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研究生:游世宏
研究生(外文):YU-SHIH HUNG
論文名稱:生下水道工程工作井佈設作業機組指派最佳化之研究
指導教授:顏上堯顏上堯引用關係
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:指派工作井最佳化機組作業整數規劃
外文關鍵詞:Assignmentworking welloptimizationcrew operationinteger programming
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早期隨著國內經濟的迅速發展大都會亦因擁有較多資源故吸引各地學子及工作人口流入,然而都會人口也隨之急速增加,相對的市民生活環境及衛生習慣也將隨之改變,若依照過去將家庭污水流入水溝,並排放入河川,不僅將影響水質水體、破壞環境,嚴重時更將造成傳染病流竄,妨害居民的健康,因此大都會區為加速改善市民生活環境極需建立衛生下水道系統,利用衛生下水道改善都市的環境衛生。雖地方制度法中明文規定直轄市與縣(市)的衛生下水道建設及管理為地方自治事項,但在下水道法中也同時規範了中央與地方政府對於衛生下水道建設推動之權責劃分。在實務推動上,以新北市為例,近年來隨著接管普及率的增加累積,形成龐大的靜脈輸送系統,故衛生下水道工程作業一般採用明挖或非開挖之推進工法,而管道推進工法為都市地區挖掘下水道常用之方法,目前直轄六都及全國各縣、市內巷道大部分採用此法。
為驗證本研究模式之合理性與實用性,本研究以衛生下水道小管徑污水管推進工程前置佈設作業圓形鋼管擋土工作井之施作機組指派為範例,其工作區內施作機組包含自有與外調伸縮臂抓斗式挖土機加油壓式搖管機機組兩種,進行模擬測試,以最佳化求得最小成本,並與其人工經驗指派之成本相較比對,並可確認低成本及更具效率之成果,故亦可即時提供決策者精確之判斷依據。因此本研究亦可適用於衛生下水道工程中相關機組指派之問題。

With rapid development of domestic economy at early stage, metropolitan that owns more sources can attract inflows of students and working population everywhere; however, urban population will be risen sharply making the relative residents living environment and health habit change accordingly. In the past, household sewage was made to flow into the ditch before discharging to the river. It not only affected water quality and water body to damage the environment, much worse, but also allowed infectious disease to travel and harm resident’s health. Therefore, sanitary sewer system should be urgently built in metropolitan region to accelerate the improvement of citizen living environment, so as to improve urban environmental health.

Although sanitary sewer construction and management in municipalities and local governments are expressly stipulated as local self-government in accordance with Local Government Systems Act, division of authority and responsibility in sanitary sewer construction promoted by central and local governments is also specified according to Sewerage Act. Based on the example of New Taipei City for practical promotion, a huge veins carrying system is generated with accumulated increase of penetration rate of pipe works in recent years. Consequently, pipe jacking method for open cutting or non-excavation is normally used in sanitary sewer engineering work. Pipe jacking method is a common method used to excavate the sewer in metropolitan region, which is mostly used for roadways in six municipalities and local governments.

In order to verify reasonability and practicability of this research mode, this study took an example of execution crew assignment for round steel pipe earth-retaining working well preset in pipe jacking engineering for small diameter sanitary sewage pipe, working area in which execution crew includes owned and external excavator with long arm bucket and hydraulic casing oscillator are used for simulation test to acquire minimum cost through optimization. Compared to the cost by human experience in the dispatching, the result showing low cost and more efficient way can be confirmed to provide for decision maker’s precise judgment. In consequence, this study is also applicable to the issues relating to crew assignment in sanitary sewer engineering.


摘 要.............................................................................................................I
Abstract...........................................................................................................II
誌 謝............................................................................................................Ⅲ
目 錄............................................................................................................Ⅳ
圖目錄............................................................................................................Ⅵ
表目錄............................................................................................................Ⅶ
一、緒 論.....................................................................................................1
1-1 研究背景與動機.................................................................................1
1-2 研究的目的與範圍.............................................................................1
1-2-1 研究目的.................................................................................1
1-2-2 研究範圍.................................................................................2
1-3 研究方法與流程.................................................................................2
二、文獻回顧.................................................................................................5
2-1 衛生下水道工程工作井佈設作業機組指派等相關文獻.................5
2-2 衛生下水道工程工作井佈設作業機組指派資源最佳化相關文獻.6
2-3 文獻評述.............................................................................................7
三、模式構建及求解方法.............................................................................8
3-1 問題描述及現況做法.........................................................................8
3-1-1 問題描述.................................................................................8
3-1-2 現況做法.................................................................................8
3-2 模式建立...........................................................................................13
3-2-1 假設條件、參數及決策變數定義.......................................13
3-2-2 數學模式...............................................................................15
3-2-3 模式應用...............................................................................18
3-3 求解方法與步驟...............................................................................19
3-4 小結...................................................................................................20
四、範例測試...............................................................................................21
4-1 資料分析...........................................................................................21
4-1-1 問題規模...............................................................................21
4-1-2 決策變數之擬定...................................................................22
4-1-3 機組工率、成本基本參數資料之擬定...............................26
4-2 測試與結果分析...............................................................................27
4-2-1 電腦演練環境.......................................................................27
4-2-2 模式輸出結果.......................................................................27
4-2-3 運算結果與指派情形...........................................................28
4-3 人工經驗規劃排程結果...................................................................30
4-4 最佳化指派模式與人工經驗指派模式效益分析比較...................32
4-5 敏感度分析.......................................................................................32
4-5-1工作天增減對成本變化敏感度分析....................................32
4-5-2自有機組增減對成本變化敏感度分析................................33
4-5-3作業量體增減對成本變化敏感度分析................................36
4-6 小結...................................................................................................38
五、結論與建議...........................................................................................40
5-1 結論...................................................................................................40
5-2 建議...................................................................................................41
參考文獻.......................................................................................................42
附錄A............................................................................................................44


1.內政部營建署下水道施工參考技術手冊,2009年。
2.台北市衛生下水道工程處,汙水下水道工務手冊,1999年。
3.台北市衛生下水道工程處設計準則,2002年。
4.林聰明,「營建土方開挖作業成本最佳化之探討」,國立中央大學土木工程學系,碩士論文,2011年。
5.倪至寬,衛生下水道施工與標準作業程序(上)(下)冊,詹氏書局,2005年。
6.袁新生等主編,《LINGO和Excel在數學建模中的應用》,科學出版社,2007年。
7.蔡淑芬,「污水下水道分管網推進施工風險評估與量化分析之研究」,國立中央大學土木工程學系,碩士論文,2006年。
8.蕭文達,推進工法 地工技術第55期 第109~113頁,1996年。
9.謝金星等編著,《優化建模與LINDO/LINGO軟體》,清華大學出版社,2005年。
10.顏上堯,「最佳化設計與管理」講義,國立中央大學土木工程學系,2000年。
11.顏上堯,顧梓承,陳佳宏,「土石方工程調派最佳化模式之研究」,技術學刊第18卷,第4期,503~508頁,2003年。
12.顏上堯、李貞儀、施佑林,「專案監造人力指派最佳化模式之研究」,中國土木水利工程學刊。第20卷,第4期,頁415~425。(EI) (98年度中國土木水利工程學會論文獎),2008年。
13.顏上堯、李新起、陳怡君,「油料管線鋪設工程人機作業指派最佳決策模式之研究」,中國土木工程學刊,第26卷,第1期,頁次61~70,2014年。
14.顏上堯、施佑林、呂理卿,「營建人機指派最佳化模式之研究」,技術學刊,第23卷,第2期,頁137~148,2008年。
15.顏上堯、簡明智、施佑林,「營建工程人力調派最佳化決策模式之研究」,亞太工程科技學報。第4卷,第2期,頁777~790,2006年。
16.蘇 鴻「道路工程機具與人力指派最佳決策模式之研究」,國立中央大學土木工程學系,碩士論文,2010年。
17.Bazaraa, M.S. and C. M. Shetty, NONLINEAR PROGRAMMING,Theory and Algorithms, John Wiley & Sons, New York, 1979.
18.Bradley, S.P., A.C. Hax, and T.L. Magnanti, APPLIED MATHEMATICAL PROGRAMMING, Addison Wesley, 1977.
19.Hiller, F. S. & G. J. Lieberman, Introduction to Mathematical Programming, McGRAW-HILL, 1991.
20.Papadimitriou, C.H.and K.S.,Combinatiorial Optimization, Algorithms and Complexity, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1982.
21.Murty K. G., LINEAR PROGRAMMING, John Wiley & Sons, New York, 1983.
【網頁資料】
1. 污水下水道資訊網
http://sewer.cpami.gov.tw/ 2007
2.台北市政府工務局衛生下水道工程處
http://www.sew.gov.tw/ 2007

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