民生工程新面貌：未來的智慧型交通系統
98/02/06
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張堂賢｜
臺灣大學土木系暨研究所交通組
黃宏仁｜
臺灣大學土木系暨研究所
18 世紀中葉，瓦特改良了蒸氣機，使得原本依賴獸力運輸的人們進入了機械時代，這是第1次工業革命。19 世紀中葉，更多以電力、重工、化工為主的創新發明出現了，使工業進入了電氣時代，這是第２次工業革命。20 世紀末葉，電腦、網路、通訊技術等的發展，造成知識的快速流通，也影響了人們的日常生活及經濟活動。在這人類社會發展的 3 個重要進程中，都有一個共通點，就是交通和運輸的革新。
過去人們總以為，相較於以前的獸力運輸，機械化、電氣化的交通工具可以更大量且快速地運送人和貨物，並期待因此獲得更舒適的休閒生活，但事實未必如此。今日快速便捷的交通工具，使人們的活動半徑愈來愈大，造成政府必須開闢更多的公路、機場、港口，或建設更綿密的捷運、公車路網以滿足人們的需求。
但交通運輸系統的基礎建設往往無法趕上私人運輸工具的成長，也不能即時滿足經濟活動的急迫需求，因而形成擁擠現象。此外，快速、大量且頻繁的人與貨物移動，也產生了較以往更多的交通安全問題。因此，亟需一套聰明的方法以改善交通安全與效率。
智慧型運輸系統（intelligent transportation systems，簡稱 ITS）是一個跨時代的科技組合，包括了機械、電子、電機、資訊、通訊等技術，把它們應用於交通運輸系統的工程與管理上，能讓交通系統更安全、更有效率。ITS 廣泛應用在各先進國家的交通系統中並持續發展改進，大致可分為車輛單元及車外單元 2 大類。
車輛單元
「安全是回家唯一的路」，這是句耳熟能詳的宣傳詞。但人類畢竟不是機械，一定會有疲勞、失神等問題，因此凡是需要人為駕駛的交通工具，只要一上路，就隨時隨地暴露在危險的處境中。
旅行者搭乘交通工具從起點到目的地，通常是為了看電影、購物、上學、上班等經濟活動，很少是單純為了享受交通運輸的樂趣。因此交通工程師們更應該盡力為旅行者消災解惑，排除車禍、擁擠、迷路等可能的負面遭遇。
回顧汽車的發展，小汽車已由手排演進成自排，雖仍有些人獨鍾於手排車－－多半是為了享受操縱車輛的樂趣，但自排車輛仍是大多數人的選擇。讀者可以想像日常生活中的大型交通工具有無可能也從手排演進到自排，甚至變成完全自動駕駛呢？如此一來，我們上車後就可以安心地休息、欣賞風景、與其他人進行視訊會議等，更重要的是又能安全、快速地抵達目的地！
這個夢想並非天方夜譚，不久的未來，智慧車將應用尖端科技讓車輛單元具備車上導航系統、車輛防撞系統、車輛肇事求援系統等，以確保旅行者的交通安全。
車上導航系統 原本限制為軍方使用的全球衛星定位系統（global positioning system, GPS）、地理資訊系統（geographic information system, GIS）等資訊通信技術，在開放民生使用後，愈來愈多的運輸工具具備了這些功能，以幫助用路人規劃行程及管理車輛，現銷售於市面上的產品不勝枚舉，如：papago、mio、Tom Tom、eWay等系統。
車輛防撞系統 任何人為駕駛的車輛，都可能因疲勞、注意力不集中、年紀太大、反應不夠敏捷、情緒不佳等因素造成車禍。車輛防撞系統可彌補上述人類生理及心理的不完美，以提高行的安全。
車輛肇事求援系統 在發生事故後，若車上備有相關設備或路側架設著偵測設施，能立即向 119 通報求援，將有助於快速清理車禍現場，避免交通壅塞。
車外單元
車外單元共有 13 種常見的應用，分別概述如下。
智慧型電腦號誌控制系統 電腦號誌控制系統負責都市地區交叉路口管制的任務，其組成包括偵測設備、資料處理單元、控制邏輯、通訊設備等。偵測器就像電子眼，隨時盯著路上的交通狀況，並透過通訊設備回報給交通控制中心。交控中心的資料庫系統處理完資料後，再適當地調整紅、綠燈號誌顯示的時間。藉由這套系統，工程師可以監控、引導各種運具在路網中快速且安全地通行。
高速公路管理系統 和上述系統相同，高速公路管理系統由偵測設備、資料處理單元、控制邏輯、通訊設備等組成，共同完成高速公路管制、導引等任務，讓車輛快速且安全地到達目的地。
大眾運輸管理系統 大眾運輸管理系統應用各式通訊設備，如資訊看板、電腦、手機等，讓旅行者可以隨時掌握公車、捷運、火車等大眾運輸工具的動態，再也不必焦急、茫然地等候。
事件管理系統 事件管理系統的組成包含路況監視設備、應變機制、事故報導設備、事故清除機制等。在事故發生後，系統會通知即將進入事故地點的車輛，並建議替代道路，讓運輸系統保持暢通。
緊急救難系統 當緊急救難系統接獲求援訊息時，能在最短的時間內調派適當的人力、物力，並考量交通狀況，循最快的路徑到達事故現場。
電子付費及收費系統 電子付費及收費系統（ETC）主要由車輛辨識系統、車輛分類系統、執法系統、收費系統所組成，其功能在減少收費作業的人事成本、節省票證印刷及紙張開銷。駕駛者先在便利商店繳費或購買儲值卡，使用高速公路時就可快速通過收費站，享受電子收費的便利性。主管機關也可落實使用者付費的管理，提高高速公路的服務品質。
旅行者資訊系統 旅行者資訊系統可在旅行前、旅行中、到達目的地、返回出發點的整個過程中，提供旅行者相關的資訊。此外，旅行者也可透過這套系統，把擬好的行程發布在網路上，系統就自動代理訂票，包含車票、機票、飯店、遊樂園門票等，也可以藉由網路用戶的集體智慧，為旅行者設計一套既有趣又省錢的行程。
交通資訊管理系統 交通資訊管理系統蒐集來自路側偵測設施的資料、氣象資料、事故／事件資料等，處理成有用的資訊，再提供給用路人、交通工程師或環保、經濟單位分析、參考。
防撞及安全系統 駕駛人除了應用車上裝載的科技設備以有效閃避危險外，道路上的偵測設備也可以和車上設備溝通，共同達成避險的任務。
道路施工管制及維修系統 道路施工管制及維修系統可以在車輛進入施工地點前，提醒駕駛人提高警覺或建議繞行路徑，以增加行車安全及效率。
天氣預報系統 天氣預報系統可以提醒駕駛人，在進入濃霧、大雨、下雪路段前提高警覺，或建議繞行路徑以增加行車安全。
商用車輛管理系統 商用車輛如快遞運輸車、銀行運鈔車等若搭載這系統，公司就可以隨時查詢貨物送達與否，並監控車輛行進位置，確保貨物運送過程的安全及效率。
多種運具聯合運輸系統 在日常生活中，通勤族通常需要搭乘公車到捷運站換乘捷運到火車站，轉乘火車到另一車站後，再改搭公車抵達目的地，回程時旅程就倒帶運轉。這樣的通勤過程，共使用了公車、捷運和火車 3 種交通工具，常造成用路人極大的不便。多種運具聯合運輸系統能讓通勤者精確掌握各種運輸工具的動態、票價等資訊，計算最有利的接駁方式，並合理地減少轉乘過程的等候時間，快速到達目的地。
在不久的將來，上述各種智慧交通的功能，將因快速發展而日新月異。我們將看到家長再也不必接送小孩上下學，因為智慧車會安全準時地把學童載到學校，再在放學時間接回。當我們要出國旅行時，不必再遷就旅行社填滿血拼活動的趕鴨子行程，而可以上網徵詢，自然有熱心的網友或合適的系統協助完成訂票、訂房、訂餐、安排活動等手續。行前只要列印好所有付費憑證，就可以輕鬆享受美好的假期。
將來沒有人迷路，路上沒有塞車，沒有人因為交通事故死亡。你還在努力打起精神開車嗎？你還在上窮碧落下黃泉地尋找旅行資訊嗎？你還在每天早上上學怕遲到，晚上約會怕塞車嗎？智慧型運輸系統將幫助你告別這些煩惱。
