長隧道的防災挑戰

「好不容易綠燈了，怎麼又有路人擋在斑馬線上？現在汽機車要停讓行人，不是只會讓路口更塞嗎？」

「怎麼一綠燈，腳才剛踏出去，就差點被撞到，台灣真的是行人地獄啊！」

話說道路設計的最高原則，就跟ＸＸ製藥一樣，是先研究不傷身體，再講求效果。包括行人、駕駛者等用路人的安全要確保，再來才是讓所有用路人都能在安全的條件下，快速地到達目的地。

那麼駕駛轉彎時須等候行人的規定，你怎麼看呢？身為行人的我覺得，這只是遲來的行人正義，本該如此啊！以前每次過馬路都要急急忙忙，還擔心被司機怒瞪，感覺真的很差。不過握上方向盤的我卻又覺得，哇靠，現在每次汽車轉彎遇到行人就要停下來，結果根本如入行車地獄，一整排車子在路上塞爆，綠燈都結束了，車子還卡在路中間！

與其讓每個人都陷入行人與駕駛的無間道，也許我們該思考的是最根本的燈號設計問題，調整號誌設置加上增設行人專用時相（Pedestrian Scramble），被認為是擺脫行人地獄惡名的關鍵一招，但這招真的有用嗎？該怎麼用才真的好棒棒呢？

紅綠燈秒數該如何設計？

最近交通改革的呼聲很高，820「還路於民大遊行」也即將登場。台灣交通雖然不會因為一次的遊行，在一夕之間改變，但能讓更多人在乎交通的癥結，願意理性討論，我認為都是很好的發展。

因為多起令人傷心的事故，「道路設計」如今備受重視，然而設計道路不是看心情或靠直覺，不論是車道寬度、人行道寬度或是標線位置，都是集合交通學、數學和心理學分析的綜合結果。其中，紅綠燈的設計相對來說比較簡單，因為那就是解數學題嘛。

喔？這數學題該怎麼解呢？我們先以最簡單的雙時相號誌來舉例。這裡所謂的時相，就是指號誌的狀態。例如一個最一般的十字路口，會由一個南北向綠燈、東西向紅燈的時相，加東西向綠燈、南北向紅燈的另一個時相，組成雙時相系統。如果又加上禁止直行、僅允許轉彎的情況，那就是又多了一個時相。而由三個以上組成的系統，就是我們常聽到的「多時相交通號誌」。

現在我們眼前有一個雙時相號誌路口，我們的目標，是設計一個在固定時間內，能讓更多車通過，駕駛可以花更少時間抵達目的地的路口。唯一的條件，是它的紅燈與綠燈時間必須一樣長，那麼你會希望紅燈長一點還是短一點呢？蛤，短一點比較好？真的是這樣嗎？

當我們在設計號誌週期 (signal timing) 時，通常會將號誌畫成類似於 PM 常用的甘特圖，更加一目了然。現在我們有第一種設計：紅燈、綠燈各一分鐘，一個號誌週期是兩分鐘。以及第二種設計：紅燈、綠燈各 30 秒，一個週期是一分鐘。實際畫成甘特圖，雖然一次的紅燈等待時間變短了。但長時間來看，你遇到綠燈跟等紅燈的時間，是一樣多的，也就是在相同時間內，前進的距離是一樣的。

當然啦，相信你也看出來了，現實情況不是這樣，就算是藤原豆腐店的送貨員，從零加速到一百，喔不對，一般道路速限是 50 公里。從零加速到 50，也是需要起步時間的，如果遇到紅燈也需要煞車時間。再加上黃燈的轉換時間，這些時間加起來會產生不少的時間損耗。如果遇到一次紅燈，就會損失 5 秒。那麼在週期為兩分鐘的道路上行駛兩分鐘，實際上的有效時間，只有 60-5 秒，也就是 55 秒的時間。在週期為一分鐘的路口呢？雖然行駛兩分鐘的綠燈時間總計也是一分鐘，卻因為會多遇到一次紅綠燈。所以有效時間會損失 2 次 5 秒，也就是有效時間只剩下 50 秒，比週期是兩分鐘的道路還少了五秒。

結論就是，雖然綠燈長一點，紅燈也需要等久一點，但比起不斷地走走停停，能將速度維持在速限的時間更久，就能節省更多時間。

號誌連鎖，幹道更順暢

當然，以上假設是紅燈與綠燈一樣長的情形，大部分的道路規劃都存在幹道、支道的區分。幹道是交通的命脈，也是車流量最大的地方，因此綠燈時間就會設計的比紅燈還要長，在號誌設計上也會有其他的考量。

例如，大家在路上看到一整排綠燈，一路大順暢，心情一定也十分舒暢，這被稱為號誌同步 (Signal Synchronization)。剛才討論的是單一紅綠燈的時間長短，現在我們同時考慮整條路上的紅綠燈，依照經驗也知道，沒有號誌同步的幹道，遇到的紅燈次數自然也會比較多，那麼因為頻繁減速、加速而出現的時間損失又多起來了。

但是，號誌同步真的是最優的作法嗎？其實不見得。當我們將號誌再次畫成圖，把號誌的時間和空間擺在一起，形成時空圖（Time-Space Diagram），並且加入行駛速限的考量。

我們會發現，放入合適的時差，能讓號誌如波浪般傳遞下去，每次你剛好到下一個路口，就會剛好遇到綠燈，達到真正的一路大順暢。這種安排方式被稱為號誌連鎖 (Signal Coordination)。而要讓雙向的道路都能受益於號誌連鎖的好處，就需要透過嚴密的車流量與數學計算。

在這些基礎之上，還需要加入時間、車流、轉彎道等資訊，才能做出最有效的號誌設計，實在不簡單。在這個基礎之上，若要解決行人屢屢遭遇事故的困境，該怎麼設計紅綠燈呢？

行人專用時相是什麼？

前陣子，關於駕駛轉彎時須等候行人的議題又再度浮上水面，有人提出既然每次汽車轉彎遇到行人就要停下來，不如增設「行人專用時相」（Pedestrian Scramble）來解決問題。在這個時相內，只有行人可以移動，反過來說，在汽車移動的時候，行人是不能移動的。

這有什麼好處呢？首先，因為行人穿越馬路時所有汽車都得靜止，因此行人可以穿越對角線，穿越馬路的次數從兩次變為一次。對於駕駛來說也有好處，因為駕駛行駛時已經沒有行人會穿越斑馬線，因此右轉車輛可以不受影響，降低等待時間。而最重要的是，行人移動時沒有任何交通工具正在移動，直接降低了車禍的風險。倫敦交通局在 2010 年的報告中，便說明行人專用時相可以降低 38% 的行人傷亡。

既然這麼立竿見影，那把所有路口都加設「行人專用時相」就解決問題了嗎？其實也不是。增加一個時相，就意味整個週期拉長了。因此不論是行人還是車輛，要等的紅燈時間也會拉長。在少部分城市，就觀察到駕駛更容易因為等得不耐煩而搶跑、闖紅燈，例如加拿大的多倫多，就因此在 2015 年取消了行人專用時相。

一般認為，適合設置行人專用時相的地方，僅在行人人流量高的路口，例如鬧區、車站前、幹道交叉口等等。在行人數量不多的路口，增加時相可能反而會使塞車問題更加嚴重。

還有什麼方法能讓行人更安全的過馬路？

事實上，台灣交通安全協會理事長陳宏益也表示，行人專用時相只是短期應急作法，更好的做法是搭配不同路口採用不同的措施。例如設置「行人早開時相」（Leading Pedestrian Interval），讓行人比車輛早 3~7 秒綠燈，增加行人被駕駛看到的機會、減少人車爭道。

或是呢，設置行人庇護島或將行穿線退縮，除了庇護島能多一分保障外，重要的是行穿線退縮能增加汽車的等候空間，並且因為車輛在轉入時已經轉直，比較不容易因為 A 柱死角而看不見行人。

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國道五號雪山隧道因舉行防災演練，在2013年7月11、12日兩天的淩晨0時至4時封閉石錠-頭城路段的南北雙向車道。相較於一般短隧道，長隧道內發生意外事故時，若無事先規劃好防災措施，災害便會擴大。讓我們來看看，在使用便利的隧道時，如何守護長隧道內的安全。

關於長隧道與相關災害

歐洲大陸山脈綿延，在阿爾卑斯山脈沿線有許多著名的長隧道，而有些隧道在近年來也曾經發生數次的災害，這些災害多半是車禍引起的：連接義大利與法國的白郎峰(Mont Blanc Tunnel)隧道，曾在1999年由於1輛裝滿牛油與麵粉的貨車在隧道內發生事故，引發大火，造成39人死亡，此次災害是近年來最嚴重的公路隧道災難，火災引起的高溫一度達攝氏1千度，花了3天才撲滅火勢，並造成事故地點的崩塌。同年，在奧地利的陶恩隧道亦發生一起60輛車追撞的車禍，並引發火警，造成12人死亡。而瑞士的聖哥達隧道(Gotthard Road Tunnel)，也曾在2001年發生兩輛卡車對撞，11人喪生。

在台灣，長度大於3公里的公路隧道為長隧道，分別有八卦山隧道、彭山隧道與大家熟知的雪山隧道，雪山隧道的長度在世界公路隧道排名第五，而其施工難度與施工時間長度也在國際工程界頗負盛名。由於工程技術的進步，隧道本身的安全性已然提升不少，但多數事故多為車禍引起，因此行車的安全與隧道災害的預防息息相關，而隧道亦有許多行車安全與防火的重要設施。

長隧道的行車安全相關設施

以雪山隧道為例，有許多與行車安全相關的設施，包括人行、車行聯絡道等橫向的坑道，還有位於兩主坑之間，平行於主坑方向的導坑，可供人車避難之用；其中人行的聯絡道每350公尺就有1座，配有緊急電話，拿起話筒便可與行控中心聯繫。而另一個重要的環節，就是「號誌」，長隧道內的號誌與標誌多為可變號誌，可以依照前方的狀況調整最高速限，而可變的資訊號誌，可通知用路人重要的路況訊息，另外，還有許多的指引燈號、攝影機、FM廣播系統與擴音喇叭，配有如此多的設備，主要都是為了提升安全的規格，避免車禍事故發生。

防火科技

交通事故在所難免，然而若不幸發生車禍引起火災，和一般初期的火災一樣，初步的滅火是很重要的措施，主要的設施包括了自動、手動火警通報裝置、滅火器、消防栓、給水栓(以上裝置皆為每50公尺1座)、另外還有指引標示與前述的各種逃生通道。

通風系統則是火災來臨時重要的機電設施之一，隧道內的頂端設有風機，由於雪隧是雙孔雙向的隧道，因此單一孔的車行方向一致，發生火災時，風機會朝著起火點的下游吹動，而接近起火點的上游則停止運動，以防煙霧擴散，並設有豎井疏散濃煙，直到人員疏散後才會重啟排煙，不過在2012年的事故發生時，隧道內的溫度仍高達攝氏54度。而人行聯絡道內的通風系統是獨立的，並且隨時維持正壓的情況，所以逃生時若離隧道口過遠、濃煙密布時，宜進入人行聯絡道避難。

行控中心是長隧道重要的防災設施，兼具了行車安全監控、各項機電設施的監測與聯繫，並且是災時的第一線應變中心，可謂責任重大。

結語

無論機電的設施再先進，仍需要完善的應變計畫來面對各種突發狀況，而各項設施平日的維護、人員的訓練是十分重要的關鍵，我們樂見相關單位辦理防災的演練，並期許平日的作為可以避免隧道災害的發生，並經由各種管道宣導以告知民眾如何緊急應對隧道內的事故。

(本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威 ｜元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊，也有臉書喔！

在德國一條限速100的路上，深色的川崎LE650C機車，以每小時約60公里的速度前進。右前方路口，一輛大紅的現代i10轎車突然探頭，左轉後旋即煞車，卻仍撞個正著。轎車車頭左邊損毀，前方擋風玻璃與駕駛座側窗間的A柱變形。時年46歲的機車騎士騰空飛起，高大的軀體翻滾過對方的引擎蓋，^[註1]由另一側落地。^[1]

升主動脈擴張

在醫院裡，男子抱怨胸部、脊椎和手臂等多處疼痛。他的陰囊血腫；右邊第1至8根肋骨後方斷裂；^[1]右側血氣胸（haemopneumothorax），胸膜腔中有血液和空氣；^{[1, 2]}右後腹膜挫傷；兩邊手肘、左手掌和左手腕骨折；而且血壓偏高，但在住院期間逐漸穩定。^[1]

男子回到家，依然頭疼、疲憊和失眠。意外的9個月後，他因為高血壓，而去做檢查。心臟超音波顯示升主動脈（ascending aorta）擴張，醫師懷疑是主動脈瘤（aortic aneurysm）。又過了3個月，男子還沒等到已經安排的手術，便不幸辭世。^[1][註2]

驗屍

男子死後驗屍的時間，距離車禍已有1年左右。^[1]從解剖可見其心臟外面的心包，累積了800毫升的血液；^{[1, 3]}心臟過重，左心室的室壁肥厚；而且主動脈撕裂，部份血管壁的層與層分開。法醫綜合以上，判定他死於剝離的主動脈破裂後，所導致的心包填塞（pericardial tamponade）。^[1]不過，無法確定升主動脈的擴張，算是受傷引起的假性動脈瘤（pseudoaneurysm），還是血管壁無力且腫大的真性動脈瘤（true aneurysm）；^{[1, 4]}只知道破裂流出的血液，後來使心臟壓力過大，而無法正常運作。^{[1, 3]}同時，放射科醫師重新檢視車禍後的電腦斷層影像，注意到當初病歷沒有描述的特徵：有一道鐮刀狀的東西，圍繞著升主動脈，意味著該處管壁血腫。^[1]

保險理賠

胸部創傷引起的慢性主動脈剝離和假性動脈瘤，並不常見。男子過世後，保險公司起先不願理賠。^[1]耶拿大學附設醫院（Jena University Hospital）的法醫與放射部門，以及擅長行車安全的德凱集團（DEKRA）專家，於是合作提出下列論點，來證明車禍和死亡的關係：^{[1, 5]}

1. 交通事故重建：他們利用警方的蒐證照片和行車速度等有限資料，在PC-Crash事故重建軟體中，模擬意外發生時，男子從機車座位、轎車引擎蓋，到地面的整個位移路徑（如圖）。由此推論手臂、肋骨和腹部等處受傷的原因，是兩車衝撞、與地面撞擊，還是戳到機車手把等。^[1]
2. 撞擊速度：當人體遭到高速撞擊，胸腔變形，主動脈壁的內膜與中膜可能剝離，血液便在它們之間累積。研究指出，雙方行車的相對速度高於每小時50公里時，會明顯增加汽機車衝撞後主動脈剝離和破裂的機會。^[1]（請注意本案的兩方車輛幾乎呈直角，而非前後追撞，所以計算相對車速時，不該拿數據互減。）另外，在每小時24到37公里的台車撞擊測試中，17具受試的屍體，有5具傷到主動脈。^[6]根據警方的筆錄，男子表示他騎乘的速度約每小時60公里；而專家團隊則認為此處應以每小時55公里來考量。^[1]
3. 創傷性主動脈剝離：曾有文獻記載8起創傷性主動脈剝離的個案，診斷時間點的範圍甚廣，從意外後7天至18年都有。一名20歲的駕駛，因車禍而左胸瘀青疼痛。X光片上看來沒有骨折，^[1]但血液在胸膜腔中累積，即血胸（haemothorax）。^{[1, 2]}約莫2年後，他才被診斷出假性動脈瘤。^[1]也就是說，車禍對主動脈的影響，不一定會馬上浮現。
4. 高血壓：高血壓既為主動脈剝離的危險因子，也可能是車禍使主動脈受傷後的症狀，所以無法單從這點，斷定前因後果。然而，電腦斷層影像上的那個鐮刀的形狀，似乎是急性主動脈創傷的結果。此外，男子的主動脈沒有中膜壞死（medial necrosis）等，高血壓造成剝離時的相關問題。^[1]

保險公司在瞭解跨領域專家的上述分析後，終於同意理賠。^[1]

備註

1. 根據驗屍報告，男子身高184公分，體重約90.4公斤。^[1]論文未提及從意外發生到死亡之間的一年，他是否有體重變化，所以此處僅概略描述。
2. 個案報告的作者不曉得男子為何沒有馬上開刀。^[1]

參考資料

1. Muggenthaler H, Bismann D, Eckardt N, et al. (2023) ‘Delayed occurrence of traumatic aortic dissection? Biomechanical considerations and literature’. International Journal of Legal Medicine, 137, 353–357.
2. Hansen-Flaschen J. (11 APR 2018) “Hemothorax“. Encyclopedia Britannica.
3. ‘Cardiac Tamponade’. (22 OCT 2021) Cleveland Clinic.
4. Lopez-Jimenez F. (19 OCT 2022) ‘Pseudoaneurysm: What causes it?’. Mayo Clinic.
5. ‘DEKRA History’. DEKRA. (Accessed on 29 APR 2023)
6. Muggenthaler H, Bismann D, Autsch A, et al. (2023) ‘Stabbed by motorcycle? Reconstruction of an unusual traffic accident’. International Journal of Legal Medicine, 137, 601–607.

交通事故幾乎天天在台灣各地出現，加上近年受疫情影響，外送產業蓬勃發展，機車騎士經常面臨事故的風險。

台灣年輕人車禍事故逐年增加

根據交通部道路交通安全督導委員會的官方數據顯示， 18 至 24 歲年輕人的普通輕型及重型機車事故，有逐年增加的趨勢。

公路總局統計，在台灣領有機車駕照的人數多達 1497 萬人，其中 18 至 25 歲的年齡層中，持有機車駕照約 142 萬人，占總數將近 1 成。

學生與青年上班族大多以機車作為通勤工具，隨著持有駕照的人數增多，發生車禍事故的機率也跟著提升，年輕人騎乘機車相關的傷亡事故居高不下，這對於台灣人口高齡化現象有著相當程度的影響。

不只是台灣，全球年輕人正面臨車禍的危害

「全球交通事故正在剝奪年輕人的生命，並且持續成長，未有減緩。」

根據澳洲新南威爾士大學雪梨分校的一項新研究表明，與交通相關的死亡和傷害是全球年輕人的最大殺手——造成的死亡人數超過了疾病或其他傷害所造成的總數。

該研究結果發表於專業期刊 The Lancet Public Health《刺胳針全球衛生》上，為首次對全球 10～24 歲年輕族群進行統計分析，討論因交通意外傷害相關發生率及死亡率的綜合趨勢。

研究團隊以 2019 年全球疾病負擔（Global Burden of Disease, GBD）^[註1] 研究的最新數據，依照國家、性別、年齡組成（10～14 歲、15～19 歲、20～24 歲）、社會人口指數（Socio-Demographic Index, SDI；社會和經濟狀況密切相關的匯總指標）分層與人口健康狀況，分析了過去 30 年中 204 個國家的青少年，因交通事故意外傷害造成的死亡和失能調整生命年（Disability-Adjusted Life Years, DALYs；為測量疾病對人所造成影響的單位，指一個人因罹病而早夭或失能，所造成的生命損失年數）^[註2]，也就是：青少年因車禍而導致死亡或失能，所損失的生命年數。

註 1：全球疾病負擔（Global Burden of Disease, GBD）之研究始於 1991 年，由世界衛生組織、世界銀行及哈佛大學共同開發，以醫療經濟學的原理與方法，配合倫理學之公平原則，發展出 DALYs 新指標來測量疾病負擔。from 衛生福利部疾病管制署
註 2：死亡和失能調整生命年（DALYs） 相當於生命損失人年數（Years of Life Lost, YLLs）與失能損失人年數（Years Lived with Disability, YLDs）的總和。from 衛生福利部疾病管制署

結果發現，儘管自 1990 年以來交通傷害死亡率下降了三分之一，但在一些國家，青少年因道路交通事故造成的死亡人數仍在增加。

該論文主要作者，新南威爾士大學醫學與健康學院人口健康學院研究員，艾米佩登博士指出：「特別是在低收入和中低收入國家，與道路事故傷害相關的死亡和 DALYs，其絕對數量大幅增加，這表明有越來越多人口面臨受傷的風險。」

「車禍」問題，需要有更多的關注

該研究也指出，高收入國家近十年來的因交通事故造成的傷害和死亡率，其降低的速度有所減緩；與 1990 年至 2010 年間，每年下降 2.4% 的相比，2010 年至 2019 年間每年僅降低 1.7%。但也有像是澳洲這樣的高收入國家，在過去的 10 年裡，道路交通傷害率的下降基本上是停滯不前的，這也說明該國家對此議題缺乏關注。

對於低收入國家而言，交通事故所帶來的傷害也逐年嚴重，死亡人數的比例從 1990 年的 28%（271,772 人中的 74,713 人）增加到 2019 年的 47%（214,337 人中的 100,102 人）。

佩登博士提到：「低社會人口指數 （Low socio-demographic index）國家，正在應對快速城市化所帶來的挑戰，因此，年輕人面臨更大風險的道路交通和其他類型的傷害。」

為了道路安全，我們應該採取行動

「讓道路更安全並不一定需要激進的解決方案，只需要做出更強有力的承諾來促進安全的使用道路行為。」

與其他青少年死亡原因相比，在預防道路交通傷害的資源仍然不足，與全球其他公衛議題相比，車禍的問題缺乏關注與改善的資金。

正式駕照、最低飲酒年齡、繫安全帶和配戴安全帽等相關法規規定，以及現在學校普及的道路交通安全教育，都已證實可以有效的減少道路交通事故傷害。

接下來我們要做的應該是促進積極的交通基礎設施，並將兒童和青少年的道路安全需求放在首位。進一步策畫一些簡單、負擔得起且行之有效的措施，來減少車禍事故；在加強全球道路安全的同時，進一步保護青少年遠離可預防的傷害。

參考資料

1. Road injuries are killing young people, and it’s hardly slowing down—ScienceDaily
2. Amy E Peden et al. Adolescent transport and unintentional injuries: a systematic analysis using the Global Burden of Disease Study 2019. The Lancet Public Health, 2022; DOI: 10.1016/S2468-2667(22)00134-7
3. 台灣機車事故年奪數百性命，恐加劇少子化國安危機？
4. 交通部道路交通安全督導委員會—道安資訊查詢網