第三章 文獻回顧
3.7 監測預警管制
在道路邊坡之監測預警部分,目前國內所採用之道路邊坡監測系 統(儀器)種類繁多,依據逢甲大學執行山區道路邊坡監測系統自動化及 緊急臨時通報系統研發計畫中,建議應針對邊坡之可能破壞模式及風 險性之不同進行分級,對於風險性較低或較穩定之邊坡,可選擇簡易 及較經濟之監測系統加以監測,對於風險性較高或較不穩定之邊坡,
則需選擇較完整之監測系統,以期能充份掌握邊坡之整體行為,並將 各種監測儀器作一經濟評析,使儀器效能及風險損失降至最低。各監
測儀器說明彙整如表 3-3 所示。
黃安斌等人(2002)認為道路邊坡之安全監測涉及三個環節:(1)確保 安全監測所得之物理量為合宜之參考物理量;(2)妥善進行監測所得物 理量之詮釋;與(3)訂定合宜之預警基準應用於管理層次。結合參考物 理量、物理量之詮釋及預警基準,道路防災管理方能落實。邊坡之安 全監測常包括變形與水壓等物理量之量測,傳統監測之方法,需人工 定時施測並擷取資料,效率與經濟效益不彰。近年來自動化監測系統 逐漸受到重視,但自動化監測系統之價格昂貴、且儀器設備容易故障。
該研究認為光纖感測(Fiber Optic Sensor, FOS)和時域反射法(Time Domain Reflectometry, TDR)使用上孔(Up-hole)電子儀器,不容易故障 且方便維修。因此該研究透過多點式的光纖光柵感測器配合應變管之 原理進行自動化,長時間、連續性地層變形監測,其基本原理是將貼 有光纖光柵之塑膠軟管放入地下傾斜管內或直接以灌漿的方式固定於 地層內,做長期之監測而無須取出。而在 TDR 監測技術方面,該研究 則研發完成包括地層錯動、水位監測、線性伸張以及雨量計等之 TDR 監測儀器系統。
在監測資料之傳輸部份,李秉乾(2004)透過現地實測的結果,為能 降低系統複雜度,各項感測單元的傳輸方式以 TCP 為佳,盡量避免異 質傳輸規格的整合,以減少系統不穩定性。而在相同的傳輸協定下,
資訊傳輸介質可依地形需要進行不同的規劃,如 RS485、TCP 或是 802.11b 之方式。該研究亦指出山區道路邊坡監測系統在整體架構上,
是以監測路段現地資料的接收及整合為主要目的,經由無線傳輸技術 將監測資料傳回資料接收中心並儲存於資料庫。所有資料經過加值與 整合成資訊,即可反應現地邊坡的狀況,若加上直覺式資訊呈現、簡 易圖表瀏覽等方式進行監測現況了解,若監測數據達到警戒標準,應 變小組人員如何進行防災準備處理,以及發生災害時要如何快速應變,
因此緊急臨時通報系統的建置,是將預防災害及災害通報等作業進行 整體性規劃,並運用網路技術及最新電腦語言技術能力,統合為具有 即時應變能力的通報系統。
3-10
本研究之前期計畫研究認為,道路邊坡之監測系統可概分為人工 記讀系統以及自動化系統,自動化系統其組成包括:(1)感測單元;(2) 資料擷取單元;(3)資料傳輸單元;(4)資料儲存、展現或分析單元;以 及(5)電源供應等五個單元。其中感測單元感測現地物理量(如位移)或環 境條件(如雨量)之變化,由資料擷取系統收集、記錄、篩選、判讀並經 由資料傳輸單元送達遠端之資料儲存單元儲存、展現或分析資料,必 要時並可發送現地警報、簡訊通知守視人員或保全戶。而電源供應單 元則負責供應現地或遠端設備所需之穩定電流。如何考量致災因子的 重要程度,選擇合適的監測設備,是不可或缺的一環。
而在管制作為部分,陳進發(2011)指出公路單位為積極保全用路人,
已納入風險管理概念,評估選出致災風險較大之山區公路及降雨因素 作為重點監控路段及觀測指標,應用風險管理概念,降低人員罹災之 機率。目前公路總局已律定山區公路汛期重點監控路段 64 處,重點 監控橋梁 48 座。於防汛期間將依據「公路總局封橋封路標準業程序
(SOP)」相關規定,參照新設定特徵雨量預警值、警戒值及行動值,
執行汛期封橋封路作業。
表 3-3 監測預警儀器類型及適用範圍彙整表