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人行地下道維護管理系統之建構研究

人乃構成城市之基本要素，而步行又是人類最基本的移動方式，即使在交通發達的現代都市中，步行仍是民眾從事各種運輸活動中不可或缺的方式；故一個現代化都市之人行地下道(Pedestrian Underpass；或Pedestrian Underground Passage)，必須能提供行人安全、舒適到達目的地的功能。故都市的人行地下道設施是否完善並符合民眾需求，乃代表這一個都市進步程度主要的關鍵指標之一。 本研究探討發現台灣之人行地下道設施，各地方主管機關沒有完善的維護管理制度，導致令人詬病的缺失不勝枚舉，使得原本應該提供給用路人安全步行的人行地下道，因行人使用意願降低而直接穿越馬路，反而造成人車爭道之危險。而現今台灣地區官方所開發之維護管理系統都是以車行公路為主所開發之作業系統，其檢測項目與介面與行人相關設施還是有些落差，故若要直接套用在人行地下道，將導致空白及缺乏妥適性之欄位過多，甚至因此造成不專業的判斷，自然會導致後續人行地下道的維修作業困難與經費編列浪費等缺失，故一套完善而符合實務需求之人行地下道維護管理系統，對於現行沒有完善管理制度的台灣，確實是一項極有意義的研究課題。 本研究所建構的人行地下道維護管理系統主要係透過國內外文獻之收集、現場缺失調查、專家訪談目前維護管理機制之不足來架構系統雛型，透過國內外文獻之收集，了解橋樑管理系統之現況，並研擬可作為本系統因子之項目；現場缺失調查台北市所有人行地下道共計56座之實際缺失後，將所有缺失數量、種類加以分門別類，並經統計分析以作為系統檢測項目之建構依據；分別探討現場檢測人員、人行地下道主管機關與一般民眾等不同角色對系統之需求，使系統之使用性更為人性化；採用Access 2010結合ASP.NET逐步建構系統雛型；系統雛型建構完成後，經由實際現場測試，並回饋修正系統之缺失。 本研究所建構之人行地下道維護管理系統可提供主管機關利用本系統進行人行地下道現場檢測工作與及時查詢人行地下道之基本資料與歷史資料，利用照片上傳與檢視功能來上傳和調閱歷史缺失照片；而民眾亦可利用本系統之民眾通報平台以最切身之感受來填報人行地下道缺失，系統會自動將民眾所填寫之缺失紀錄表轉寄給管理單位，達到及時有效且落實全民督工之功能。本系統並可提供各人行地下道的歷史資料查詢功能，包括基本資料、檢測資料、缺失照片及民眾通報紀錄等資料庫，主管機關藉由此等資料庫即可對人行地下道維護作業之優先順序與經費編列等做更正確而有效的決策。

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分離元素法山崩模型建置及震滑機制行為初探

本研究以1999年集集地震所引發之草嶺山崩事件為例，運用數值地形模型(DTM)資訊，結合顆粒流分離元素之PFC 3D程式分析山崩之行為及機制。為決定山崩塊體及山崩影響範圍，分別運用災前、災後DTM來分析，並用以規範崩塌區之上、下部地形面，定義其間所夾空間即為崩塌之區塊。首先，本研究嘗試數種不同方法來建置崩塌區塊體及模型顆粒叢集等數值模擬之準備，包含NO SHADOW指令法、霣降法、三角柱法、重力排除法、顆粒汰選法等，比較各方法之優缺點及模型可行性等。本研究結果指出顆粒汰選法為最佳方法，其方法為依模擬岩石試體製作流程預先製作一含蓋整個崩塌塊體之顆粒匯集區，再將顆粒予以排除或汰選，配合施予顆粒元素間鍵結作用，進而建立一接近實際外幾何之形態、厚度之崩塌區塊，滑動面亦由DTM資料來建立，符合真實地形特徵之地表模型。 本研究考慮草嶺強震站之地震加速度資料，將之轉換為給定模型之地表地動速度，並考慮岩層中存在孔隙水壓所造成之影響，另考量岩層因受震產生高速滑移，並引致岩層摩擦係數弱化之影響。考量以上因素後，最後以簡化方式一併列入模擬之不同參數及相關模擬條件。 由模擬結果數據資料建置之DTM與真實DTM比對顯示岩層弱化後摩擦係數為0.087時可得最接近真實之堆積型態，其堆積區高程差平均值為-3.2m，樣本標準差為17.5。山崩發生之最大滑動距離為3662 m，最大落距高度為632 m，最高速度為87.2 m/s，本速度峰值之時間序列和地震訊號所得結果吻合。 研究成果顯示以三維離散元素顆粒流數值方法可模擬山崩發生之完整動態歷程，相較於一般常用之極限平衡法及有限元素法，除可求得破壞面及應力應變得知穩定性外，該方法還可模擬山崩發生之大變形行為，包含裂縫、運動軌跡、速度變化、滑動距離，乃至三維的堆積型態，進一步掌握災害發生之影響範圍。研究成果指示了本模擬之成效，以及震滑相關現象之推論。

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商業用廚房火害因子研析與防範之研究

近年來國內由於爐火烹調不慎發生火災事件頻繁，尤其以商業用廚房事件最為顯著，依據2009年台北市政府消防局火災調查科『營業場所爐火不慎火災分析暨案例報告』經統計分析發現，爐火不慎為火害因子之第四名，其發生火災場所以營業場所最多，佔55.9%。進一步分析烹調不慎致災原因，多數係因高溫油炸時油鍋起火，並經由排油煙管擴大燃燒。 為減少商業用廚房火災發生機率及為達維護人命安全之目的，強化商業用廚房公共安全之維護與管理，同時考量其經濟性，本研究透過問卷將專家意見統計彙整後，運用層級分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）進行分析，完成商業用廚房火害因子之建構。最後並確認構面之權重分配，其重要順序分別為「使用習慣及管理」、「廚房設備&配置」、「消防設備(施)」、「建築構造」，以使用習慣及管理構面之權重最高。而各構面項下指標權重前六項分別為「落實防火管理人制度」、「用火、氣、電等設備使用管理維護與管制確實建立」、「應定期清理排油煙機、吸排煙爐風管的管道進行油垢清洗」、「從業人員依規定參加消防演習演練，並熟悉自衛消防編組任務」、「避免油溫過高起火或操作不當使熱油濺出油鍋碰到火源引起油鍋起火」、「各種電線、電纜、插排，相互連接整齊，避免電線走火」，此結果與目前廚房火害主要成因相去不遠，顯示本研究所建構之廚房火害因子權重符合現況，除可作為日後相關業務單位藉由講習來提昇民眾防火意識及緊急應變能力，更可提供國內政府單位做為未來法規修正之參考。

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覆土式天然氣整壓站風險管理之研究

覆土式天然氣整壓站興建過程雖毋需大量人力、機具、物料，惟建置整壓設備需透過較嚴密之組裝程序及技術，所組裝整壓設備主體要求相較於一般整壓設備風險性高，由於各類型零組件間之縝密關係，其與原結構體具有相互依存性之特性，故覆土式天然氣整壓站之結構體與整壓設備零組件組裝過程，亦產生可預知而不可避免或不可預知且無法避免之風險。 一般營建工程所衍生之風險，較著重於施工為主，然覆土式天然氣整壓站卻與一般營建工程相反，其風險著重於營運維護管理階段，由於覆土式天然氣整壓站之技術與構造有別於一般構造物，目前興建過程尚無相關法令規範可供遵循，以及站體構造(土建部分)興建完成無需申請許可，其潛在風險易隱藏於營運維護管理期間，一旦發生重大災害，其嚴重性亦可能危及鄰近建築物之公共安全，故覆土式整壓站之潛藏風險實為值得探討之重要議題。 目前國內尚無就整壓站建置訂定規範，然而其間存在著不可預知之風險，倘能運用ALOHA後果分析技術，輔以建置前分析整壓站發生災害影響範圍，以助於估算有效安全距離，作為救災人員制定防災應變措施及救災時之參考。本研究擬以實務所建置覆土式天然氣整壓站設施為例，從建置生命週期之角度，探討覆土式天然氣整壓站之建置風險加以分析與整理，並按其具有產生重大危害因子進行風險評估與辨識，以供瓦斯界贗續建置之參酌。

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非線性動力結構分析之GPGPU平行化與效能評估

大型非線性結構在進行分析時，常因為運算量太過龐大，而導致電腦運算時間過長。因此在分析上，折衷採用分析運算量較少但精度較低的數值模型。為了要解決運算量的問題，各式各樣的高速運算方法不斷的運用在科學運算中。GPGPU的超多核心與低成本的特性，使得GPGPU有潛力成為進行大型非線性結構分析的另一個工具。 隨著科技發展越來越進步，繪圖處理器 (Graphics Processing Unit，簡稱GPU)具有「超多」核心(many-core)的特性，其運算能力隨之變得非常強大。近年來，GPU的超多核心的特性更進一步地被發展為適用於一般運算用途的處理器，而此技術被稱為GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Unit)。本研究重新檢視OpenSees(Open System for Earthquake Engineering Simulation)程式運算流程，並建立一個新的平行運算流程，以適用於GPGPU的超多核心特性。本研究將新的平行運算流程實作於美國加州大學柏克萊分校的OpenSees地震工程分析系統。測試結果顯示，本研究所測試的平行運算流程，配合GPGPU技術，得以縮短大型非線性動力分析約20%的時間。

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應用無人工佈標之近景攝影測量建立災害邊坡數值地形模型

近幾年空間技術發展已趨近完整。在雷射掃描技術、航空與地面攝影測量技術，已經可以短時間內獲取高精度之三維資訊。台灣長期受到地震、豪雨、颱風等影響，自然因素發生頻繁，所以常造成災害發生，當災害發生，邊坡、土石狀況極為不穩定，本研究以木柵貓空纜車站指南宮站後方之猴山岳做為研究區域，期望以快速且動用最少人力、物力及考量測量人員安全因素之測量方法，快速紀錄災後現場的三維空間資訊，並建立可供展示及量測之三維模型，即時反映災害現場情況，可提供日後的研究與分析。 本研究將介紹以無人工佈標之近景攝影測量方法，以全測站量測獲取邊坡上特徵點坐標，應用軟體完成災害邊坡模型重建。為了評估研究中近景攝影測量重建之邊坡模型精度，精度檢核分成兩個部分：單點量測精度與模型精度。以全測站測得之控制點坐標，從中挑選出5點由控制點改為檢核點不解算外方位，求出全測站與立體量測各方向之殘差；模型精度檢核，研究使用高精度地面光達量測(Ground LiDAR)生成之模型作為檢測標準，比較兩個模型之間的差異。實驗最後以虛擬實境模組語言（Virtual Reality Modeling Language；VRML)展示成果。

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砂箱實驗模擬基樁裸露動力行為分析與探討

臺灣橋梁在颱風豪雨的侵襲下，橋梁基礎裸露的情況時有所聞，再加上台灣位於環太平洋地震帶，地震發生機率頻繁，橋梁隨時都有可能遭受到地震的威脅，而橋梁無論是受洪水或是地震作用其產生的災害，都對橋梁的安全有極大的傷害，本研究為了解基樁在受洪水沖刷後，基樁裸露，若再遭遇地震荷載的雙重作用下，對橋梁安全的疑慮，在目前大多以數值分析軟體模擬橋梁耐洪及耐震能力，但基樁與土壤間互制關係，工程實務上難以模擬，尤其土壤之特性複雜且多變化，是個令工程師頭疼的問題。 本文利用有限元素軟體Midas GTS 建立三維分析模型模擬土壤與基樁間的互制行為，並配合國家地震工程研究中心大型振動台以及翁作新教授等人研發雙軸向多層剪力試驗盒，進行縮尺之橋梁單樁試體振動台試驗，模擬橋梁受沖刷，導致基樁裸露時耐震之行為，並進行實驗與數值分析兩者比對驗證，再以最佳化的方法迴歸出合宜的土壤等值彈簧，希望能透過土壤彈簧的建立可適用於一般結構分析軟體例如SAP2000或MIDAS CIVIL等，以簡化橋梁結構同時受到沖刷及地震多重災害作用下的分析程序，對於提升分析效率應有所助益。

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應用博奕商品於巨型天災災後救助之研究

災害對策其主要出發點皆以保全人民生命為重。近年來，災前減災與緊急應變的策略組合，雖可有效承受一般性災害；惟近年來氣候變遷的影響下，部份災害事件其觀測規模，超越風險管理所承受之標準，損失情況亦造成無可避免的衝擊。為使災害損失負擔降低，政府在策略上從以往的自行吸收損失，逐漸開始透過各項方法，以「分攤」方式將巨額損失風險轉至一般市場。有鑑於2011年東日本大地震，日本政府以商品方式開闢災後財源籌資策略，驅使本論文就公營博奕商品應用在災後復原重建初期，社會救助階段之探討；而針對我國彩券業務於巨型災害規模的影響，並以2009年莫拉克風災事件為例，進行「重建彩券」的效益推估。 　　本論文提出三方面討論：首先，歸納台灣地區的巨型災害規模：透過資料佐證與歸納的方式，確定目前我國所受主要之巨型災害事件；其次，博奕商品於災害救助之應用：針對東日本大地震事件公營博奕之應用為例，並參考現有台灣彩券之營運模式，以推估「重建彩券」於災後社會救助與可行性；其三，盈餘分配的應用：以巨型災害規模為主，討論災後短時間籌資資金策略，透過中央與地方政府的角度做不同面相的應用分析，對於災後緊急社會福利救助財源部份有一定的紓解。 　　綜觀整體規模而言，災害管理策略的使用不僅以單一方法進行即可達到完善，本論文特以災後復原重建階段應用，輔助災前預防與緊急應變對策，並藉由推估將策略實務化。

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獲取多方向影像於三維顏面模型重建

隨著電腦快速發展，加上相機解析度不斷提高，如何利用攝影測量技術快速建立高精度三維模型，並提供可視化多角度測量與展示，相較傳統測量做法則可省去大量時間。然而，近景攝影測量技術現今廣泛運到各種領域中，如橋梁監測、邊坡監測、醫療整形等，這些領域對於建立三維模型精度需求不盡相同，但是在醫療整形和外科手術前建立之三維模型，精度要求應至少需達到公釐(mm)等級。石佑偉(2010)使用物空間匹配法已經成功建立高精度顏面三維模型，其精度達到1mm以下。但是前者研究卻少掉耳朵三維空間資訊於全顏面模型上，將造成全顏面特徵標的(Landmark)角度無法測量，本研究從此地方加以改善。 本研究主要分為五部分：(1)改變以往只對臉部正面垂直拍攝，改以多視角方式拍攝。(2)加入相機透鏡畸變差修正至物空間匹配法(Object-Space Matching)，並以左側、中間及右側概念建立全顏面三維模型，並與其它不同匹配法比較精度。(3)將產製點雲模型組三角網並敷貼正射影像和點雲模型加入RGB資料等兩種方法展示全顏面模型。(4)使用二維像片測量方法與三維模型測量方法進行10個全顏面特徵標的測量，並作測量精度比對(5)針對30位年齡在19~30歲之成年男女使用三維模型測量方法進行特徵標的測量與統計，測得全顏面線條長度與角度提供日後研究分析之參考。