博碩士論文 107352028 詳細資訊




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姓名 馬振瑋(Jhen-Wei Ma)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系在職專班
論文名稱 消防分隊值勤排班 最佳化之研究
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摘要(中) 依我國消防法第一條明定,消防工作三大任務為預防災害、搶救火災及緊急救護,為面對隨時可能發生的災害,故消防工作為二十四小時待命,消防分隊勤務量與日俱增,然而在繁重的服勤時間中,仍有許多勤務需要執行,例如值班、災害預防及在隊訓練等,面對複雜且極具高風險工作,如何在最低上班限制人數中,發揮勤務專業分工,有效利用排班勤務,實為一大挑戰。為解決上述問題,使用最佳化理論改善消防分隊排班問題,幫助管理者能快速且有效率規劃人力,除了可改善排班勤務分配不平均,更可減低體力上的負荷及提升工作上的正面情緒。
本研究係以消防人員勤務指派時所需之個別要求及限制條件設定,利用0-1整數規劃方法,建構數學模式,利用LINGO 12.0版軟體程式規劃求解,依據不同要求調整參數及限制式,期達到人員公平指派目的。再與人工經驗編組模式指派結果相互比較分析,得證本研究模式能迅速得到解決方案,最後,本研究以某縣市消防分隊規劃作為範例測試,其結果良好,與人工排班相比,顯示本研究模式確實較有效率,並可作為單位內部做為未來人力編排及任務分配的參考應用。
摘要(英) Article 1 of the Fire Services Act explicitly stated three objectives: preventing fire disaster, providing rescue operation, and providing first aid. Firefighting is a 24-hour on-call emergency service with an increasing workload that includes not only on-duty standby but also disaster prevention and on-team training. The increasingly complex and high-risk profession creates a challenging task of personnel management in order to maximize the utilization of talent through the division of labor and effective scheduling of personnel. Optimization theory provides a viable solution to improving the scheduling of a fire department branch, focusing on equal distribution of tasks, reducing physical burden, and generating positive emotions in the workplace.
This study used the individual demands, conditions, and limitations that define the task dispatch of firefighting personnel as parameters of the 0-1 integer programming method to build a mathematical model then used the LINGO 12.0 software to generate solutions. Fine-tuning by modifying parameters and constraints was achieved to satisfy different demands, in order to attain the degree of fair distribution of tasks as expected by personnel. The results were compared to the scheduling results generated through the manual scheduling model. The comparison shows that the mathematical model can obtain solutions quickly. Finally, this study underwent a field test with a county fire department branch with positive results. In comparison with manual scheduling, the model produced in this study is indeed more effective. It can be applied for further internal personnel scheduling and task designation.
關鍵字(中) ★ 消防分隊
★ 最佳化
★ 整數規劃
★ LINGO
關鍵字(英) ★ fire department branch
★ optimization
★ integer programming
★ LINGO
論文目次 摘    要 I
ABSTRACT II
誌    謝 III
目    錄 IVV
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-1-1 研究背景 1
1-1-2 研究動機 1
1-2 研究目的與範圍 2
1-2-1 研究目的 2
1-2-2 研究範圍 3
1-3 研究方法 3
第二章 文獻回顧 6
2-1 消防人員最佳化排班等相關文獻 6
2-2 人力指派及最佳化排程等相關文獻 7
2-3 文獻評述 10
第三章 模式建構及求解方法 12
3-1 問題描述與現況做法 12
3-1-1 問題描述 12
3-1-2 現況做法 12
3-2 模式建立 13
3-2-1 假設條件、參數及決策變數 13
3-2-2 數學模式 16
3-2-3 模式應用 20
3-3 求解方法與步驟 21
3-3-1 求解方法 21
3-3-2 求解步驟 21
3-4 小結 22
第四章 範例測試 24
4-1 資料分析 24
4-1-1 資料來源及說明 24
4-1-2 決策變數擬定 24
4-1-3 範例基本參數擬定 27
4-1-4 測試環境 29
4-2 範例測試與結果分析 30
4-2-1 運算結果 30
4-2-2 消防人員排班情形 32
4-3 人工排班作業模式 33
4-4 本研究模式與人工排班做法效益比較 34
4-5 敏感度分析 36
4-5-1 小隊長(-1)、(+1)、(+2)之敏感度分析 36
4-5-2 隊員(-5)~(-1)、(+1)~(+6)之敏感度分析… 39
4-5-3 新進人員(-2)、(-1)、(+1)~(+4)之敏感度分析 44
4-5-4 TP小隊長(-1)、(+1)~(+2)之敏感度分析 47
4-5-5 TP隊員(-1)、(+1)~(+2)之敏感度分析 49
4-6 小結 52
第五章 結論與建議 54
5-1 結論 54
5-2 建議 55
參考文獻 56
附錄一 測試範例LINGO 12.0程式碼 58
附錄二 測試範例xijkd輸出結果 65


圖目錄
圖1. 研究流程圖 5
圖2. 測試環境(資料來源:HP筆記型電腦資訊擷取畫面) 29
圖3. LINGO模式設定條件畫面 30
圖4. LINGO執行結果畫面 31
圖5. LINGO排班作業模式與人工排班服勤次數分析圖 35
圖6. 本研究模式與人工排班作業模式差異分析圖 36
圖7. 小隊長人數增減變化之班次敏感度分析圖 38
圖8. 隊員人數增減變化之班次敏感度分析圖 43
圖9. 新進人員人數增減變化之班次敏感度分析圖 47
圖10. TP小隊長人數增減變化之班次敏感度分析圖 49
圖11. TP隊員人數增減變化之班次敏感度分析圖 52



表目錄
表1. 決策變數xijkd代碼意義範例表 25
表2. 決策變數yid代碼意義範例表 26
表3. 求解結果 31
表4. LINGO輸出結果 312
表5. 人工排班結果 33
表6. 本研究模式與人工排班作業模式效益分析比較表 35
表7. 小隊長增減變化之敏感度分析 357
表8. 隊員人數增減變化之敏感度分析表 40
表9. 新進人員人數增減變化之敏感度分析表 45
表10. TP小隊長人數增減變化之敏感度分析表 48
表11.TP隊員人數增減變化之敏感度分析表 50
附表1.測試範例xijkd與yid輸出結果 65
附表2.測試範例xijkd與yid輸出結果 67
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指導教授 顏上堯(Shang-Yao Yan) 審核日期 2019-7-19
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