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研究生:彭慶渝
研究生(外文):Ching-Yu Peng
論文名稱:救災機具預置最佳化之探討
指導教授:顏上堯顏上堯引用關係
指導教授(外文):Shang-Yao Yan
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:機動板運駐地營區預置點最佳化整數規劃
外文關鍵詞:mobile trailer transportationhome stationmilitary basepre-positioning positionoptimizationinteger programming
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台灣位處西太平洋颱風區,近百年來平均每年遭受3至4次颱風侵襲,及全球氣候變遷,豪大雨事件發生更為頻繁。「災害防救」係國軍中心任務之一,目前國軍已積極投注人力與資源,從事災防之研究與各項救災作業能力之精進,希冀具備專業與快速反應能力;然經歷多次災害防救任務之考驗,國軍災害防救作為仍有相當之改進空間,如何於災害來襲前,能以最短時間執行救災機具兵力預置成為值得研究的議題。
本研究以達成「預置兵力、隨時防救」的政策指導,各部隊需先行調查聯防區內災害類型及區域,並選定預置兵力點,俾利先行救災兵力機具預置,以達成災救任務。以北、中、南三個聯防區為例,由陸軍司令部災害應變中心,指揮調度工兵機具板運車輛,由駐地出發至預置兵力點,最後返回出發點,並考量跨區增援的可行性為研究範圍。建立一套以整數規劃為架構之數學最佳化模式,將資料以Microsoft Excel 2013軟體方式輸入LINGO 12.0套裝軟體求解,可得最短機動板運時間,並可肆應不同兵力預置點,隨時調整及設定參數,迅速重新檢視所需最短機動時間。為驗證模式之合理性及適用性。故本研究可靈活運用於救災實務中最短時間兵力預置決策問題,以提供決策者掌握災情俾利機具調派之重要參考。
Taiwan has been facing many tremendous heavy rains incidents due to the fact that Taiwan is located among the Typhoon area of Western Pacific Ocean and affected by 3 to 4 Typhoons annually and global climate change in hundred years. Disaster Relief Operation is now considered a core mission for Taiwan Armed Forces. It has poured so much effort not only into practices but also the researches on the relief knowledge and capabilities to reinforce the emergency responsiveness. In fact, the recent relief experiences show that there is a way ahead for Military Disaster Relief Operation. How to pre-position the relief assets immediately before Typhoon approach is regarded as a crucial factor.
This study tends to follow the disaster relief guidance of “pre-positioning and rapid response”. Field troops have to survey the types and areas of potential disaster within its responsible operational area so as to develop the pre-positioning operational plans in order to accomplish the relief mission. Taking Northern , Central and Southern Joint Defense areas for example, the Disaster Response Center of Army Command dispatches mobile trailer from the base to pre-positioning position and vice versa, as well as the research assessment on the cross-region capability and feasibility. Furthermore, this study intends to establish an optimal model by input data in the Microsoft Excel 2013 with LINGO 12.0 package, which can acquire the mobile trailer transportation time, pre-positioning position, and readjustment on relief operation.This study draws a significant efficiency and effectiveness which can also provides the full information for decision makers to make a better judgment at right time in the right way.
摘 要 ii
Abstract iii
謝 誌 iv
目 錄 v
圖目錄 vii
表目錄 viii
一、緒論 1
1-1 研究的背景與動機 1
1-2 研究的目的與範圍 1
1-2-1 研究目的 2
1-2-2 研究範圍 2
1-3 研究方法與流程 2
1-3-1 研究方法 2
1-3-2 研究流程 3
二、 文獻回顧 6
2-1 防災車輛機動作業相關法規與文獻 6
2-2 有關防災車輛機動最佳化理論及應用相關文獻 7
2-3 文獻評述 10
三、模式建構與求解方法 11
3-1 問題描述與作法 11
3-1-1 問題描述 11
3-1-2 現況做法 15
3-2 模式建立 17
3-2-1 假設條件、參數定義及決策變數 17
3-2-2 數學模式 19
3-2-3 模式應用 21
3-3 求解方法與步驟 22
3-4 小結 23
四、範例測試 24
4-1 資料分析 24
4-1-1問題規模 24
4-1-2電腦演練環境 24
4-1-3範例測試基本參數資料之擬定 25
4-1-4決策變數之擬定 27
4-2 範例測試與輸出結果 28
4-2-1結果分析 34
4-2-2現況做法結果與比較分析 35
4-2-3模式效益分析 39
4-3 敏感度分析 40
4-3-1救災機具放置營區數量變化之敏感度分析 41
4-3-2救災機具預置兵力數量變化之敏感度分析 42
4-3-4機動板運車輛數變化之敏感度分析 44
4-4 小結 46
五、 結論與建議 48
5-1 結論 48
5-2 建議 49
文獻參考 50
附錄1:決策變數代碼之意義 52
附錄2:測試範例LINGO程式碼 60
附錄3:測試範例輸出決策 62
附錄4:傳統人工經驗決策 65

圖目錄
圖 1 研究流程圖 5
圖 2 災害防救法第34條作業關係圖 11
圖 3 工兵部隊北部聯防區兵力預置圖 13
圖 4 工兵部隊中部聯防區兵力預置圖 13
圖 5 工兵部隊南部聯防區兵力預置圖 14
圖 6機動板運車輛路線示意圖 14
圖 7陸軍工兵學校防颱救災兵力預置部署圖 16
圖 8工兵偵察潛勢區域混合障礙圖 17
圖 9本島預置兵力點位置圖 18
圖 10模式設定條件畫面 29
圖 11 LINGO 最佳化程式求解結果畫面 30
圖 12各台板車LINGO執機動運載所需時間統計圖 34
圖 13各台板車人工決策執行機動運載所需時間統計分析圖 39
圖 14救災機具放置營區數量變化之敏感度分析圖 41
圖 15預置兵力點數量變化之敏感度分析圖 43
圖 16機動板運車輛數變化之敏感度分析圖 44

表目錄
表 1北、中、南部聯防區預置兵力點所需時間統計表 25
表 2北、中、南駐地到駐地所需時間統計表 26
表 3第k車到第i營區所需行政協調時間統計表 26
表 4第j個預置兵力點的需求趟次統計表 27
表 5北、中、南營區(i)板車數統計表 27
表 6各聯防區救災機具兵力預置點統計表 28
表 7各聯防區載運救災機具之板車數統計表 28
表 8決策變數輸出結果 31
表 9決策變數yik輸出結果 33
表10傳統人工經驗決策輸出結果 36
表 11傳統人工經驗決策yik結果 38
表 12本研究模式與傳統人工經驗決策效益檢討表 40
表 13救災機具放置營區數量變化之敏感度分析結果 41
表 14救災機具預置兵力點數量變化之敏感度分析結果 43
表 15機動板運車輛數變化之敏感度分析結果 45
表 16救災機具預罝兵力板車機動變數分析表 46
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