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研究生： 宋柏勛
Po-Hsun Sung
論文名稱： 資產管理機制應用於國道柔性鋪面維護之研究－以國道三號為例
Study of Utilizing the Asset Management System into Asphalt Pavement Maintenance of Freeway – Case of Freeway No.3
指導教授： 林志棟
Jyh-Dong Lin
口試委員:
學位類別： 博士
Doctor
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 156
中文關鍵詞： 資產管理 、柔性鋪面 、資料採礦 、鋪面管理系統 、時間序列 、決策樹 、風險評估
外文關鍵詞： Asset Management, Asphalt Pavement, Data Mining, Pavement Management System, Time Series, Decision Tree, Risk Management
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    • 資產管理為將資產轉換為成本來進行管理的手段，主要目的為計算資產之價值並進行評估其投資效益，應用在國道柔性鋪面管理上，則需建立起最重要的資產清冊及其歷史資料，計算出各個資產之成本，方可清楚列出各個資產之價值。
    在資產清冊建立方面採用各車道每20m建立一筆資料，將國道三號0k+000 ~110k+000之竣工資料及維護工程資料建立於資產資料庫中，並將降雨量及氣溫資料藉由反距離權重法建立於各個資產之中，藉著完整的原始資料計算出各個資產之成本，建立起全生命週期之成本資料庫。
    由於資料庫建立之資料與以往鋪面管理系統不同，藉著資料採礦模式之一連串分析來重新探討柔性鋪面破壞之原因及特性，使用主成份分析來分析柔性鋪面破壞之因素，利用決策樹分析來找出鋪面破壞之原因及預測其破壞類別，以時間序列分析建立資產評估時之風險評估參考依據，將所有路段進行集群分析，以利主管機關在分派管轄範圍時之用。
    資產管理之重要工作便是對資產進行評估，本研究將研究路段中之所有路段進行壽年分析以找出折舊週期，分別為新工通車後至第一次維護為8.9年，之後的維護工程間隔時間為4.5年，以此建立資產評估基準值計算模式，經評估後發現木柵工務段及關西工務段之鋪面服務水準維持在不錯的狀況下。
    風險評估分析適用於鋪面維護工程之方案選擇，本研究利用時間序列分析結果及該路段之歷史維護資料進行整體研判以預估其所會發生之破壞類型及破壞時間，藉此風險評估模式來決定各路段是否進行維護。
    在進行維護工程時會因為延遲了道路使用者之旅行時間而產生道路使用者成本，經由本研究所建立之道路使用者成本分析模式發現，以目前進行維護工程之情形而言，道路使用者成本約佔維護工程費用之5%，此部分之費用亦值得決策者在進行各個維護方案時評估時之考量因素之一。

    Asset management is a method that tranferred the assets into cost to management. The main object is that to calculate the value of assets and assess the benefit of investment. When utilized the asset mamagement method on freeway pavement management, it must been founded on assets inventory and historic maintenance. To calculate all the cost of assets could list the value of all the assets.
    The assets inventory was founded per 20m of lane. In the study, the information of completed projects and asphalt pavement maintenance in the 0K~110K of freeway no. 3 was built up into the assets database. The data of annul rainfall and annul temperature was founded to all the assets by inverse-distance-weight method. The life cycle cost database was built up by calculating all the cost of assets form complete raw data.
    The asset database is different to pavement management system. It was probed into the reasons and characteristic of asphalt pavement crack by datamining process. Using principal component analysis to analyze the factors of asphalt pavement. Finding the reasons of asphalt pavement cracks and forecasting the crack types by using decision tree. The analysis of time series wan the basis of risk evolate when assessing the assets. The cluster ayalysis of all assets was ustilized to allot the road range of official authorities.
    The most important work of asset management was assessing the assets. All the assets were analyzed the survival life of all the assets and find out period of the depreciation in the study. It is 8.9 years that the period between newly construction and first maintenance. It is 4.5 years that the period between maintenances. The assess model was set by the two periods. The results cross by the assess model was that the assets serice level was great.
    The risk analysis was suitable for the choice of asphalt pavement maintenance plan. To analyze the results of time series analysis and the historical maintenance data forecasted the crack types and times. To make a decision maintained the assets or not by the risk analysis model.
    The road user cost was caused by the delay travel time when the pavement maintenance construction processed. The rate was founded about 5% of maintenance construction cost by the model of road user cost. It is worthy that decreased the cost of road user when making decision of asphalt pavement maintenance plans.

    第一章　緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍 2 1.4 研究方法、架構及流程 3 第二章　文獻回顧 9 2.1 資產之定義 9 2.2 美國資產管理制度之建立 10 2.2.1 推行資產管理之挑戰 11 2.2.2 執行資產管理之策略 13 2.3 OECD會員國資產管理制度 16 2.3.1 執行目標 17 2.3.2 相關資料庫與管理系統 17 2.3.3 績效評估指標 17 2.3.4 方案規劃與評選 19 2.4 澳洲執行資產管理制度經驗 20 2.4.1 執行目標 20 2.4.2 相關資料庫與管理系統 21 2.4.3 績效評估指標 23 2.4.4 方案規劃與評選 26 2.5 國內執行資產管理制度於柔性鋪面維護現況分析 27 2.5.1 建立柔性鋪面資產清冊之法律面 27 2.5.2 國內公路主管機關 28 2.5.3 交通部臺灣區國道高速公路局現況分析 30 2.5.4 交通部公路總局現況分析 31 2.5.5 內政部營建署現況分析 33 2.5.6 行政院公共工程委員會現況分析 34 2.5.7 國外及國內執行資產管理機制綜合分析 35 2.6 資料採礦分析模式 37 2.6.1 主成份分析 40 2.6.2 決策樹分析 41 2.6.3 時間序列分析 43 2.6.4 集群分析 44 2.7 小結 46 第三章　柔性鋪面資產資料庫之建立 47 3.1 柔性鋪面資產資料庫設計 47 3.1.1 柔性鋪面資產資料庫之正規化 48 3.1.2 柔性鋪面資產資料庫管理架構之選定 49 3.1.3 柔性鋪面資產資料庫實體關係模型之建立 51 3.2 柔性鋪面資產資料庫新建道路基本資料建立 54 3.2.1 新建道路基本資料 54 3.2.2 新建道路幾何資料 61 3.2.3 新建道路座標資料 62 3.3 柔性鋪面資產資料庫道路維護資料建立 64 3.3.1 鋪面維護工程歷史資料 64 3.3.2 鋪面維護工程工法資料 66 3.4 國道三號交通特性資料 68 3.4.1 交流道間主線交通量 69 3.4.2 建立單軸軸重當量(Equivalent Single Axle Loads, ESALs) 70 3.5 氣象資料庫建構及應用 71 3.5.1 建立氣溫資料庫 73 3.5.2 建立雨量資料庫 74 3.6 小結 76 第四章　國道柔性鋪面生命週期成本資料建立 77 4.1 國道三號鋪面工程固定資產成本資料建立 77 4.1.1 規劃設計成本 77 4.1.2 新建成本 78 4.1.3 維護補強成本 78 4.1.4 工程施工固定編列成本 81 4.1.5 折舊成本 81 4.2 國道柔性鋪面維護工程影響道路使用者成本分析 82 4.2.1 道路使用者成本 83 4.2.2 車流率 85 4.2.3 佔有率 85 4.2.4 交通維持影響區域 86 4.3 國道柔性鋪面維護工程工期預估分析 88 4.3.1 交通維持問題 89 4.3.2 施工效率 91 4.3.3 施工能量計算模式 92 4.3.4 施工工期預估模式 95 4.4 小結 96 第五章　國道柔性鋪面破壞資料採礦分析 97 5.1 國道柔性鋪面破壞主成份分析(PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS, PCA) 97 5.2 國道柔性鋪面破壞決策樹 102 5.2.1 木柵工務段柔性鋪面破壞決策樹 102 5.2.2 關西工務段柔性鋪面破壞決策樹 104 5.3 國道柔性鋪面破壞時間序列分析(TIME SERIES ANALYSIS) 106 5.3.1 木柵工務段柔性鋪面破壞時間序列分析 106 5.3.2 關西工務段柔性鋪面破壞時間序列分析 107 5.4 小結 110 第六章　國道柔性鋪面資產管理機制之建立 111 6.1 國道柔性鋪面集群分析 111 6.1.1 木柵工務段柔性鋪面集群分析 111 6.1.2 關西工務段柔性鋪面集群分析 113 6.2 國道柔性鋪面壽年分析 114 6.2.1 木柵工務段柔性鋪面壽年分析 114 6.2.2 關西工務段柔性鋪面壽年分析 115 6.3 國道三號研究路段柔性鋪面資產評估 117 6.3.1 折舊法資產評估基準值之建立 118 6.3.2 實際統計資料之柔性鋪面資產評估 122 6.3.3國道三號研究路段柔性鋪面資產評估分析 123 6.4 國道三號研究路段柔性鋪面資產管理決策評估 124 6.4.1 鋪面維護工程之風險評估分析 124 6.4.2 執行鋪面維護工程產生之道路使用者成本 126 6.5　資產管理機制於國道柔性鋪面維護之專家問卷 126 6.6　小結 128 第七章　結論與建議 129 7.1 結論 129 7.2 建議 131 參考文獻 133

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