民國115年 高考三級 交通技術 運輸學與運輸工程考古題
民國115年 高考三級 交通技術 運輸學與運輸工程收錄考選部官方試題，共 6 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請簡述「運輸」的定義，並藉此框架延伸說明「運輸系統管理」
（Transportation System Management, TSM ）與「運輸需求管理」
（Transportation Demand Management, TDM）各自代表著何種解決交通
問題的思維？（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、運輸的定義：運輸（transportation）是指利用運具、路權與場站，將人或貨物在空間上產生位置移轉，以克服距離與時間障礙，創造場所效用（place utility）與時間效用（time utility）。運輸系統由運具、路權、場站、營運組織與資訊五要素構成，產出則以旅次（trip）與延噸公里衡量。
- 二、運輸系統管理（Transportation System Management, TSM）的思維：TSM 屬供給面管理，在不增闢道路的前提下，以交通工程與管理手段提升既有設施的效率，例如號誌連鎖、匝道儀控（ramp metering）、調撥車道、公車專用道、路口轉向管制與智慧運輸系統（ITS）監控。其特性為短期、低成本、可快速見效，但效果受道路容量上限限制。
- 三、運輸需求管理（Transportation Demand Management, TDM）的思維：TDM 屬需求面管理，透過價格、土地使用、資訊與服務設計，改變旅次的時間、空間、運具與總量，例如擁擠費（congestion pricing）、差別費率、共乘（carpool）、彈性上班、大眾運輸定期票與停車轉乘（Park and Ride）。目的在抑制小客車需求或將其移轉至大眾運輸。
- 四、兩者互補與限制：TSM 改善供給效率，TDM 抑制需求成長，實務上多採「先管理、後擴建」原則。限制在於 TSM 的容量提升有上限，TDM 則涉及民眾接受度、公平性與政治可行性，須搭配執法、宣導與票價設計，方能形成永續的運輸治理架構。
假設某都市擁有捷運、公車及共享運具等多種運輸系統，請單就「營運
層面」具體說明應如何將這些系統進行有效整合？（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、票證與付費整合：以悠遊卡、一卡通等電子票證及 TPASS 定期票為基礎，推動捷運、公車、共享運具「一票到底」與跨運具轉乘優惠；並建立票收清分機制（clearing house），依實際搭乘里程與人次拆分票款，確保各業者獲得合理收益。
- 二、資訊與平台整合：透過開放資料（GTFS、GTFS-RT）與單一 App 提供即時到站、轉乘路徑規劃與異常通報；建置交通行動服務（Mobility as a Service, MaaS）平台，整合運具搜尋、預約、付款與驗票，並於事故或改道時同步推播，降低旅客的資訊落差。
- 三、班次與路網整合：以捷運為骨幹、公車為接駁（feeder），依捷運時刻表調整公車班距，使轉乘等候時間最短；共享運具（自行車、機車、汽車）設於場站周邊，補足最後一哩（last mile），並依旅運需求動態調整投放量與調度。
- 四、組織與應變整合：成立聯合調度中心，統一服務水準（班距、可靠度、擁擠度）與績效指標（KPI），並以契約與補貼連動；遇大型活動、天災或事故時啟動聯合疏運與跨業者運能支援，並定期召開協調會議檢討轉乘與準點表現。
請說明「運輸管制」（Transportation Regulation）的意義及管制的必要性。
（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、意義：運輸管制（transportation regulation）指政府基於公共利益，以法令對運輸事業的參進退出、費率、服務水準、路線、安全與財務所為之規範。可分經濟管制（費率、參進、退出）與社會管制（安全、環保、勞動條件）兩類，屬政府管制（government regulation）的一環。
- 二、管制必要性—市場失靈：軌道、管線等具規模經濟與沉沒成本，易形成自然獨占（natural monopoly），須防止獨占訂價與差別待遇；運輸亦產生污染、噪音、事故與擁擠等外部性（externality），須以管制或費率將其內部化；並避免削價之破壞性競爭導致服務品質下降。
- 三、管制必要性—公共利益：運輸具公用事業性格與網路協調需求，須確保偏鄉與弱勢的基本運輸服務（universal service）、跨運具轉乘與行車安全；在資訊不對稱下，費率與服務資訊須透明，以保障消費者權益並維持系統整體效率。
- 四、手段與限制：常見手段包括營業許可、費率上限（price cap）、服務義務（public service obligation, PSO）、安全監理、補貼與交叉補貼。惟管制可能產生管制俘虜（regulatory capture）、僵固與效率損失，故各國趨向鬆綁（deregulation）與民營化，改採誘因管制與績效監理。
人工智慧（Artificial Intelligence, AI）的迅速發展，正深刻影響全球產業
的運作模式與競爭態勢。面對此一科技趨勢，運輸服務業亦須積極運用
AI 技術，以推動營運效率與服務創新，達成數位轉型之目標。請從「營
運管理」、「安全維護」以及「永續發展」三個面向，具體論述並說明其
應用效益。（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、營運管理面向：以機器學習進行旅運需求預測（demand forecasting），據以動態排班與車輛調度；應用路線最佳化與收益管理（revenue management）調整票價與艙位；以預測性維修（predictive maintenance）降低非計畫停機；並以智慧客服、自動化倉儲與駕駛行為分析提升生產力。
- 二、安全維護面向：導入先進駕駛輔助系統（ADAS）、疲勞與分心駕駛偵測（driver monitoring）、軌道異物與落軌影像辨識、橋梁隧道無人機巡檢及邊緣運算即時警示；並以事故風險模型預測高風險路段與時段，將事後調查轉為事前預防。
- 三、永續發展面向：以 AI 優化加減速曲線、班表與充電調度，降低能耗與單位碳排；提升載客率與共乘媒合，減少空駛里程；並結合碳排盤查與揭露（ESG），支援運具電動化與能源轉型之決策。
- 四、應用效益與挑戰：效益在於降低成本、提升準點與可靠度、增進旅客體驗與安全水準。挑戰包括資料治理與個資保護、演算法偏誤與可解釋性、資安風險、自駕事故之責任歸屬與法規調適，以及人才與導入成本，宜採分階段試辦並評估成效。
政府自2000 年起開始推動「臺鐵都會區捷運化」政策，試論其成效以及
其對於臺鐵的營運有什麼正、負面的影響。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、政策背景與內涵：政府自 2000 年起推動「臺鐵都會區捷運化」，配合國家發展重點計畫，於都會區增設通勤車站、縮短站距、加密班次，採購 EMU700、EMU800 等通勤電車，並推動鐵路立體化、電子票證與站區開發，期使臺鐵兼具城際與都會通勤雙重功能。
- 二、供給與需求面成效：都會區車站密度與班次明顯增加，北部路段尖峰班距縮短至十餘分鐘，通勤運能提升；配合捷運、公車轉乘與電子票證，短程旅次成長，部分平交道消除亦改善交通安全與都市縫合，站區開發帶動大眾運輸導向發展（TOD）。
- 三、對營運的正面影響：短程通勤客源擴大，提升路線使用率與票箱收入；通勤電車與跳站服務增加調度彈性；站區開發與附屬事業收益成為業外財源；並強化臺鐵在都會運輸中的骨幹與接駁角色，提升公共運輸市占率。
- 四、對營運的負面影響：區間車大量增班壓縮路線容量，排擠對號列車與貨運，西部幹線長途旅行時間延長、準點率下降；新站人事與維護成本增加，短程票價偏低且費率多年未調整，導致虧損擴大與交叉補貼爭議；站站停亦使平均營運速率偏低、尖峰擁擠。
- 五、課題與精進建議：司機員、站務與維修人力不足，夜間養護時間被壓縮，事故應變能力受限。建議推動號誌更新與容量提升（如三軌化、縮短閉塞區間），以跳站與快速通勤列車區隔市場；建立票價調整與補貼機制、以資產開發收益回饋本業，並與捷運、公車明確分工，透過聯合調度與績效指標提升路網效率。
土方的處理是各種運輸工程建設中的重要一環。請說明土方處理的基本
原則，並列舉兩種土方平衡的方法，說明其原理和作法。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、基本原則—挖填平衡與運距最短：土方處理首重挖方與填方在數量、時程與地點上的均衡，減少借土與棄土；並以最短運距、最少搬運工作量為目標，降低運費、工期與碳排。規劃時應繪製土方調配圖，並考量施工順序與臨時堆置空間。
- 二、基本原則—土質適用、壓實品質與法規環保：依統一土壤分類法（USCS）或 AASHTO 分類判定土方適用性，良質礫石、砂性土優先用作填方，膨脹土、有機土與高含水率土須改良、置換或棄置；填方應分層壓實並控制含水量，以工地密度試驗檢驗壓實度。另須依廢棄物清理法及土石方資源堆置處理場規定擬具處理計畫，防止逸散、遺撒與非法棄置。
- 三、方法一：土方調配圖法（Mass Diagram）之原理：以里程為橫軸、累積淨土方（挖方減填方）為縱軸繪製累積曲線，曲線上升段表示挖方剩餘、下降段表示填方不足；任兩點的水平距離即為運距，曲線與橫軸所夾面積代表搬運工作量（station-meter），面積越小者越經濟。
- 四、調配圖之作法與判讀：先計算各斷面挖填體積並逐段累積，繪出累積曲線；曲線最高點與最低點分別為棄土與借土之候選位置，兩點間距即平均運距。實務上以「面積最小」為原則決定調配方向，並比較免費運距（free haul）與超運（overhaul）成本，據以選定棄土場與借土區。
- 五、方法二：線性規劃（Linear Programming）調配法：將各挖方區與填方區視為供需節點，以總運輸成本（單價×距離×數量）極小化為目標函數，限制式為各區供需平衡與容量上限。作法為建立成本矩陣並以單純形法求解，得最佳調配矩陣，適用多借土區、多棄土場之複雜工區；惟須注意鬆方與壓實方之體積換算（膨脹係數 swell、收縮係數 shrinkage）及棄土場容量限制。