分散式救災物資存放問題之研究-以台北市小型移動式抽水機為例

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研究生：	曾雅苓 Ya-Ling Tseng
論文名稱：	分散式救災物資存放問題之研究-以台北市小型移動式抽水機為例
指導教授：	陳惠國 Huey-Kuo Chen 張美香
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering
畢業學年度：	94
語文別：	中文
論文頁數：	70
中文關鍵詞：	地理資訊系統、設施規劃與設計、資源佈設規劃、情境規劃
外文關鍵詞：	scenario planning, facility planning and design, rescue equipment distribution, geographic information system
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由於台灣地區地理位置屬於颱風頻生地區，是故颱風災害發生機率為全球公認最高；如何透過規劃與建設來降低災害所帶來的損失，實為維持正常生活機能之重要任務。
本研究以台灣首善之都-台北市為研究範圍，並且遵循台北市地方行政區調度支援救災原則，希望透過救災期間設施平均運作成本、救災期間攤提機具年平均設備成本（包含購買成本與養護成本）、救災期間救災機具過剩機具處罰成本、運輸成本與救災期間租用機具成本目標之共同設定，建構移動式抽水機區位-配送模型，並且於三種需求量擾動情境下利用樣本平均近似法（Sample Average Strategy,SAA）獲得最佳防災整備階段救災機具存放方案，以達到總成本最小與總成本變異平緩之目標。
進而針對各層級救災中心/據點開設設施容量上限進行敏感度分析，得知區域級救災中心有較明顯的成本降低趨勢；即透過區域級救災中心存放容量的適切增加，可以有效率的達到降低總成本之目標。

In this article, the multi-tiered flood rescue equipment distribution problem with uncertainty is formulated as a two-staged scenario planning model that allows for determination of a rescue equipment distribution system for urban flood disaster, including rescue framework, locations of rescue resource storehouse, rescue equipment allocation and distribution plans. In addition, a computer-based decision-support system is developed to help solve this problem. By application of the data processing and network analysis functions of geographic information system, the flood tendency graphs can be utilized for estimating the possible locations of rescue demand points and the amounts of rescue equipments. After having these rescue demand data, the proposed model is solved by following sample average approximation scheme. Then, a computational study of real flood rescue equipment distribution is presented to highlight the significance of the proposed model as well as the efficiency of the proposed solution strategy.

目     錄
目錄…………………………………………………………………………………Ι
表目錄……………………………………………………………………………  Ⅲ
圖目錄………………………………………………………………………………Ⅳ
第一章  緒論………………………………………………………………………01
1.1  研究背景……………………………………………………………… 01
1.2  研究動機與目的……………………………………………………… 02
1.3  研究內容與假設……………………………………………………… 02
1.3.1  研究內容……………………………………………………… 02
1.3.2  研究假設……………………………………………………… 03
1.4  研究流程……………………………………………………………… 04
第二章  文獻回顧………………………………………………………………  06
2.1  區位理論……………………………………………………………… 06
2.2  區位-配送理論………………………………………………………  08
2.3  救災物資配送系統…………………………………………………… 09
2.4  地理資訊系統應用…………………………………………………… 13
2.4.1  地理資訊系統分析功能……………………………………… 13
2.4.2  地理資訊系統救災方面應用………………………………… 14
2.5  小結…………………………………………………………………… 16
第三章  模式構建與演算法……………………………………………………  17
3.1  問題描述……………………………………………………………… 17
3.2  研究假設……………………………………………………………… 21
3.3  區域級救災中心分組模型…………………………………………… 21
3.3.1  決策變數符號說明…………………………………………… 21
3.3.2  變數符號說明………………………………………………… 21
3.3.3  參數符號說明………………………………………………… 21
3.3.4  模式構建……………………………………………………… 22
3.4  移動式抽水機區位-配送模型………………………………………  23
3.4.1  決策變數符號說明…………………………………………… 23
3.4.2  參數符號說明………………………………………………… 24
3.4.3  模式構建……………………………………………………… 25
3.5  求解演算法…………………………………………………………… 28
第四章   實際案例分析………………………………………………………… 29
4.1  台北市防洪設施……………………………………………………… 29
4.2  台北市地方行政區移動式抽水機作業與調度系統………………… 30
4.3  數值例資料…………………………………………………………… 32
4.3.1   資料說明………………………………………………………32
4.3.2   ArcView 資料處理分析步驟………………………………  33
4.4  案例分析……………………………………………………………… 35
4.4.1  區域級救災中心分組案例…………………………………… 35
4.4.2  分散式抽水機區位-配送案例…………………………………36
4.5  求解結果……………………………………………………………… 38
4.6  地理資訊系統結果展示……………………………………………… 42
4.7  敏感度分析…………………………………………………………… 45
4.7.1  救災中心/據點容量敏感度分析………………………………45
4.7.2  區域級救中心點容量敏感度分析…………………………… 48
4.7.3  需求變異程度高低敏感度分析……………………………… 51
4.8  小結…………………………………………………………………… 52
第五章  結論與建議……………………………………………………………  53
5.1  結論…………………………………………………………………… 53
5.2  研究限制與建議……………………………………………………… 53
參考文獻……………………………………………………………………………55
附表一 現況機具存放情形.………………………………………………………58
附表二 需求變異ㄧ百次機具總需求量………………………………………… 60
附表三 市級救災中心容量上限敏感度分析結果……………………………… 63
附表四 區域級救災中心容量上限敏感度分析結果…………………………… 64
附表五 地區級救災中心容量上限敏感度分析結果…………………………… 64
附表六 十八種救災原則分組結果……………………………………………… 65
附圖一 救災原則分組方案A、B、G、L、M、P………………………………… 67
附圖二 救災原則分組方案E、N、O……………………………………………  68
附圖三 救災原則分組方案F、J、G、K、Q……………………………………  69
附圖四 救災原則分組方案R、C、D、H、I……………………………………  70
表      目     錄
表2.01 區位問題相關研究………………………………………………………07
表2.02 供給點隨機服務機率之區位-配送相關研究………………………… 08
表2.03 各種救災能量區位-配送相關研究…………………………………… 10
表2.04 各種救災能量區位-配送相關研究…………………………………… 11
表2.05 緊急救災系統之相關研究………………………………………………11
表2.06 各種救災能量區位-配送理論求解方法之相關研究………………… 12
表2.07 地理資訊系統救災相關研究彙整表……………………………………14
表2.08 地理資訊系統救災相關研究彙整表……………………………………15
表2.09 地理資訊系統技術應用相關研究……………………………………  16
表4.01 台北市小型移動式抽水機調度支援分組表-現況…………………… 30
表4.02 區域級救災中心分組表R方案………………………………………  36
表4.03 救災期間費用成本（元/單位）……………………………………… 36
表4.04 救災中心與救災據點容量限制（單位：台）…………………………36
表4.05 區域級救災中心R方案最小總成本機具存放情形（單位：台）……39
表4.06 區域級救災中心R方案次小總成本機具存放情形（單位：台）……39
表4.07 區域級救災中心現況分組最小總成本機具存放情形（單位：台）…40表4.08 三十次需求變異結果……………………………………………………40
表4.09 固定機具佈設方式三種需求變異情境100次結果……………………40
表4.10 容量上限敏感度分析資料………………………………………………45
表4.11 區域級救中心點容量敏感度分析遞減率表…………………………  48
表4.12 高低需求變異程度敏感度分析資料……………………………………51
圖      目     錄
圖1.01  研究流程圖……………………………………………………………. 05
圖3.01  台北市地方行政區調度支援救災原則-層級關係…………………… 19
圖3.02  台北市地方行政區調度支援救災原則………………………………. 20
圖4.01  台北市政府工務局養護工程處抽水機支援救災標準程序流程圖…. 31
圖4.02   ArcView9.x使用者圖形界面…………………………………………32
圖4.03   GIS資訊處理流程…………………………………………………….34
圖4.04  區域級救災中心分組次數圖…………………………………………. 35
圖4.05  現況分組背景下現況機具存放與單日降雨量600毫米機具需求分佈情形…………………………………………………………………………………..37
圖4.06  區域級救災中心R方案之最小總成本機具存放情形………………..41
圖4.07  區域級救災中心現況分組之最小總成本機具存放情形……………. 41
圖4.08  區域級救災中心R方案之最小總成本機具存放情形與單日降雨量300毫米之需求點分布情形…………………………………………………………..42
圖4.09  區域級救災中心R方案之最小總成本機具存放情形與單日降雨量450毫米之需求點分布情形…………………………………………………………..43
圖4.10  區域級救災中心R方案之最小總成本機具存放情形與單日降雨量600毫米之需求點分布情形…………………………………………………………..43
圖4.11  以內湖區地區級救災據點編號315供給點配送到單日降雨量為600毫米編號12機具需求點，機具配送路徑…………………………………………. 44
圖4.12  文山區各個淹水點的機具配送路徑…………………………………. 44
圖4.13  市級救災中心容量敏感度分析結果…………………………………. 46
圖4.14  區域級救災中心容量敏感度分析結果………………………………. 46
圖4.15  地區級救災中心容量敏感度分析結果………………………………. 47
圖4.16  救災中心/據點容量敏感度分析結果………………………………… 47
圖4.17  救災期間，設施平均運作成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖48
圖4.18  攤提救災器材年平均設備成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖49
圖4.19  期望非跨區運輸成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖………… 49
圖4.20  期望跨區運輸成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖…………… 49
圖4.21  期望運輸成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖………………… 50
圖4.22  期望租用救災機具成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖……… 50
圖4.23  機具過剩之期望處罰成本-區域級救災中心容量敏感度分析圖…… 50
圖4.24  需求變異程度敏感度分析……………………………………………. 51

                                

中文文獻
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