耐震能力資料庫的描述統計分析

將學校建築耐震能力評估之 EXCEL 資料初步整理完成之後，就可以將資料 匯入 SQL 2008 R2 的資料庫系統中，進行資料探勘的研究工作。以下簡略說明如 何將建立 SQL 2008 R2 的學校建築耐震能力評估資料庫。首先在作業系統中開啟 SQL Server Management Studio 軟體，接著新增一資料庫，如圖 4-2 所示

資料來源：本研究整理

圖4-2 新增學校建築物耐震能力評估資料庫

接著將學校建築耐震能力評估之 EXCEL 資料匯入已建立好的學校建築耐震 能力資料中，如圖 4-3 與圖 4-4 所示

圖 4-3 匯入學校建築耐震能力評估之EXCEL資料到資料庫之一 資料來源：本研究整理

圖 4-4 匯入學校建築耐震能力評估之EXCEL資料到資料庫之二 資料來源：本研究整理

如果需要進行資料欄位或是資料型別轉換的工作亦可以在本階段一併進 行。資料庫建立完成後可以使用 SQL Server Management Studio 軟體來確認資料 欄位與內容的正確性，也可以管理資料庫的內容。

在完成資料庫的建置工作後，接著要開始使用 SQL 2008 R2 進行資料探勘 的作業。首先要開啟 SQL Server Business Intelligence Development Studio 軟體，

並開啟一個 Analysis Services 專案，在其專案中可以進行各類型資料探勘演算法 的資料分析工作。如圖 4-5 所示。

圖 4-5 開啟資料探勘Analysis Services專案 資料來源：本研究整理

在開啟一個資料探勘的 Analysis Services 專案之後，接著要定義待探勘的資 料，因此在方案總管的視窗中進行新增資料的步驟，如圖 4-6 所示。

圖 4-6 建立資料探勘工作使用之資料來源 資料來源：本研究整理

使用資料來源精靈定義連接的資料庫種類、位置與連線相關資訊等重要參數 後，就完成和資料的連線工作。每一個資料來源(在本研究室就是研究資料庫)可 以對應多個資料來源檢視與採礦結構，進行不同資料關聯的定義與資料探勘演算 法的分析工作。如果再加上資料探勘演算法的調整，就可獲得許多不同的分析模 型。最後以本研究將以 81 筆的評估與驗證組資料對所有模型進行預測準確率與

實用性驗證，以找出最符合研究目的所需的預測模型。其主要的步驟流程與工作 內容如圖 4-7 所示。

設定與資料的連接 方式與連接參數 建立資料來源

圖 4-7 使用MICROSOFT SQL 2008 R2 進行資料探勘模型建置的流程 建立資料來源檢視

建立探勘結構

建立探勘模型

訓練與測試預測模型

定義使用的的資料 表與關聯性，可進行 資料的統計分析

建立資料探勘的基本 設定與資料分群方式

獲得最佳預測模型

建立不同演算法與參 數設定的預測模型，

亦可調整資料型態。

資料來源：本研究整理

在建立一個名為”學校建築耐震能力資料”的資料來源後，就建立了和名為”

學校建築耐震能力資料” 之 SQL 資料庫的連結。接著是要建立一個屬於前述資 料來源的資料來源檢視。資料來源檢視是從資料來源之資料庫中匯入欲進行探勘 工作的資料表，如資料表間有特殊關聯性，亦可於此時加以定義和整理。詳細操 作情形如圖 4-8 所示。

圖 4-8 建立資料探勘工作使用之資料來源檢視 資料來源：本研究整理

資料來源檢視除了可以定義待分析之資料表的關連性之外，也可以繪製描述 性統計圖表，讓分析者能快速且清楚的瞭解待分析資料有哪些特性，更能提供後 續資料前置處理工作的參考依據。以下將本研究資料庫之 272 筆學校建築的描述 統計分析條列說明之。

一、學校建築的耐震能力評估結果：

此資料為各學校進行建築物耐震能力詳細評估的主要目的，因此政府 依建築樓地板面積補助各校經費聘請專業結構技師以電腦系統分析與模擬 建築物在地震力作用之下所可能造成的結果。其結果除了經過專業技師簽 證認同之外，亦必須經過三位選自教育部建築耐震能力分析專家學者資料 庫中的大學教授所組成的審查委員會審查，並獲得一致的決議後，此結果 方能被政府認同。因為評估結果的產生過程十分謹慎而客觀，且具有高度 的公信力，故將其用於資料探勘與驗證研究中產生之學校建築耐震能力預 測模型，以找出最佳的預測模式。以下圖 4-9 為研究資料庫中的校舍建築是 否須補強的資料分佈圖。

圖 4-9 資料庫之耐震能力評估結果分布圖 資料來源：本研究整理

林琨偉(2011)研究國震中心全國校舍耐震初步評估的資料後指出，經統 計分析有 75.3%的典型學校校舍有耐震上的疑慮，應進行耐震補強。對照本 研究資料庫中有 225 棟，即為 82.7%的校舍有耐震上的疑慮，需進行耐震補 強工程。此一結果顯示臺東縣的耐震評估結果分佈比例與全國資料庫十分相 近，具有共同的資料分佈性質。惟因本研究資料取自詳細評估結果，較林琨 偉(2011)所研究之全國初步評估結果更具保守度與準確度，故資料庫之耐震 疑慮的比例全國資料略高。

二、學校建築的建造年度：

本資料庫中校舍建造年度分佈從西元 1956 年到西元 1999 年。以 5 年為 間距單位，製作數量統計如圖 4-10 所示。從圖中可看出大部分的校舍為西 元 1968 年(民國 57 年)推動九年國教之後所興建。而臺灣省政府教育廳於西 元 1966 年(民國五十五年)發布國民中小學「教室設計標準圖」之後興建的 校舍合計 259 棟，占全體資料之 95.2%。而在西元 1984 年(民國 73 年)尚未 實施建築耐震規範之前興建的校舍合計 120 棟，占全體資料之 44.1%。全體 校舍的平均屋齡為 29.6 年，與鍾立來等(2012)、林琨偉(2011)研究於 2009

年調查之全國校舍統計資料的 26 年平均屋齡相比，加上距今 4 年的差距，

表 4-6 本研究與林琨偉(2011)研究之校舍建造年代分布比較表 建造年代(西元) 本研究建造年代分

布比例

林琨偉(2011)研究建造年代分 布比例

1971 以前 19.85% 12.96%

1972-1976 6.99% 7.23%

1977-1981 12.87% 13.8%

1982-1986 12.5% 16.1%

1987-1991 18% 15.4%

1992-1996 24.26% 23.24%

1997-1999 5.51% 11.3%

a資料來源：研究者自行整理

如再使用林琨偉(2011)研究中第二種年度的分類方式，以國家通過建築 耐震法規的時間點，將建造年代分成 1983 年以前、1984 年到 1994 年與 1995 年到 1999 年三類，亦發現本研究和林琨偉(2011)的研究之年代分布比例仍 即為相似，因此可推論本研究資料庫在年代分佈上與林琨偉(2011)所研究的 全國資料庫有相同的特性，因此資料研究的結果亦能推論於全國資料庫中。

在本研究中亦嘗試以歷年來中央補助各縣市政府興建學校校舍的補助 期程為建造年度的分類依據。因為不同年代的補助計畫會依據許多當時訂 定的建築法規或建造標準來要求施工廠商做為興建校舍的圭臬，所以希望 藉此能判斷出興建年代對於校舍耐震能力的影響情形。其分類方式請參閱 表 4-5，依前述所定義的對建造年度分類所得到的數量分佈如表 4-7 所示。

從表 4-7 中可得知，雖然每一類別所包含的年數並不相同，但是除了 第 1 類之外，各類別的校舍數量並沒有太大的差異，顯示此種年代分類方 式在校舍數量上不致造成過大的差異，影響分析結果。如果將建造年度分 類與校舍耐震能力加以比較，如圖 4-12 所示，將會發現，建造年度第一類 有 13 棟校舍全部需要補強，耐震有疑慮比率占該分類總數 100%。第二類 有 35 棟校舍全部需要補強，耐震有疑慮比率占該分類總數 97.2%。第三類

有 50 棟校舍全部需要補強，耐震有疑慮比率占該分類總數 84.7%。第四類

三、學校建築的材料形式：

進一步分析校舍建築材料形式與耐震能力之關係，如圖 4-14 所示，可

表 4-9 校舍結構系統分類方式說明

資料庫中結構系統之參數 原報告校舍結構系統之類別

走廊型式 廊外柱

在校舍耐震能力資料 庫中的棟數 單邊走廊，廊外無柱 單邊 無 178 棟 單邊走廊，廊外有柱 單邊 有 65 棟

雙邊走廊，廊外無柱 雙邊 無 6 棟

雙邊走廊，廊外有柱 雙邊 有 13 棟

中間走廊 中間 無 10 棟

其他 因結構為非典型校舍建築，不列入資料庫中

a資料來源：研究者自行整理

從上表中可看出，結構系統為單邊走廊，廊外無柱的校舍建築占全體 資料的 65.4%，而走廊形式為單邊者更占全體資料的 89.3%。此一情形與結 果與王瀅翠(2005)在臺南縣、葉貝羚(2007) 在南投縣、鍾立來等(2012)針對 全國校舍資料調查的校舍結構分佈比例非常相近。因此可推得臺東縣的典型 校舍與其他縣市或是全國的典型校舍在校舍結構分佈上十分的類似，其建築 結構系統與耐震能力的關係亦能推論至其他縣市或是全國校舍。

若觀察資料庫中校舍建築結構與是否補強之間的關係可發現(詳如圖 4-15)，結構系統為單邊走廊，廊外無柱的校舍有 172 棟需要補強，占原結 構總數之 96.6%。結構系統為雙邊走廊，廊外無柱的校舍有 5 棟需要補強，

占原結構總數之 83.3%。結構系統為中間走廊的校舍有 9 棟需要補強，占原 結構總數之 90%。以上 3 種校舍結構系統型態皆為無廊外柱的型態，其補強 機率皆高達 80%以上。相對的，校舍結構系統為雙邊走廊，廊外有柱的校舍 有 2 棟需要補強，占原結構總數之 15.4%。此結果顯示無廊外柱的校舍結構 系統在耐震能力表現上較差，與蘇耕立(2008)等多位學者的研究結果相同，

詳細的校舍結構系統與需要補強的機率比較請參見表 4-10。

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範圍為 1 樓到 5 樓。但因學校建築形式與設計上的差異性，相同的樓層數的

其中建築總樓地板面積為前人研究中常分析之建築特性，故將本研究資料

0-600 600-1200