臺灣博碩士論文加值系統

台灣地區未來公路隨著第二高速公路與十二條東西向快速公路的規劃及相繼施工，將成為一四通八達的交通路網，故在可預期的將來，當各公路系統陸續興建完成通車後，對於後續鋪面養護與維修管理計畫的擬定與實行必然是一項極為龐大且費時的工作。然而，國內現有的鋪面管理系統涵蓋範圍過大，所需資料較多，難以落實；並且較少採用最佳化技術來分配維修經費。因此，如何構建一能有效執行之鋪面管理系統，使其能在有限的資源下，對於龐大路網利用自動化程序，協助公路主管機關做有效的評估與養護策略之制訂，實為日漸重要之課題。
公路主管機關，在制訂養護決策時，常因年度預算的限制，無法對於路網所有待維修路段給予經費，因此需將預算作一良好的規劃。對於維修經費的規劃，從最簡單的等級排序到複雜度最高的線性規劃法，皆有管理機關依據常需不同的目的而採用包括：評估未來所需經費或分配年度維修經費。
本研究經由最佳化排序法比較分析得知，增量益本比與線性規劃在相同預算水準下，路網所能獲得總利益皆較隨機產生、簡單排序及益本比大，需維修路段長度佔路網比例亦較少；若以長期觀點來看，增量益本比與線性規劃能使路網整體得到較佳狀態。本研究以管理者需求為出發點，採用均質路段，以PSR作為鋪面指標及使用預測模式，作為鋪面現況與未來之評估；並提供決策樹、生命週期成本與單一選擇之維修策略選擇，及多種的維修利益考量，包括：延車公里、使用者成本之降低、增加之壽命與平均PSR等，配合不同的最佳化排序法，包括：需求分析、簡單排序、益本比及增量益本比等多種維修選擇，作為鋪面路網維修管理策略最佳化之架構，並依據此架構開發出一套適用於個人電腦上之分析程式TKUNET。
TKUNET分析程式可協助管理者經由回答一系列的「如果，那麼會」的問題，例如：養護所需的經費、各種不同養護策略可能產生的後果與鋪面的服務能力評估等問題，提供給管理階層做為決策制訂時之參考依據。本研究所開發之系統最主要能以最少量之資料需求來分析，因此能在有限經費下完成資料蒐集，並執行分析，以改善現今國內鋪面管理系統難以落實等問題。

Due to the rapid expansion of domestic highway network, increasing demands for the planning and programming of pavement maintenance and rehabilitation activities will become extremely troublesome and time-consuming. Under the framework of Taiwan’s present Pavement Maintenance Management System (PMMS), it is extremely difficult to completely collect the required but tremendous amount of pavement data so as to efficiently and optimally select various rehabilitation alternatives with limited available funding. Thus, the main objective of this study is to develop a prototype system for alternative strategies optimization for the “network level” pavement rehabilitation management of Taiwan’s highways.
The concepts of “uniform section” and combined pavement index, i.e., PSR are adopted in this study. Tentative prediction models are obtained from the U.S. Highway Performance Monitoring System (HPMS) for future pavement condition prediction. Various rehabilitation selection algorithms including decision trees, life cycle cost, and single rehabilitation are adopted as similar to general network pavement management practices. Vehicle kilometer traveled, reduced user cost, added life, and average PSR are treated as benefit options. Several network optimization algorithms ranging from very simple to fairly complicated, i.e., needs, ranking, benefit-cost ratio, and incremental benefit-cost ratio are utilized for the estimation of future budget needs and the allocation and prioritization of limited available funds for pavement rehabilitation purposes.
The proposed approach has been implemented in a Windows-based computer program (TKUNET) with many user-friendly interfaces using Visual Basic software package to assist high-level pavement management officials in analyzing and answering lots of “what … if …” questions such as the determination of future rehabilitation needs, tabular and graphical query, network summary and presentations of optimized budget allocation problems. This prototype system requires the minimum amount of pavement data and can be further expanded with ease and efficiency so as to assure the best use of our limited resources for network pavement rehabilitation through minimum time, effort and cost.

第一章 緒 論1
1-1研究背景與動機1
1-2研究目的與範圍2
1-3研究步驟3
1-4研究流程6
第二章 文獻回顧7
2-1鋪面管理系統與管理階層之介紹7
2-2國內外鋪面管理系統的發展歷程11
2-3鋪面養護策略之選擇16
2-4鋪面狀況評估17
2-4-1鋪面指標17
2-4-2鋪面績效預測模式21
2-5養護作業排序方法24
2-5-1指標排序法27
2-5-2最佳化排序法29
2-6國內實務單位現行維修養護作業方式33
2-6-1交通部台灣區國道高速公路局33
2-6-2交通部公路局35
2-6-3台北市政府工務局養護工程處36
2-7管理者的需求37
2-8綜合評析40
第三章 鋪面路網維修管理策略最佳化之架構43
3-1鋪面路段之選取43
3-2資料需求44
3-3交通量45
3-4鋪面績效預測模式52
3-4-1鋪面績效預估模式之校估與調整因子53
3-5可選擇性之鋪面養護方案56
3-6鋪面維修利益60
3-7鋪面路網養護方案優先次序最佳化66
3-7-1簡單排序法(Ranking)66
3-7-2益本比法(Benefit-Cost Ratio, B/C)67
3-7-3增量益本比法(Incremental Benefit-Cost Ratio, IBC)67
3-7-4實例分析70
3-8綜合評析78
第四章 鋪面路網維修管理策略最佳化分析程式之構建與驗證79
4-1程式語言之選擇79
4-2鋪面路網維修管理策略最佳化分析程式構建特點80
4-3 TKUNET分析程式使用說明與功能應用84
4-3-1資料需求與設定值85
4-3-2可選擇的分析(基本功能)87
4-3-3分析結果91
4-3-4系統整合94
4-4 TKUNET分析程式之驗證與不同排序法之比較96
4-4-1分析程式之驗證96
4-4-2不同最佳化排序法之比較102
4-5綜合評析108
第五章 結論與建議111
5-1結論111
5-2建議114
參考文獻117
附錄A 卡車因子計算表125
附錄B 維修策略詳細驗證表133
B-1簡單排序133
B-2益本比135
B-3增量益本比137
附錄C LINDO詳細輸入檔141

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