影響路口運作效率。

因此當台灣引進平面輕軌系統時，應該檢討現行清道時間之公式與參數，是否能繼續套用在輕軌車流，此外應該同時研究如何避免時相轉換之總時間長度，不會因為單一運具清道時間的延長，而導致整體路口運作效率降低。

（二）減速率

一般機動車輛的平均減速率可達到2.5 m/s2，緊急情況下只要鋪面與輪胎狀況允許，減速率可以達到4.0 m/s2【3】。相較之下輕軌電車的減速率設定值，是由旅客的舒適度來決定，當加減速率超過1.3 m/s2時，站立的旅客將明確感受到此變化甚至感到不舒適，因此正常營運狀況下，輕軌電車的加減速通常設定在0.9～1.3 m/s2之間，只有在緊急情況下，輕軌的減速率是由鋼輪與鋼軌的摩擦係數來決定，透過煞車系統之選擇，最大可達到2.75 m/s2。【3】機動車輛與輕軌電車在不同的速度下，因為不同的減速率所導致不同的煞車時間與距離，整理如表1所示。

表1 輕軌電車與機動車輛煞車時間與煞車距離比較表

輕軌減速率對於號誌設計之主要影響為黃燈時間。若平面輕軌的黃燈時間比照現行機動車輛之參數進行設計，考量輕軌煞車所需的時間與距離較長，可能發生輕軌電車在綠燈結束時，無法及時安全煞停在停止線前方的情況，因此當台灣地區引進平面輕軌時，必須一併檢討此種特殊軌道交通工具的黃燈時間特性及需求。

（三）緊鄰路口的車站

當輕軌軌道設置在道路中央的隔離路權上時，考量旅客的可及性及穿越道路抵達車站的方便性，通常會將車站設置在緊鄰路口的位置【1】，並根據現場狀況不同，設置在路口的進端或遠端。當輕軌車站設置在路口遠端時，其行駛特性將類似於路口無設站的情況；若設置在路口近端，則其行駛特性根據德國設計規範，係在任何情況下均假設輕軌電車從靜止開始，以營運加速率加速至營運速度的過程中穿越路口【3】。

因此輕軌車站的存在與否，以及設置於路口近遠端，都將影響輕軌電車在時相轉換時之駛越時間（綠燈結束至車頭抵達停止線時間）、清道時間（車頭從停止線至車尾通過衝突點時間）、以及駛入時間（綠燈開始至抵達衝突點時間），目前台灣的設計規範，並無針對輕軌電車設站情況在這些時間的計算公式與參數，因此當台灣地區引進平面輕軌時，應該考慮加以檢討與補充。

（四）額外的衝突點

設置於道路中央的隔離輕軌軌道，在路口將可能與平行方向的左轉車流產生衝突，這些汽機車在左轉的過程，根據長久以來的駕駛習慣，通常只會將注意力集中在對向車流的空隙，或是路口遠端之左轉綠燈箭頭上，很少特別去注意左後方是否有來車。但是當引進平面輕軌之後，行駛在道路中間之輕軌電車，通常會跟平行方向直行的汽機車車流於同一個時相一起開放，這時如果左轉車流沒有透過左轉專用時相予以保護，將可能發生直行的輕軌電車與左轉汽機車的衝突。

但是即便如此，台灣長久以來的左轉駕駛習慣，是不管有無左轉專用時相，只要對向的直行車流有空隙，便馬上進行機會左轉，完全無視於直行車流之綠燈燈號為「圓形綠燈」或「直行加右轉箭頭綠燈」，此時若有一台輕軌正好要通過路口，將可能撞上正在左轉之汽車，即使該路口號誌有左轉專用時相的設計。因此如何透過號誌與交通工程設計，讓台灣的駕駛人明白區分「直行方向綠燈時能否左轉」之差異，將是台灣輕軌安全營運很重要之課題。

此外根據台灣行之有年的駕駛方式，左轉的汽機車當直行方向顯示為綠燈時，不管有無左轉保護時相，習慣先將車子開超過停止線，然後停等在路口中央之「左彎待轉區」上（不管有無劃設左彎待轉區標線），但是當平面輕軌設置在道路中央時，這個待轉區域將與軌道區域重疊，如果左轉汽機車駕駛依舊習慣將車子停等在這塊區域上，即使左轉汽車守法地等待左轉專用時相，仍然可能在等待的過程中被輕軌攔腰撞上。

另一方面，輕軌電車亦可能與橫交道路之車流產生衝突，特別是與橫交道路左轉的車流。這些左轉車流在沒有左轉專用時相或先行後行等保護時間設計的情況下，通常必須在路口中間等待對向車流的空隙機會左轉，然而這個停等的區域正好也是輕軌軌道經過的區域，當橫向車流的時相結束時，如果這些左轉的汽機車無法在輕軌進入路口時順利清空，將可能阻礙輕軌穿越路口，甚至被輕軌從側方撞上。

另一種潛在的衝突點，是行人跨越輕軌軌道的衝突。由於相較於汽機車，輕軌電車行經行人穿越道的頻率與次數較少，因此行人經常疏忽跨越軌道時的風險，特別是行經連續穿越車道與軌道的行人穿越道時，經常只注意跨越車道之風險，卻忘了跨越軌道之風險，因此必須透過適當的交通工程設施，提高行人穿越軌道時的注意力。

輕軌電車與汽機車潛在的衝突，可以透過時相的選擇、額外的清道時間、以及左轉駕駛行為的調整來事先加以避免，但是要調整駕駛行為，必須透過標誌、標線、號誌的調整，加上事先長期的宣導，才有可能讓大部分的汽機車駕駛瞭解並適應新的行車方式。因此台灣在引進平面輕軌系統之前，必須先檢討既有交通工程設施的設計方式，針對有輕軌通過的路口，進行必要的交通工程設施調整，但是調整的幅度又不能過大，避免台灣的駕駛無所適從，然後還要透過事先長期的宣導，告知駕駛者此類路口特殊的交通控制與行車方式。

（五）優先號誌

基本上，路口號誌設計會先以汽機車的車流續進作為主要考量，當某條道路設置輕軌之後，由於停靠站時間變化的影響，輕軌電車將無法與平行方向的汽機車一樣，持續停留在綠燈續進帶中，這時必須透過主動的號誌控制，例如延長輕軌號誌的綠燈時間、縮短輕軌號誌的紅燈時間、插入輕軌專用時相、或是調整時相順序等方式，來賦予輕軌優先通行權，此為一般所稱之優先號誌。

優先號誌的實施，不可避免地會對既有路口的車流運作產生影響，而且當輕軌班次越密集，或車流量越接近路口容量上限時，造成的擾動程度將越大。台灣許多路口，在尖峰時段都非常接近路口容量的上限，為了避免輕軌優先號誌變成阻塞交通的眾矢之的，必須透過車站站位的選擇、優先號誌控制邏輯的設定、限制輕軌取得優先權的條件、或是針對優先號誌本身的設計進行調整，以減少優先號誌運作對於車流的影響，但又不至於讓輕軌系統失去競爭力。

此外優先號誌在運作時，接近路口的輕軌電車會發出所謂「預告訊號」，讓路口號誌控制器有充裕的時間進行號誌時制的調整，為了增加控制器運作的彈性，預告訊號會儘可能地提早發出，根據國外的經驗，預告訊號一般在路口前方300至500公尺前發出，但這在台灣狹小的街廓幾乎很難實現，因此在不影響優先號誌功能的前提下，如何縮短預告訊號所需的距離，將是台灣在進行平面輕軌路口優先號誌設計，所要一併解決的課題。

輕軌電車對於號誌運作與路口設計產生的影響及背後原因整理如表2所示。

表2 輕軌特性及造成之影響

五、結語