系統規劃與發展

本章介紹說明橋梁設計與防災預警資訊整合系統之系統規劃與發 展步驟。系統規劃的主要工作項目及流程如圖 6-3 所示，圖中箭頭右 方代表各階段的主要成果。

圖 6.3 系統初步規劃工作及流程

本系統之規劃與發展工作內容主要包含：「系統發展概念研擬」、

「系統架構擬訂」、「系統開發工具選用」以及「系統功能規劃」等四項，

各項之工作內容將在以下各節中分別說明。

6.4.1系統發展概念研擬

為使橋梁設計與防災預警資訊整合系統有效率應用，提升橋梁管 理維護單位防災預警與即時評估之用途，因此需要一套架構於網際網 路下之系統，使相關管理單位能夠在不同平台皆能瀏覽相關資料。另外，

為了資料易於辨識，方便使用者查詢。故本系統開發將需滿足以下三項 目標：1. 容易進行資料查詢及分析 2. 提供橋梁評估相關資訊 3 確保 使用最新資料進行評估。

根據系統使用需求的目標，發展規劃將分為三個部份，如圖 6.4。

1.對話介面：著重網頁的開發，讓使用者能夠經由網頁查詢所需資料；

2.資料管理：透過 Microsoft SQL Server 建立關聯式資料庫(Relational DataBase)；3.模式管理：模式管理中包含安全評估與防災預警通報。由 系統中三個部份相互配合後，儲存於資料庫中，使用者可藉由網頁進行

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圖6.4 系統組成圖 6.4.1.1對話介面

「對話介面」係使用者與系統間溝通之主要管道，亦稱之為「使用 者介面」(User Interface)，設計時係從使用者的角度來建構系統，以確 保使用者操作時之親善性，同時有效地傳達控制指令與變數。以下分別 針對「人機配合」與「設計理念」兩部份說明：

1. 人機配合

對話格式為系統與使用者間溝通方式，本系統人機介面對話格式 有下列兩種：

(1) 清單對話(Menu Dialogs)：可讓使用者在一個列有所有功能的 清單中選擇欲執行之功能。

(2) 輸入／輸出表對話(Input /Output Form Dialogs)：輸入表格提 供使用者輸入命令與資料，輸出表格為系統所產生之回應訊 息。

2. 設計理念

設計理念的首要考量，在於系統如何傳達訊息給使用者，及接受使 用者的操作指令。本研究將系統架構於伺服器(Server)上，以瀏覽器 (Browser)作為對話管理之介面軟體，以微軟的動態網頁設計技術 Active Server Pages(ASP.NET) 撰寫網頁作為對話管理之介面，並使用下拉式 清單(Menu)、命令鈕(Command Button)、選項鈕(Option Button)及捲軸

(Scroll Bar)等工具，讓使用者在操作與執行時，淺顯易懂，藉此減少使 用者學習系統操作所需之時間，並降低操作指令輸入次數，提升作業效 率。

6.4.1.2資料管理

此系統之文字及數值等資料均是以資料庫的形態儲存，並且以關 聯式資料庫(Relational Database)來連結不同資料庫間的資料，再運用資 料庫結構式查詢語言(Structured Query Language, SQL)，以 Select，From，

Where，Order By 等組合子句進行存／取、查詢、修改、刪除及新增資 料庫中的資料，進而達到資料管理的功能。

在資料庫的建構與管理方面，本研究規劃以Microsoft SQL Server 作為制定資料表之工具，並採用 ASP.NET 4.0 撰寫之表單作為資料管 時從「臺灣公路早期防救災決策支援系統(TRENDS)」[2]擷取資料進行 分析、比對及更新，並將資料存入資料庫。而系統包含五大模組分別為：

1.上傳參數資料模組、2.修改刪除資料模組、3.查詢下載資料模組、4.耐 洪安全評估模組、5.振動頻率評估模組。其系統架構，如圖 6.5 所示。

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圖6.5 系統架構 6.4.3系統開發工具選用

本研究所規劃之橋梁耐震耐洪設計參數整合系統，系統開發所需 設備如下：

1. PC 2.0GHZ 以上之個人電腦（具備 2048MB 以上記憶體）

2. Microsoft Windows 7 作業系統軟體

3. Microsoft Active Server Pages 4.0 ／Visual Studio 20010 應用 程式開發軟體

4. Microsoft SQL Server 2008 應用軟體 使用者所需具備之軟硬體如下：

1. PC586 以上之個人電腦(具備 1024MB 以上記憶體及網路連 線環境)；

2. Microsoft Internet Explorer 5.0 以上版本。

系統整合方面，本系統主要由Visual Basic.NET、ASP.NET、SQL 資料庫等視窗軟體之應用程式所組成，並利用 Visual Studio 將各作業 軟體整合在同一工作環境下，而發展出親善性之使用者界面，系統整體 作業環境如圖6.6 所示。

圖 6.6 系統作業環境圖

6.4.4系統功能規劃與發展

本研究所建構之系統，系統操作介面下之功能架構規劃如圖6.7 所 示，其中系統係由ASP.NET 應用程式開發軟體撰寫而成，共分五個主 要功能模組分為：1.上傳參數資料模組、2.修改刪除資料模組、3.查詢 下載資料模組、4.耐洪安全評估模組、5.振動頻率評估模組，以下針對 各系統所屬模組之功能規劃、發展加以說明。

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圖6.7 系統功能架構 6.4.4.1上傳參數資料模組

此模組主要為提供設計顧問公司，將完成設計之橋梁資料上傳於 資料庫中，作為後續橋梁安全評估之用。基於此模組所規劃之功能，以 下將說明本模組之功能架構、操作流程，如圖6.8 與圖 6.9 所示。

圖6.8 上傳參數資料模組功能架構

圖 6.9 上傳參數資料模組操作流程 1. 新增橋梁資料

進入模組選擇橋梁後，即可開始新增橋梁資料，內容包括橋梁結構 模型上傳、橋梁竣工圖說上傳、橋梁設計文件上傳、輸入橋梁設計參數，

可直接由網頁端新增橋梁相關資訊，透過人機界面輸入資料後整合儲 存於後端資料庫中。

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進入模組選擇橋梁後，將顯示目前該橋梁有幾筆資料輸入，使用者 可透過介面，將先前已輸入之橋梁結構模型、橋梁竣工圖說、橋梁設計 文件、設計參數資料一次刪除。

6.4.4.2修改刪除資料模組

此模組主要提供橋梁管理單位，易於進行橋梁設計參數修改或刪 除，以達到橋梁資料管理之功用。基於此模組所規劃之功能，以下將說 明本模組之功能架構、操作流程，如圖6.10 與圖 6.11 所示。

圖 6.10 修改刪除資料模組功能架構

圖6.11 修改刪除資料模組操作流程

1. 橋梁設計參數修改

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，進入修改刪除頁面選 擇修改選項後，即可針對該橋梁設計參數資料進行修改，透過人機界面 修改資料後更新儲存於資料庫中。

2. 橋梁設計參數刪除

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，進入修改刪除頁面選 擇刪除選項後，即可針對該橋梁設計參數資料進行刪除，該筆橋梁資料 將會從資料庫中移除。

6.4.4.3查詢下載資料模組

此模組主要提供橋梁管理單位，面對眾多的橋梁資料，易於進行橋 梁資料下載或檢視，並作為橋梁安全評估之用途。基於此模組所規劃之 功能，以下將說明本模組之功能架構、操作流程，如圖 6.12 與圖 6.13 所示。

圖6.12 查詢下載資料模組功能架構

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圖 6.13 查詢下載資料模組操作流程 1. 橋梁設計參數查詢

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，選擇查看選項後，即 可針對該橋梁設計參數進行檢視，其中包含該橋梁各橋墩資訊都將包 含在其中。

2. 橋梁結構模型下載

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，選擇下載選項後，即 可針對該橋梁結構模型進行下載，使用方式同一般網頁下載操作方式，

下載之模型檔案為(.mdb)格式，接著將該檔案匯入 SAP2000 軟體，設 定完成後進行側推分析，最後把側推分析結果(Ay、Ac 值)在系統中更 新儲存，以達到耐震評估之目的。

3. 橋梁竣工圖說

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，選擇下載選項後，即

可針對該橋梁竣工圖說載進行下載，使用方式同一般網頁下載操作方 式，竣工圖說可輔助維護管理單位在評估橋梁時有更詳盡的資訊。

4. 橋梁設計文件下載

進入模組選擇橋梁後，系統會顯示查詢結果，選擇下載選項後，即 可針對該橋梁設計文件進行下載，使用方式同一般網頁下載操作方式，

設計文件可輔助維護管理單位在評估橋梁時有更詳盡的資訊。

6.4.4.4耐洪安全評估模組

此模組主要提供橋梁管理單位，利用已上傳之橋梁設計參數，結合 橋梁即時河川資訊(各橋墩水位、流速、沖刷深度)，推算即時與未來一 小時後橋梁耐洪安全係數，作為橋防災預警之用途。基於此模組所規劃 之功能，以下將說明本模組之功能架構、操作流程，如圖6.14 與圖 6.15 所示。

圖 6.14 耐洪安全評估模組功能架構

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圖 6.15 耐洪安全評估模組操作流程

本耐洪安全評估模組僅針對跨河橋梁進行耐洪評估分析，進入此 模組後可透過河川流域選擇橋梁，系統會先更新橋梁即時河川資訊(各 橋墩水位、流速、沖刷深度)，結合橋梁設計參數，計算即時與未來一 小時後橋梁耐洪安全係數，完成後可進行：

1. 耐洪安全狀態評估

當耐洪安全係數低於3.0 時，系統將自動發送簡訊通知橋梁維護管 理單位，本系統將以每小時持續計算的方式，對橋梁的耐洪安全狀態進 行評估，以達到橋梁防災預警之目的。

2. 查詢橋梁設計參數

橋梁維護管理單位亦可透過系統網頁端，連結查看選項，檢視橋梁 各橋墩設計參數資訊。

6.4.4.5振動頻率評估模組

此模組主要提供橋梁管理單位於颱洪、地震過後，評估橋梁是否安 全可通行，利用自動傳回之現地量測振動頻率資訊，即各橋梁之第一振 態資訊，進行振動頻率臨界值評估(計算 R 值)，作為災後橋梁是否可供 通行之決策參考依據。基於此模組所規劃之功能，以下將說明本模組之 功能架構、操作流程，如圖6.16 與圖 6.17 所示。

圖6.16 振動頻率評估模組功能架構

圖 6.17 振動頻率評估模組操作流程

本振動頻率評估模組針對災後階段對橋梁進行振動頻率評估分析，

橋梁管理單位可透過系統網頁端操作，進入此模組後選擇橋梁，系統會 先更新橋梁最新量測數據，然後比對災後頻率(最新量測數據)與平時檢

(R 值)，完成後可進行：

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1. 橋梁通行狀態評估

1. 橋梁通行狀態評估