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公路運輸系統建設乃國家經濟發展與現代化之關鍵，因此國際先進國家無不致力於發展現代化公路，以提升運輸之便利性，進而帶動國家與區域內之平衡發展。

根據Nature雜誌估計，到2050年，都會區人口數將占全世界人口數的60%，人口高度聚集於都會區，將對都會區內公路系統產生衝擊，當道路建設速度無法跟上人口成長速度時，交通壅塞、噪音等問題接連浮現，將無時無刻衝擊著人們的生活品質。

隨著都會區人口成長和環保意識高漲，傳統的道路管理或建設思維，將無法滿足快速成長的旅運和綠色運輸服務需求，要如何藉由第五代行動通訊（5th Generation Wireless Systems，以下簡稱5G）的相關應用，以提高公路服務水準（Level of Service，LOS），是未來政府交通部門的一大挑戰。本文依據（１）現今公路管理面臨之挑戰、（２）5G智慧公路新契機、（３）5G智慧公路國際實證案例等三大面向，探討在公路場域導入5G應用服務後，可帶來何種效益，並提供我國相關場域單位、技術提供者規劃參考，相關挑戰與契機說明如下：

財團法人台灣經濟研究院研究一所\魏子翔 助理研究員

壹、 現今公路管理面臨之挑戰

隨著世界人口持續成長，各大都會區運輸服務需求急速增加，交通壅塞和都市內環境汙染現象日漸嚴重，本文將從傳統道路安全性、都會區交通壅塞問題和環境影響三大層面，探討現今道路管理面臨的挑戰。

一、傳統道路安全性

根據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）提供數據顯示，2020年全世界每年有超過135萬人因交通事故而死亡，另造成20到5,000萬人受到非致命傷害。每次交通事故所導致的成本高昂，除了車輛修復、車禍處理和損害賠償等直接成本外，亦包含住院醫療費用、喪葬費用和緊急事故救災等間接成本，在都市人口高度密集下，如何設計一條安全的道路供民眾安心使用，是交通管理單位須面對的首要挑戰。

二、都會區交通壅塞問題

交通壅塞可分為重現性壅塞（Recurrent Congestion）和非重現性壅塞（Non-recurrent Congestion）兩大類，所謂重現性壅塞，即時常重複發生於特定地區或路段的交通壅塞情況，如平日上下班車潮或假日特定景點前的塞車情況；而非重現性壅塞則包含道路封閉、施工管制等預期性事件和交通事故、車輛故障、掉落物品等突發性事件兩類。都會區壅塞多屬於重現性壅塞，且若持有車輛人數持續上升，壅塞情況將愈趨嚴重。因此，如何透過運輸系統管理（Transportation System Management，TSM）和運輸需求管理（Transportation Demand Management，TDM）等措施，以降低都會區交通壅塞情況，將是未來交通管理單位面臨的第二個挑戰。

三、環境影響：交通壅塞導致之環境影響和經濟損失問題

隨著經濟蓬勃發展，都會區大型購物中心或摩天大樓等大型基地建置遍地開花，進而吸引人潮並帶動周邊商機，然而若未搭配對應交通計畫，將導致都會區塞車問題加劇，且尤其在假日尖峰時段交通壅塞問題更為嚴重，造成經濟損失（如時間成本或燃料成本等）。

在環境影響方面，根據聯合國報告，2019年都會區二氧化碳排放量占全世界總排放量的71至76%，而都會區的運輸部門中，有超過六成的二氧化碳排放量可歸因於私人運具之使用。若都會區政府單位無法提供完善的大眾運輸服務和引導電動車市場發展，隨著都會區人口日益增長，恐會產生更多二氧化碳排放量，進而威脅民眾健康。綜上所述，要如何兼具環保與經濟問題，是未來交通管理單位面臨的第三個挑戰。

貳、 5G智慧公路新契機

自2000年起，許多國家陸續藉由國家級公路交通安全改善計畫和願景，除藉由傳統交通工程手段來提高道路安全性，也希望藉由5G、雲端運算、人工智慧等先進技術來打造智慧公路，並以提升交通管理和道路安全為主要目標。

一、提高道路安全性

政府部門與車輛製造商共同致力於提升道路安全性，期盼可藉由高科技改善交通效率、效能與確保用路人安全。目前在交通安全方面，5G技術常應用於先進車輛控制及安全系統（Advanced Vehicle Control and Safety System，以下簡稱AVCSS）和緊急救援管理服務（Emergency Management Service，以下簡稱EMS）。

其中，AVCSS乃藉由結合車輛中的感測器、電腦和通訊科技，以提供輔助用路人駕駛和提升安全性的服務，常見功能如防撞示警系統、自動巡航系統和車聯網等。

另外，EMS則可透過結合5G技術之低延遲和高速率等特性，使該技術有助於災害救援，在危難發生時，透過5G結合影像辨識技術可即時偵測事故種類和地點，協助救援車輛規劃最佳路線，並對事故地點周遭車輛發出告警，同時於最短時間內有效排除事故，降低事故帶來之損失。

二、強化交通管理措施

5G技術的導入使先進交通管理系統（Advanced Traffic Management Systems，以下簡稱ATMS）得以快速發展。ATMS乃智慧運輸系統之核心與基礎，其運作模式為利用路側監控系統，將所蒐集的交通數據即時回傳至各地交通控制中心，當交通控制中心接收後，將進行數據整理與分析，最終制定區域性交通管理措施，同時將相關管制資訊即時傳送給用路人。目前ATMS相關應用，如智慧匝道儀控（Ramp Metering）、事件偵測、最佳路線規劃和車輛辨識等。

另外，上述所蒐集的資訊，皆會藉由資訊服務系統（Information Management Service，IMS）進行管理，透過5G低延遲與高速率即時回傳至交通控制中心後，並搭配雲端儲存技術，將各項資訊進行整合與歸檔，作為分析道路使用趨勢和預測未來交通量等項目之基礎，提升各種運輸系統服務效率。

參、 5G智慧公路國際實證案例

目前國際大廠Cisco的Connected Roadways實證計畫已於澳洲雪梨（Sydney）展開場域實證，以協助都會區於既有基礎設施上建立智慧公路為策略。該計畫藉由5G技術快速傳輸道路訊息給車輛、用路人和交通控制中心外，也協助其蒐集道路使用資訊，以即時建立最適合的交管措施，如依照車流量來調整交通號誌時制，避免因紅燈秒數過長而使車流延滯（Delay of Traffic Flow）增加。此計畫成果顯示，相較於傳統道路管理方式，具有以下優勢：

1. 結合人工智慧（Artificial Intelligence，AI）影像辨識技術，全天即時監控路網和事故辨識服務，可協助管理單位更快速啟動緊急應變程序，減少事故傷亡率。
2. 號誌時制智慧化可協助減少車輛停等時的能源消耗，以及用路人的旅行時間。
3. 整合路側設備與交通控制系統，優化區域性交通管理計畫，除幫助用路人減少旅行時間外，也可降低碳排放和提高燃油效率。
4. 相關交通計畫可不拆除任何路側設施，僅需搭載攝影機和感測器，將可大幅減輕交通管理單位財務壓力。

貳、 參考資料

[1]   UN（2019）. Growing at a slower pace, world population is expected to reach 9.7 billion in 2050 and could peak at nearly 11 billion around 2100.

[2]   Nature（2019）. High-resolution global urban growth projection based on multiple applications of the SLEUTH urban growth model.

[3]   WHO（2020）. Road traffic injuries.

[4]   Intel（2022）. Paving the way forward.

[5]   交通部（2020），運輸政策白皮書。

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