本計畫以生命週期成本導向之概念建置「群橋生命週期維護策略 最佳化之模式」,同時考量各橋梁所評估之現況及風險影響程度,進而 輔助橋梁管理單位針對群橋進行維護時機及經費估計,依不同橋梁現 況有效投入經費進行維護與補強工作,進而在有限維護經費下達到橋 梁生命週期維護最佳經濟效益。
本計畫以生命週期成本導向之概念建置「群橋維修策略最佳 化評估模式」,同時考量各橋梁所評估之現況及風險程度,推估 未來橋梁壽齡及狀態,進而輔助公路管理單位針對群橋進行維護 策略評估。故本研究團隊係從較務實之角度進行本研究,主要的 研究目的條列如下:
(1) 導入生命週期成本導向之概念,建置橋梁殘餘壽齡與保全評估決策 模式。
(2) 決定橋梁因年限、外力影響受損之最佳維修時機與工法,進一步求 得所需經費。
(3) 輔助橋梁管理單位針對群橋建議維修補強策略,進行預算分配及經 費估計。
本研究所獲致之結論與建議詳列如後。
7.1 結論
本計畫同時考量可視老化(visible)與潛勢危害(invisible)等損壞因 素,導入風險概念,並以蒙地卡羅模擬計算橋梁生命週期將遭遇之災 害頻率及強度,進而評估橋梁可能風險,並輔以人工智慧推論橋梁不 同維護策略之維護成本,並分別評估各橋梁中斷下之風險成本。最後,
使用生物共生最佳化演算法,在低於歷年維護經費限制下,搜尋最低 之群橋生命週期風險成本的維護策略。
本節彙整前述之研究過程及完成之研究成果,歸納以下幾點作為 結論:
1. 本計畫導入生命週期成本導向之概念,建置群橋維護策略最佳化 模式,決定橋梁因年限、外力影響受損之最佳維護時機,進一步 求得維護經費。
2. 本計畫針對國內橋梁進行風險辨識,篩選影響橋梁安全維護之風 險因子,主要包括元件老化、洪水、地震等,另外納入用路人成 本之損失,以風險期望值(風險成本)之概念,發展一橋梁風險評 估模式,進而確立橋梁綜合能力指標。
3. 本計畫建立之橋梁綜合能力指標分別計算各因子在橋梁生命週 期內可能造成之損壞機率與維護成本。機率部分依機率模型建置 事件模擬器,透過蒙地卡羅模擬求得。成本部分應用人工智慧推 估與預測各工程處內橋梁不同維護經費成本。再以兩者相乘積 和,進而評估橋梁生命週期中可能造成的風險影響程度,加總得 到群橋風險期望成本。
4. 考量公路橋梁管理機關在維護經費有限情形下,應用生物共生演 算法建置群橋生命週期維護策略最佳化模式,搜尋風險高低順序 排列,並依據預算限制找出在預算限制下需維護之橋梁名單與成 本。本計畫成果可建議橋梁管理機關依不同橋梁現況有效投入經 費進行維護與補強工作,找出群橋最小生命週期風險期望成本維 護方案。
7.2 建議
本節歸納前述之研究成果,提出以下幾點建議事項:
1. 本計畫之範圍僅限制於鋼筋混凝土橋梁,未來可針對不同形式之 橋梁,將其納入探討範圍。
2. 在此針對各區工程處管理之橋梁進行維護策略最佳化之評選。然 而,本計畫之探討對象為公路總局管理之省縣道橋梁,其它管理
單位之橋梁(如縣市政府管理之橋梁)將來也可以是一個研究的發 展方向。
3. 本計畫對於用路人直接成本之估算,主要將決策者(公路總局)與 用路人效益做一比一的加總。實際決策者欲使用本模式前,亦可 依據其偏好對效益的加總設計權重以反映之。
7.3 成果效益與應用情形
1. 在施政上,本研究成果可提供交通部、橋梁管理單位在研擬橋梁 維護與補強策略之參考。
2. 在實務上,本研究成果將提供橋梁管理單位能有效掌握橋梁狀況 與風險排序,並結合維修成本之評估,可在有限維護經費下達到 最佳經濟效益,節省橋梁管理單位維護補強經費。