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應用約略集合理論於肇事特性分析

民國90年至94年肇事件數有逐年攀升的情形。以民國94年為例，我國肇事件數總計155,814件（平均每日有427件的肇事發生）尚未包含當事人自行和解或自行就醫的事故紀錄，因此實際因肇事影響死傷人數超過內政部警政署公佈數據。 肇事資料的不確定性、不完全性與模糊性，符合約略集合理論( rough sets theory )的概念，本研利用約略集合技術分析肇事特性，以民國94年內政部警政署登錄155,814件事故為範圍，推演肇事特性法則、肇事原因法則、一般與重大事故法則和保護裝備與行動電話法則並進行研析，獲得之法則經過驗證後顯示一般與重大事故法則整體判中率極高，顯示將約略集合技術應用於肇事資料分析，可以輕易進行包含重複紀錄、簡化屬性、發掘屬性關係並推演最適當的法則。 依據約略集合推演的肇事特性法則顯示，屬性類別影響大小為道路屬性、車輛屬性、環境屬性與當事人屬性。應用約略集合技術於肇事原因法則和一般與重大事故法則，結果顯示共同肇事屬性數量下，嚴重程度分類較多整體判中率較低；嚴重程度分類較少整體判中率較高。應用約略集合推演保護裝備與行動電話法則，結果顯示當事人受傷的可能性為96%、死亡的可能性為3%、造成部分人員死亡部分人員受傷的可能性為1%。 本研究以實際資料進行進行研究證實約略集合理論對於分析不確定性、不完全性與模糊性之肇事資料是個有用且有效率的工具，未來可針對法則擬定政策與改善措施，並建立肇事特性法則與改善對策查詢，協助我國交通事故主管機關將肇事管理系統資料庫中的資料作最佳化的運用。

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工程主管機關落實鋪面養護管理系統之研究 (以公路總局為例)

目前我國道路之重心已由新工管理轉為養護管理，但各養路主管機關在有限之經費運用內，卻無一定客觀之因素決定經費之分配，為提供道路決策者具有一合理分配使用養護決策經費之依據，並訂定出一套合理之決策模式，以客觀數據化之標準決定適當之養護工法與範圍，藉此有效解決人力不足之問題。為提供使用者迅速獲得所需資訊使其在分析時做出正確的判決，便需透過資訊化與自動化之鋪面養護管理系統，進行各年度檢測結果之搜集與資料庫之建立。 本研究以目前現有之縣市政府鋪面維護管理系統為基礎，首先透過專家問卷之方式，確認公路養護人員之需求，後進行資料庫重組與關鏈性之加強。並擬定鋪面養護管理系統建置之標準流程與方案，作為各單位作為參考。系統規劃設計中，則透過各年度檢測與養護歷史資料之統計圖表分析，可提供管理者更多鋪面狀況作為參考；設立巡查排程之功能，以兩階段演算法將巡查路線進行路線改善，並透過電子郵件通知之方式，提供養護單位進行巡查及查核工作。藉此成果提升路面作業之管理效率及品質，提高養護作業與系統之結合，對其轄區內路網資訊做即時的掌握，使公路充分發揮其應有之服務功能。

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PSO-SA混合搜尋法與其他結構最佳化設計之應用

本文主要是針對連續變數、離散變數、混合變數之最佳化設計問題，提出兩種以結合粒子群演算法(PSO)與模擬退火法(SA)的混合搜尋法，即PSO–SA–Pg與PSO–SA–Pi。PSO為一隨機搜尋法，具有全域搜尋之能力，其概念簡單且不需調整過多參數。過去研究結果顯示，PSO常在求解最佳化問題的搜尋初期收斂速度較快，但後期搜尋階段隨著所有粒子逐漸往搜尋空間之整體最佳解靠近，因而喪失整體搜尋之多樣性，導致後期收斂速度變慢且容易陷入局部最佳解。為了改善此缺失，本文採用SA演算法作為局部搜尋工具，並將PSO與SA兩種演算法加以整合，期望能使粒子有效地進行全域和局部搜尋，以改善整體的搜尋性能。數個結構輕量化設計問題將分別用來探討其適用性和影響求解品質與效率的相關參數，並藉由設計結果之比較，來探討本文所發展之兩種混合搜尋策略的優缺點。比較結果發現PSO–SA–Pg的求解品質較佳，而PSO–SA–Pi在求解多數混合變數之最佳化問題時，其求解穩定性相對較優。

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桁架形狀與構件離散斷面之兩階段最佳化設計法

本文主要是針對桁架的形狀與構件的離散斷面積進行桁架結構輕量化設計，文中以結構最佳化演算法(Evolutionary Structure Optimization method, ESO)搭配Fully stress design(FSD)對桁架進行兩階段的最佳化設計，束制條件包括節點的位移、構件的應力和挫屈應力束制。設計先以ESO對桁架進行形狀最佳化設計，將節點的座標作為設計變數，屬於連續變數，使用敏感度分析(Sensitivity analyses)來決定桁架節點移動的方向，並以Kuhn-Tucker必要條件作為收斂條件，判斷是否達到形狀最佳化設計。第二階段再以FSD進行桁架構件斷面尺寸最佳化設計，其設計變數為構件斷面積，屬於離散變數，FSD是以構件應力與容許應力之間的比值來決定構件斷面積需求的下限，再以直接進位方式求得到各個構件的離散斷面積。反覆上述兩階段的設計程序求得輕量化設計結果。ESO-FSD的設計程序將透過數個桁架設計例來說明。

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營建材料實驗室量測系統評估及誤差分析

工程生命週期之設計規劃、施工、檢驗、維護；其中檢驗佔有一相當重要之地位。檢測之精確性關係到消費者對整個工程優劣的信心。 量測系統評估分析主要目的，是在所處環境下求得該量測系統之變異，進而分析此變異類別與變異程度，並確保量測系統提供可接受的量測數據。 參造現今國內外之相關標準及規範，設計出一套符合國內營建材料實驗室量測系統評估模式，採定期或不定期方式進行量測系統評估。本研究針對混凝土抗壓試驗量測系統，採用荷重元作為量測樣本，應用最普通統計分析手法：線性迴歸分析、變異數分析及假設檢定等方法，進行評估作業。評估其量測系統並建構一套評估模式。根據研究結果，證明混凝土抗壓試驗量測系統皆符合要求水準，增加試驗者及委託試驗者信心。同時也可依循評估結果指出量測系統改善的方向，降低量測系統誤差，提升量測系統準確度及可信度。 目前國內自行研發之量測儀具系統已愈來愈多，當產品經過此量測儀具量測後，其產出品質難免易受客戶對於量測品質驗證上疑慮，此時若經另一類似量測儀具量測而有不同數據結果產生，也將因無公正的第三者（單位）來評估而無法解決此一難題。本研究針對中央大學自行研發智慧型鋪面檢測車IRI量測系統進行評估，主要目的為評估檢測系統之線性、穩定性、重複性、再現性及偏差等驗證程序，確認量測系統可信度。能避免因量測系統異常而造成對量測品質的影響，並且能提供實驗室負責人量測品質的正確資訊。本研究經實例驗證，可評估量測系統的變異，分析變異發生原因，改善量測系統的變異，提高量測精確度。當有新購儀器評選量測系統或委託者對量測品質有進一步要求時，可依據本論文量測系統評估程序，迅速取得新量測系統資料，改善原有量測系統變異，比較新舊量測系統之量測品質，提昇實驗室量測能力，對量測樣品（產品）提供最正確的量測結果，提昇實驗室品質與信譽。

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利用透地雷達及電磁波影像處理技術於道路管線探測之研究

在快速變化的時代，人們做事總是希望能快又有效，除此之外最好還能節省開銷，透地雷達法相對於明溝開挖、地層鑽探，就明顯既快而又能節省開銷，土木工程中於城市中進行地下開挖經常會牽涉到地下管線的問題，若未能先前掌握管線正確的埋設位置，將造成日後在工程施工上的不便及風險，而若採用傳統明溝開挖的方式易對交通產生較大的影響，並不符合經濟效益。高頻透地雷達具有高解析度，訊號重複性高，且施測快速的優點。因此採用快速、經濟性高的非破壞性檢測方式配合相關資料加以判斷，已是未來發展的趨勢，由於在時間域量測分析反射訊號時，容易受到直接波相當大的影響，常導致淺層訊號易與直接波互相干擾而難以判別。本研究主要經由校內試驗及現地試驗，瞭解雷達波之訊號特性，再透過後處理的方式，改善透地雷達的訊號，以及各種濾波的方式來改善訊號。根據校內與現場的試驗分析結果顯示，後處理程式能將直接波訊號與持續存在的背景雜訊去除，對於待測物訊號的分析與判斷有更進一步的掌握。

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透水性鋪面對基地保水量敏感度之分析

過去的建築開發常採用不透水設計，使得大地喪失良好滲透吸水、涵養保水之能力，因此剝奪了土壤內微生物之生存條件，降低了大地滋養植物的能力。此外，過去都市防洪的觀念，是希望將雨水盡速排除，正因如此，造成都市公共排水設施莫大的負擔，每逢颱風、豪雨，都市近郊低窪地區必定因匯集各地雨水一時無法完全排出而造成淹水現象發生。 在綠建築九大指標中有鑑於上述之問題，基地保水指標即為其中一專門評估基地保水效益之指標，希望藉由其基地保水之效用減少上述問題之產生。因此，本研究針對建築基地保水量中之透水性鋪面保水量，利用軟體PCSWMM配合不同之降雨量、雨型、孔隙率、坡度及保水層厚度進行各不同保水量之研究與分析，最後再與本研究團隊前述所收集之現地保水績效資料庫進行驗證，並針對其結果進行修改，以更接近現地之實際狀況，以供未來工程師以及相關單位應用。 經由PCSWMM程式模擬分析研究成果可發現在各影響保水量因子之敏感度分析上，底層之孔隙率最具有影響，而透水鋪面之洩水坡度無明顯影響。於原建築基地保水指標之透水性鋪面保水量公式應參考鋪面形式分為有側向排水Q=k×A×t+Vs×n與無側向排水Q=Vs×n分別計算，其中孔隙率應配合統一土壤分類法之乾密度轉換之孔隙率計算之。

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鋪面平坦度高程檢測及規範探討之研究

國內目前重大公路建設已趨飽和，工程型態已由新建工程逐漸轉變成養護工程為主之建設。在汽機車日益成長之現況下，如何有效快速地收集路面資訊及避免檢測時封閉道路造成之交通阻塞已成為一大課題，國外針對此課題已研發出自動化鋪面檢測設備。目前國內已引進國際糙度指標(International Roughness Index)。 糙度（roughness），亦稱為平坦度，為道路表面輪跡縱向剖面起伏的變動量，影響路面行駛品質甚大。平坦之路面行駛舒適快速，可提高道路服務品質；反之，高低起伏嚴重之路面使車輛產生不斷的震動，用路人也會因此感到相當不適。在檢測儀器方面，本研究改善前一代自行研發智慧型鋪面檢測車，添購新型設備及軟體以改善前一代儀器所遭遇問題，更針對本系統進行一連串的驗證程序，上述程序皆參考國外相關規範加以驗證，藉由驗證程序的進行，除了可增加本檢測系統之可信度，亦可改善平坦度檢測儀器績效不彰之問題。另外，目前以自行研發檢測車中，皆尚未通過中華民國實驗室認證體系（TAF）認可，雖有進行相關驗證程序，但尚屬研究開發階段，因此本研究希望藉由多項驗證程序，搭配國外相關規範，初步研擬TAF認證程序相關文件及操作手冊等，冀望可使本自行研發檢測車通過認證許可。

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空載光達資料中地面點選取及房屋偵測

本文旨在研究自空載光達資料中選取地面點與房屋偵測。在第一個主題中，先陳述空載光達的系統、誤差來源及資料特徵，回顧並比較數種主要的過濾方法及其特性。本文在考量地形的高度、斜率及區域特徵後，提出一個創新的斜率式「爬升及滑行演算法」來選取光達資料中的地面點，該法具有區部搜尋又能涵蓋全區的優點。本文為提昇處理的效率及資料精度，建立一個在虛擬網格式初始表面模型上選取地面點的架構，並配合一個再搜尋步驟來獲取更細節的地形特徵。其中考量橋面點易遭誤判為地面的一部份，也增加了一個偵測並除橋面點的步驟。 第二個主題是自地面以上的點群中偵測房屋區塊。首先依據房屋的高度、尺寸及面積等先驗知識偵測房屋候選區，此時候選區塊主要為房屋及樹木二大類，隨後基於屋頂面具有斜率連續特性的假設，分析10個以斜率差為基礎的區塊紋理，最後採監督式及監督式分類來偵測房屋區。 本文使用二組資料測試驗證選取地面點的架構是否有效。第一組資料是取自國際航遙測學會的第三工作群第三小組，第二組資料則涵蓋了南台灣數種不同地形特徵。文中評估了選取地面點的錯誤量及參數的敏感度，也與數個知名的過濾法比較成果，同時也分析了地形特徵的保留程度。實驗成果顯示該處理架構可適用於多種不同地形特徵。為驗證房屋偵測架構的有效性，文中同時使用在台灣的都市及鄉村二個實驗區。實驗成果顯示，均調及微小斜率差機率等二個紋理特徵均可適用於房屋偵測。

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使用轉爐石提升耐久性鋪面成效之研究

台灣為一島國，因為地形氣候之關係高溫多雨，且腹地狹小自然資源不足，且近年經濟快速成長，造成台灣地區的鋪面有「先天不良，後天失調」的情形發生，先天的條件是我們所無法克服的，但後天的努力卻是我們應該積極進行的工作，產業的發展需要消耗大量的天然資源，而發展過程中大量產出的廢棄物是否就無法再成為資源，許多研究以此一問題為出發點，研究許多廢棄資源應用在許多方面，而在鋪面工程的相關研究中，轉爐石一直是被寄予厚望的再生材料。 從過去的研究中可以了解，轉爐石可再生利用於一般密級配瀝青混凝土中，而本研究以此方向作一更深入之研究，將轉爐石添加於排水性瀝青混凝土與石膠泥瀝青混凝土中，並採用歐美近年發展的耐久性鋪面(Perpetual pavement)及高性能瀝青混凝土的觀點加以分析，由研究的成果可發現，轉爐石不論是利用於排水性瀝青混凝土或石膠泥瀝青混凝土，都能將其成效做有效的提升，特別是在抵抗車轍與表面抗滑的能力，且添加轉爐石能降低瀝青混凝土中瀝青的使用量，而使工程的成本降低；在研究的過程中亦發現台灣目前普遍使用之馬歇爾配合設計法在進行排水性瀝青混凝土配合設計時，其試體夯壓方式會使孔隙率降低，研究結果發現孔隙率降低主因在於馬歇爾試體夯壓過程中會使粒料發生降格情形，因此本研究建議未來使用馬歇爾法進行排水性瀝青配合設計時應注意級配降格所造成之影響。