臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
目前台灣路網的建造大都以穿越山區及為了避開環境因素問題，公路隧道已成為無可避免的設計。隧道內事故發生時較一般開放性路段更嚴重。對人員傷亡程度較為廣且嚴重威脅性大。特別是火災事故，因為密閉空間將阻礙溫度及煙的消散。故本研究以火災所產生之煙霧危險事件加以探討。此外，今年即將要通車的雪山隧道更長達12.9公里，因此隧道內之安全，更為社會大眾及政府所重視議題。火災發生時，端賴確保人員安全設施，如人、車行橫坑，以減少人員傷亡程度。隧道內用路人能即時靠自己的行動力，有效地疏散至安全地區，將是降低傷亡程度的主要關鍵。因此，目前針對用路人下車疏散原則說明以「逆向行車方向」進入最近之人或車行橫坑視為疏散方案一。另一項疏散方案二，其內容為將橫坑與橫坑間部分比例之用路人「順車行方向」疏散。
本文以巨觀與微視的觀點，結合供需分析之概念，將單位時間可逃亡的人數視為供給，將單位時間需逃亡的人數是為需求，來建立疏散方案績效評估模型。其績效評估項目有傷亡人數、疏散時間及延滯時間三種。依本研究所建立之績效評估模型來分析兩疏散方案。本研究結果顯示，在最危急之情況下，若事故發生於車行橫坑下游時，利用方案二疏散人員，可減少傷亡人數。

Abstract
In order to pass through mountainous ranges or to avoid environmental problem, more and more tunnels have been constructed to connect highway networks in Taiwan. However the impact is often much greater than on open road, if an accident occurs in a tunnel. The consequences could be extremely destructive and dangerous, especially in the event of a fire, because the enclosed space hinders the dissipation of heat and smoke. Therefore, the topic of this study is focused on the dangerous events caused by the firing smoke and whether the exit facilities, such as cross passageways is able to minimize the damage. In addition, the Shiue Shan tunnel which will be in service in this year is 12.9km long. As a result, the tunnel safety has been emphasized by government and people recently. The key point to minimize damage is that how to let the evacuees leave for safe region immediately and efficiently. In view of this, it is essential to provide enough space of the cross passageway for escape. The traditional evacuation plan is that all people escape along the direction opposite to the driving direction to enter the nearest cross passageway for either human or vehicle. Our study proposed another evacuation plan that only some portions of the people evacuate along the direction opposite to the driving direction and some evacuate along the driving direction. Based on the macroscopic and microscopic views, we provided the people able to evacuate per unit time as the supply and the people needed to evacuate as the demand by combining the concepts of supply and demand. Then we set up an estimate model of the evacuation plan. The items of the estimate model were included the amount of casualty, evacuation time and delay time. We analyzed both the traditional evacuation plan and the new proposed evacuation plan by our model. The results of this study revealed that in the worst situation, the accident occurred in the downstream of vehicle passageway, the amount of casualties was reduced by using our proposed evacuation plan.

目錄
中文摘要……………………………………………………………………………Ⅰ英文摘要……………………………………………………………………………Ⅱ
致謝…………………………………………………………………………………Ⅲ
目錄…………………………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄………………………………………………………………………………Ⅶ
表目錄………………………………………………………………………………Ⅹ

第一章 緒論…………………………………………………………………………1
1.1 研究動機……………………………………………………………………1
1.2 研究目的……………………………………………………………………2
1.3 研究範圍與內容……………………………………………………………2
1.4研究方法與流程……………………………………………………………3

第一章 文獻回顧……………………………………………………………………6
2.1隧道救災相關研究…………………………………………………………6
2.2隧道設施設計相關研究……………………………………………………8
2.3交控、機電及安全設施系統相關研究………………………………………9
2.4通風系統及煙流動特性相關研究…………………………………………10
2.5疏散相關研究………………………………………………………………12

第二章 雪山隧道特性分析…………………………………………………………17
3.1 雪山隧道幾何設計…………………………………………………………17
3.2 雪山隧道相關安全設施……………………………………………………19
3.3 雪山隧道通風系統分析……………………………………………………21
3.4 雪山隧道緊急應變措施……………………………………………………23
3.5小結…………………………………………………………………………25

第四章 火災事故與疏散安全之分析………………………………………………27
4.1火災對人員的危害程度分析………………………………………………27
4.2通風系統控制煙迴流之分析………………………………………………28
4.3避難安全時間之分析………………………………………………………32
4.4 小結…………………………………………………………………………35

第五章 疏散績效模擬之建立………………………………………………………36
5.1績效評估模型模擬建立……………………………………………………36
5.2疏散安全績效評估…………………………………………………………43
5.3模擬情境設定………………………………………………………………46
5.4小結…………………………………………………………………………49

第六章 案例分析……………………………………………………………………50
6.1情境一設定…………………………………………………………………50
6.1.1案例分析結果………………………………………………………51
6.2情境二設定…………………………………………………………………55
6.2.1人行橫坑案例分析結果……………………………………………58
6.2.2車行橫坑案例分析結果……………………………………………70
6.3情境三設定………………………………………………………………….82
6.3.1人行橫坑案例分析結果……………………………………………84
6.3.2車行橫坑案例分析結果……………………………………………92

第七章 結論與建議………………………………………………………………102
7.1結論………………………………………………………………………102
7.2建議………………………………………………………………………104

參考文獻……………………………………………………………………………106

圖目錄
圖1.1研究流程圖……………………………………………………………………5
圖3.1北宜高速公路路線圖………………………………………………………17
圖3.2雪山隧道斷面尺寸剖面圖…………………………………………………18
圖3.3隧道安全設施示意圖………………………………………………………21
圖3.4通風控制示意圖……………………………………………………………22
圖5.1模擬架構流程圖……………………………………………………………37
圖5.2 產生人員位置示意圖………………………………………………………39
圖5.3 供需率分析示意圖…………………………………………………………42
圖5.4疏散方案一之疏散原則示意圖……………………………………………48
圖5.5疏散方案二之疏散原則示意圖……………………………………………48
圖6.1案例一分析結果……………………………………………………………51
圖6.2案例二分析結果……………………………………………………………52
圖6.3案例三分析結果……………………………………………………………52
圖6.4案例四分析結果……………………………………………………………52
圖6.5案例五分析結果……………………………………………………………53
圖6.6案例六分析結果……………………………………………………………53
圖6.7案例七分析結果……………………………………………………………53
圖6.8最近事故點上游之二個橫坑示意圖………………………………………55
圖6.9 2MW事故點距與傷亡人數之間關係圖……………………………………58
圖6.10 10MW事故點距與傷亡人數之間關係圖…………………………………58
圖6.11 50MW事故點距與傷亡人數之間關係圖…………………………………58
圖6.12 100MW事故點距與傷亡人數之間關係圖………………………………59
圖6.13第一個橫坑事故點距與疏散時間之間關係圖……………………………59
圖6.14第二個橫坑事故點距與疏散時間之間關係圖……………………………59
圖6.15第一個橫坑事故點距與延滯時間之間關係圖……………………………60
圖6.16第二個橫坑事故點距與延滯時間之間關係圖……………………………60
圖6.17方案一事故於人行橫坑50公尺之第一個橫坑供需圖……………………61
圖6.18方案一事故於人行橫坑50公尺之第二個橫坑供需圖……………………62
圖6.19方案二事故於人行橫坑50公尺之第一個橫坑供需圖……………………63
圖6.20方案二事故於人行橫坑50公尺之第二個橫坑供需圖……………………64
圖6.21 2MW事故點與傷亡人數之間關係圖……………………………………70
圖6.22 10MW事故點與傷亡人數之間關係圖……………………………………70
圖6.23 50MW事故點與傷亡人數之間關係圖……………………………………71
圖6.24 100MW事故點與傷亡人數之間關係圖…………………………………71
圖6.25第一個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………71
圖6.26第二個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………72
圖6.27第一個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………72
圖6.28第二個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………72
圖6.29方案一事故於車行橫坑50公尺之第一個橫坑供需圖……………………73
圖6.30方案一事故於車行橫坑50公尺之第二個橫坑供需圖……………………74
圖6.31方案二事故於車行橫坑50公尺之第一個橫坑供需圖……………………75
圖6.32第方案二事故於車行橫坑50公尺之二個橫坑供需圖……………………76
圖6.33 2MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………84
圖6.34 10MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………84
圖6.35 50MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………84
圖6.36 100MW事故點與傷亡人數之間關係圖……………………………………85
圖6.37第一個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………85
圖6.38第二個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………85
圖6.39第一個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………86
圖6.40第二個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………86
圖6.41 2MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………92
圖6.42 10MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………93
圖6.43 50MW事故點與傷亡人數之間關係圖………………………………………93
圖6.44 100MW事故點與傷亡人數之間關係圖……………………………………93
圖6.45第一個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………94
圖6.46第二個橫坑事故點與疏散時間之間關係圖………………………………94
圖6.47第一個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………94
圖6.48第二個橫坑事故點與延滯時間之間關係圖………………………………95

表目錄
表3.1雪山隧道內各項安全設施…………………………………………………20
表3.2通風運轉項目內容表………………………………………………………23
表4.1回流現象產生時的通風速度與煙擴散速度的關係………………………31
表5.1產生車種之亂數區間表……………………………………………………39
表5.2車輛尺寸表…………………………………………………………………40
表5.3疏散人員速度分佈表………………………………………………………41
表5.4其他參數設定表……………………………………………………………41
表5.5供給率與需求率之間之分析表……………………………………………42
表6.1情境一設定表………………………………………………………………51
表6.2案例分析表…………………………………………………………………51
表6.3情境二設定表………………………………………………………………57
表6.4案例分析表…………………………………………………………………57
表6.5 2MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………65
表6.6 10MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………65
表6.7 50MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………66
表6.8 100MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………66
表6.9第一個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………67
表6.10第二個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………67
表6.11第一個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………68
表6.12第二個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………68
表6.13 2MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………77
表6.14 10MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………77
表6.15 50MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………78
表6.16 100MW事故點與傷亡人數資料表………………………………………78
表6.17第一個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………79
表6.18第二個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………79
表6.19第一個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………80
表6.20第二個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………80
表6.21情境三設定表………………………………………………………………83
表6.22案例分析表…………………………………………………………………83
表6.23 2MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………87
表6.24 10MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………87
表6.25 50MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………88
表6.26 100MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………88
表6.27第一個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………89
表6.28第二個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………89
表6.29第一個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………90
表6.30第二個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………90
表6.31 2MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………95
表6.32 10MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………96
表6.33 50MW事故點與傷亡人數資料表……………………………………………96
表6.34 100MW事故點與傷亡人數資料表…………………………………………97
表6.35第一個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………97
表6.36第二個橫坑事故點與疏散時間資料表……………………………………98
表6.37第一個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………98
表6.38第二個橫坑事故點與延滯時間資料表……………………………………99

參考文獻
1.簡賢文，「公路隧道防災及救援之探討」，交通部台灣區國道新建工程局，1998。
2.陳俊清、簡賢文，「公路隧道消防安全設備設置之分析」，中央警察大學，消防科學研究所，中央警察大學災害防救學報第四期，92年.259~288
3.陳發林、熋光華、簡賢文，「北宜高速公路雪山隧道災害應變及救援標準作業程序建制」，交通部台灣區國道新建工程局，91年12月。
4.吳明毅，「隧道通風工程設計手冊」，財團法人中興工程顧問社，88年4月。
5.楊冠雄，「建築物火災時煙流動特性之研究」，內政部建築研究所籌備處專題研究計畫成果報告，84年5月。
6.許如霖，「公路隧道通風設計」，中興工程顧問社工程研究基金，84年5月
7.陳俊堯，「隧道火災事故的防救災與緊急應變管理」，台灣公路工程，第30卷第6期，民92年12月。
8.張世忠，「東西快速公路漢寶草屯線E407-2標八卦山隧道機電與安全系統概述」，台灣公路工程，30卷3期，92年9月。
9.邱裕鈞、張凱羚、黃彥斐、吳佩珊，「公路長隧道事故救援策略之多準則決策模式-以雪山隧道為例」，交通安全與執法國際研討會，93年9月。
10.林振基，「北宜高速公路規劃設計與施工」，中興工程顧問有限公司北宜工程處。
11.陳嘉萍，「長公路隧道之安全及防災」，中興工程，第35期。
12.沈子勝，「關於避難開始時間決定因素之調查」，警學叢刊，25卷1期，89年9月。
13.沈子勝，「火災中人類避難相關理論分析研究」，警學叢刊，26券6期，85年5月。
14.楊冠雄，「公路隧道機電及交通監控整合研究」，交通部台灣區國道新建工程局，84年1月。
15.蔡揮政、藍武王，「高速公路隧道事故處理標準作業程序之研究」，交通大學碩士論文，84年6月。
16.洪玉美，「公路隧道交通控制電腦輔助規劃系統之發展」，中央大學土木學系碩士論文，84年6月。
17.郭富森，「公路隧道通風與交通控制整合研究」，中央大學土木學系碩士論文，87年6月。
18.吳建生、周建捷，「公路隧道安全設施準則研訂」，交通部台灣區國道新建工程局，87年。
19.蔣偉寧，「整合性隧道管理控制系統之建立研究」，交通部台灣區國道新建工程局，83年6月。
20.陳發林，「長隧道通風技術之研究(二)子提議壹-隧道內火災引起之濃煙分佈研究」，交通部台灣區國道新建工程局，84年5月。
21.馮焱明，「北宜高速公路雪山隧道避難連絡通道設置間距之研究」，海洋大學河海工程學系碩士論文，92年12月。
22.楊幼文，「高速公路長隧道路段車輛偵測器與車行橫坑設置間距之研究」，國立交通大學交通運輸研究所碩士論文，80年6月。
23.張仕獻，「群集步行速度調查與避難安全評估應用之研究」，中央警察大學消防科學研究所碩士論文，88年6月。
24.沈東石，「建築物內部人員交通系統緊急疏散效率之評估模型與應用」，國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文，83年6月。
25.蔡揮政，「高速公路隧道事故處理標準作業程序之研究」，國立交通大學交通運輸研究所碩士論文，84年6月。
26.李振玶，「地下捷運空間人命安全確保之研究」，中央警察大學消防科學研究所碩士論文，86年6月。
27.賴以軒，「通道與樓梯一般通行及緊急疏散行人流分析與模擬模式建立之研究」，國立台灣大學土木工程學研究所博士論文，90年6月。
28.鄭震崇，「地下捷運車站火災之人員避難安全性評估」，中央警察大學消防科學研究所碩士論文，90年6月。
29.陳鴻勝，「空間疏散效率之個體式模擬方法」，國立台灣大學土木工程學研究所博士論文，92年6月。
30.林廉凱，「捷運車站乘客動縣人流模式與干擾量度之研究」，國立交通大學運輸科技與館理學系碩士論文，91年6月。
31.簡賢文，「建築物火災避難安全及煙控性能式設計法之研究(二)- 避難安全性能式設計法部分」，內政部建築研究所研究計畫成果報告，90年12月。
32.何明錦，「建築物火災排煙設備性能基準及試驗法之研究」，內政部建築研究所研究計畫成果報告，90年12月。
33.交通部台灣區國道新建工程局「高速公路隧道監控設施準則及行車事故因應措施之研究」，中華民國運輸學會，民國81年6月。
34.交通部台灣區國道新建工程局「意外災害緊急應變計畫書」，財團法人中興工程顧問社，民國84年8月。
35.交通部台灣區國道新建工程局「北宜高速公路意外災害緊急應變計畫書」，中興工程顧問股份有限公司。
36.檢送行政院災害防救委員會編撰，「公共安全管理白皮書成果報告書-長隧道安全管理」。
37.沈子勝，「公共場所火災避難現況調查分析之研究」，中央警官學校，民國84年，第12頁。
38.沈子勝，「避難設計專題」，鼎茂圖書出版公司，民國85年10月，第98頁。
39.同38，第15頁。
40.沈子勝，「建築避難通道設計之研究」，中央警察學校研究所碩士論文，民國76年6月，第91-92頁。
41.同38，第14頁。
42.同38，第13頁。
43.黃文旭，「建築物避難通道安全性評估方法之研究-以電影院為例」，國立成功大學建築研究所碩士論文，民77年6月，第72-75頁。
44.陳火焱，「建築物消防避難問題之研究」，警政研究所述碩士論文，民國71年6月。
45.交通部台灣區國道新建工程局，「國道北宜高速公路工程簡介」。
46.中興工程顧問社，「北宜高速公路第七標工程細部設計報告書」，民國84年3月。
47.交通部台灣區國道新建工程局，「北宜高速公路頭城蘇澳段可行性研究-總報告上冊」，亞新工程顧問公司，民國83年2月。
48. 47.交通部台灣區國道新建工程局，「北宜高速公路頭城蘇澳段可行性研究-總報告下冊」，亞新工程顧問公司，民國83年2月。
49.行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所，「工廠災害緊急應變系統-安全疏散績效評估模型之研究（一）」，84年研究計畫。
50.張榮助，「長公路隧道火災事故救援作業規劃之研究以北宜高速公路雪山高速公路為對象」，中央警察大學消防科學研究所，民91年6月。
51國立交通大學運輸研究所，「Traffic Flow Fundamantals-Adolf D. May-中譯本」，中華民國八十四年。
52. 交通部運輸研究所，「2001年台灣地區公路容量手冊」，運輸研究所出版，20001年。
53.台灣營建署，「市區道路交通島設計手冊」，http://w3.cpami.gov.tw/district6/ d3.htm。
54.H.Mashimo*,” State ofthe road tunnel safety technology in Japan”, 2002 ITA Open Session: Fire and Life Safety, Tunnelling and Underground Space Technology 17 P.145–152,2002.
55.D Canter & Rowan, 「 The Behavior of people in Fire Situation : Possiblity for Research」, cp11/76, Buiding Reseach Establishment, UK.1976.
56.John Pauls, 「Development of Knowledge about Means of Egress」, Fire Technololgy, Vol.20, No.2, May, 1984, p.36.
57. Highway Capacity Manual, Special Report209, Transportation Research Board, National ResearchCouncil,Washington,D.C.,1985.
58.新建築防災計畫指針，日本建築中心，1995年7月，133-134頁。
59.新.建築防災計畫指針，日本建築中心，1985年7月，第134頁。