以支持向量回歸及生命週期成本分析探討臺灣於市區道路整體環境之管理

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吳佳真(Chia-Chen Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

以支持向量回歸及生命週期成本分析探討臺灣於市區道路整體環境之管理

相關論文

★ 以預防性養護導入市區道路巡查維護作業之初擬-以臺北市為例	★ 交通事故於交通工程設施設置之影響因素探討
★ Evaluation of Hybrid Electric Arc Furnace Steel Slag and Reclaimed Asphalt Pavement in Asphalt Concrete	★ 冷拌再生乳化瀝青混凝土應用於鋪面底層之可行性評估
★ 氧化碴應用於密級配瀝青混凝土實驗室成效分析	★ MCI應用於臺灣國道一號鋪面調查之可行性評估
★ 含轉爐石刨除料應用於再生瀝青混凝土成效評估	★ 臺灣六都市區道路平坦度分析與改善策略建議之研究

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摘要(中)

市區道路整體環境管理為我國現今最重視之議題，本研究主要目的如下：1.藉由內政部營建署近十年實際作為分數變化來了解各縣市對於整體環境的表現，針對表現較差的項目進行探討，進而提出改善之方式。2. 以因素分析(Factor analysis)進行考評項目的歸類，並探究從未被歸類的項目，並以支持向量回歸(Support vector regression)探討經費、淨寬及坡度等量化因子對於市區道路整體環境之影響，進而提出建議之考評方向使其更具鑑別度。3. 根據上述兩點的分析及探討，提出未來的考評方針，重新擬定考評分組、考評制度及方式，並給予整體改善之建議。本研究以支持向量回歸分析影響市區道路整體環境主要因子，其中驗證R2為0.82，表示養護經費是影響市區道路養護品質的主要因子。以民國105年的考評項目進行主成分分析，其結果顯示市區道路整體環境評估構面分為三大項，分別為人行環境平順及安全、道路整潔及排水設施與交通工程附屬設施，其中淨寬、淨高、植栽綠美化、道路鋪面表面平整與行人及自行車安全相關設施等因子被剃除，其主要原因可能各縣市在這幾項都表現優良或是無鑑別力。以臺北市進行個案研究，以美國聯邦公路局生命週期成本分析(LCCA)軟體分析，結果得知道路維修週期七年的養護總成本最低，就臺北市政府而言，每年至少要投入17億在道路養護上才能達到一定養護水準。最後，本研究建議長遠規劃目標以區塊方式進行，達到連續無礙之行走空間，並增加隨機取樣的樣本以呈現各縣市政府平時對於整體環境的準備程度，希望藉此使民眾對於政府的用心更有感，也能成為台灣之特色。

摘要(英)

Assessment and improvement of the urban road is a very important issue for Taiwan in recent year. The main objective of this study is as follows. The first one is the analysis of the past ten-year rating data of Construction and Planning Agency, Ministry of Interior (CPAMI), the second one is reduction the evaluation parameter number of rating item using factor analysis. The last one is exploring the most import parameter to influence the rating score using Support Vector Regression (SVR) and give several total recommendations to the rating system of CPAMI. This study adopted SVR to find out significant factors. As a result, showed the budget was the major significant factor in urban road maintenance quality and R2 of the budget is up to 0.82. This study result used three groups of the urban road environment from Principal components analysis (PCA) in 2016, which was pedestrian environment safety and smooth; road pavement clean and drain facility; and traffic engineering and facility. The results of PCA show the clear width, clear height, landscaping plants planting, flatness of pavement surface and pedestrian and bicycle facility were withdrawn, and the meaning may be those parameters were not significantly influence the final score. The life cycle cost analysis was also adapted to analysis the local government road maintenance budget, and the Taipei city was taken as a sample. It showed that Taipei City Hall should spend more seventeen billion NTD for road maintenance per year to keep the maintenance performance. At last, this study proposes that the long-term planning objectives should be carried out in a street block to achieve continuous and accessible human walking space. The study also suggests increasing the random sampling numbers to present the local government′s effort on it. The final goal of this study is increasing people awareness about the Taiwan government’s effort and investment in infrastructure.

關鍵字(中)

★ 市區道路
★ 支持向量回歸
★ 主成分分析
★ 生命週期成本分析

關鍵字(英)

★ Urban road environment
★ SVR
★ PCA
★ LCCA

論文目次

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 vi
圖目錄 x
表目錄 xiii
一、緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法及內容 4
1-4 研究流程 5
二、文獻回顧 7
2-1 國內外市區道路整體環境考評制度之整理 7
2-1-1 美國市區道路相關考評制度之介紹 7
2-1-2 台灣市區道路相關考評制度之介紹 14
2-2 國內外道路養護及人行環境設計之相關研究 19
2-2-1 道路養護相關服務品質之研究 19
2-2-2 人行環境相關設施設計之研究 22
2-3以方法論探討市區道路影響因子之相關文獻 26
2-3-1 國外以方法論應用之相關研究 26
2-3-2 國內以方法論應用於市區道路整體之相關研究 29
2-3-3 生命週期成本分析應用於道路養護之相關研究 32
三、研究方法 36
3-1 探討市區道路影響因素之工具 36
3-1-1 支持向量回歸 36
3-1-2 因素分析 40
3-1-3 回歸分析 42
3-1-4 集群分析 46
3-2 生命週期成本分析 48
3-2-1 生命週期成本分析構成要素 49
3-2-2 經濟分析指標 55
3-2-3 生命週期成本分析執行方式 58
3-2-4 美國聯邦公路局鋪面生命週期成本分析 RealCost之簡介 60
3-3 台灣市區道路相關數據蒐集方式 61
3-3-1 人行道特性之量測方式 61
3-3-2 道路平坦度之量測方式 63
四、歷年考評制度之探討 68
4-1 道路養護考評 68
4-1-1 制度的變化 68
4-1-2 考評路段的挑選 72
4-1-3 考評方式 75
4-2 人行環境考評 95
4-2-1 制度的變化 95
4-1-2 考評路段選取 98
4-1-3 考評方式 100
4-3 道路養護暨人行環境考評 113
4-3-1 制度的變化 114
4-3-2 考評路段的挑選 116
4-3-3 考評方式 119
4-4 小結 132
五、歷年考評分數之探討 135
5-1 道路養護歷年分數之比較與探討 136
5-1-1 整體之比較探討 136
5-1-2 考評項目之比較探討 143
5-2 人行環境歷年分數之比較與探討 148
5-2-1整體之比較探討 148
5-2-2考評項目之比較探討 156
5-3 交通工程歷年分數之比較與探討 177
5-4小結 182
六、以統計分析及人工智慧分析歸類考評項目 185
6-1 市區道路整體環境影響因子之探討 185
6-2 剔除因子對於市區道路整體環境之影響 204
6-3 以支持向量回歸探討影響人行環境整體之因素 208
6-4 考評方式之建議 210
七、未來考評方針之建議 212
7-1 分組調整之建議 212
7-2 考評項目調整之建議 217
7-3 考評新制度之擬定 221
7-3-1道路養護及人行環境考評項目比較合併 222
7-3-2 同樣類型中之項目合併檢視 226
7-3-3 考評新制度之初擬 230
7-4 整體改善之建議 233
八、道路養護之個案分析-以臺北市為例 237
8-1 相關數據之蒐集 237
8-1-1 臺北市平坦度之整理 238
8-1-2 臺北市養護經費之整理 240
8-1-3 臺北市交通量之蒐集 242
8-2生命週期成本分析 244
8-2-1 LCCA之探討 245
8-2-2 臺北市養護經費之建議 267
8-3每車道公里預算與平坦度之關聯性探討 269
九、結論與建議 273
9-1 結論 273
9-2 建議 275
參考文獻 277
附錄一(變數名稱對照表) 285

參考文獻

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指導教授

陳世晃林志棟(Shih-Huang Chen Jyh-Dong Lin)

審核日期

2019-3-25

推文