第一章 緒論
1.5 論文架構
國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
1.4 本論文的貢獻
本論文提出一套方法，重新劃分路燈巡修區域，使得劃分結果，各個管理員的巡 修時間差達到最小化。相較於傳統的劃分方式，本論文除了考量分區結果滿足各區巡 修時間相近外，也將巡修區、路段間的相鄰關係，以及路段與巡修區鄰近條件等因素 納入考慮，以符合不跨區巡修的劃分原則。本研究主要的貢獻詳述如下：
1. 改善巡修工作勞逸不均現象：我們所提出的劃分方法，將影響路燈巡修作業時間 的重要因素，納入其計算公式中，使得劃分後，各管理員的年巡修時間相近，改 善目前路燈巡修工作勞逸不均現象。
2. 滿足巡修區完整性：本研究考慮路段間的相鄰關係，以及路段與巡修區鄰近條件 等搜尋條件，避免跨區巡修情況，滿足巡修區完整性。
3. 利用禁忌名單提升基因演算法搜尋能力，解決傳統基因演算法易重覆搜尋之缺 點，提升候選路段之搜尋效率。
4. 以自動化方式提升劃分作業的效率：透過本研究建構的劃分方法，可依據現況機 動調整各項參數值，並利用GIS快速呈現劃分結果，大大提升巡修區劃分作業的 效率。
5. 解決人為劃分的缺點：透過自動化劃分的方式，可解決現行因人而異的劃分方 式，所產生的不一致現象。
6. 提昇劃分作業的機動性：本研究所提出的劃分方法，考慮路燈故障率、故障次數 等參數，其參數值係以前幾年的數據，進行統計，作為評估各巡修區範圍調整的 依據。當所接管的路燈數量暴增時，即可機動調整參數值，使得巡修區劃分結果 滿足現況需求。
1.5 論文架構
本論文總共分成五大章節，主要架構簡述如下:
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
第一章主要描述本研究的背景、動機和目的，以路燈巡修作業機制為大主題，
進一步說明本論文所要探討的研究議題，並大略簡介整體架構，最後是說明的主要 貢獻。
第二章則是介紹地理資訊系統的相關應用、並經由分析區域劃分等相關研究文 獻，以不同角度探討路燈巡修區域的劃設問題，同時比較禁忌搜尋法與基因演算法 的特性，最後歸納出幾項結論，以作為建立巡修區劃分方式之參考。
第三章為巡修區劃分方法的介紹，本章節乃是本論文的重點理論說明，包括條 件設定及參數說明、巡修時間計算公式中各項函數式的介紹，以及劃分方法等內容，
並且說明基因演算法應用於本研究的演化機制─路段轉換，並加上交配禁忌名單之 方法，使得劃分的過程更為順利，且有更好的結果。
第四章為實驗測試及結果，以實例逐步說明本研究提出劃分方法，包括資料前 處理、道路編碼方式，如何產生初代族群、進行演化的條件及演化的方式，還有本 研究於選擇候選路段時，以不同的選擇條件來進行劃分前、後之結果的比較。
第五章為本研究做一個總結，以及在未來可以繼續延伸的研究議題及應用方向。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y 第二章 文獻回顧
有關路燈維護的研究，多著重於如何遠端遙控燈光、利用地理資訊系統進行故 障監控，以及維修路線規劃等方面，而後雖有楊蔭民[19]針對路燈照明功能維護機 制之研究，惟僅就現有規範擬訂設計、施工製造與維護運作三層面作預防考量與探 討，對於路燈維護任務派遣及工作區域劃分的相關文獻著墨甚少。基於路燈巡修作 業乃為路燈維護機制中的重點工作，而巡修區域劃分的好壞，則是影響巡修工作效 能的關鍵。由於路燈巡修區域劃分涉及任務派遣、分區問題等研究範疇，因此本章 文獻將蒐集地理資訊系統(Geographic Information Systems ，GIS)與任務派遣、分區 問題，及其相關演算法等文獻進行研討，以作為本研究在建立最佳劃分法之參考。
2.1 地理資訊系統與任務派遣
地理資訊系統(GIS)在各個領域的應用上已越來越廣泛，它的許多功能為社會、
經濟、管理等領域帶來極大的方便。
近年來，地理資訊系統更運用於交通、運輸、設備維護等任務派遣方面。由於其 動態、移動及即時資源分派之特質，GIS在運用時配合性的定位，即時通訊及通報，
即時決策的要求都較高。而依任務派遣的類別及特性又可分為緊急性、即時性任務派 遣及計畫性任務派遣兩大類。目前常見的任務派遣工作有保全車輛派遣、119急難救 助、110警力派遣、車輛緊急救援消防及救護車、物流貨車派遺、計程車派遣，而路 燈巡修作業亦屬於此類型的相關應用。
GIS在任務派遣[2]之項目有以下幾項：
1. 最佳派遣模式：最重要的是評估函數(Evaluation Function)之定義，即如何才稱為 最佳，例如滿足某些條件下的，運輸成本最低、反應最快速，最安全等；若可以 有演算法找出最佳派遣方案，則研發者的重點是在找出較快速的方法來求出此方 案(多以啟發式方法來去除不可能方案，以快速收斂或縮小搜尋空間)，此外亦可
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
以可接受解來以較短之時間內找出合理派遣方案，以符合時間限制(如1分鐘內完 成派遣命令下達)。此類方案多可以法則式推理來產生，例如，派遣距離最近之警 車前往或派遣車行距離最近之車輛前往。
2. 措施安排：治安、救災、車輛、人員、物資異常處理，皆需有不同之領域知識為 基礎來支援決策，這必需分別發展不同之智慧型決策支援系統、配合必要之輔助 資料現場動態資訊、及過去案例來決定必要措施或行動；或研判預測情勢發展。
3. 異常判斷空間性異常判斷是GIS可以分析的，例如偏離預設航線、脫離預設範圍、
車輛行動不正常(如搖擺不穩定)、車速過低或過高等，可預先設定異常狀況再以 空間推理或量測加以分析判斷。
4. 空間資訊整合各類輔助資料經GIS整合，便可以相輔相成，例如治安斑點圖與犯 罪地緣資料、危險物品分佈、犯罪行案例(如逃亡行徑)、交通資料等，可以整合 後研判犯罪案件之發展狀況或進行預測。
GIS在任務派遣及追蹤上所扮演的角色是資訊整合、分析、預測與研判，亦即是 此系統中的大腦及展示工具，而GPS、GSM或其他定位、通訊、記錄器及車機PC皆是 資訊的供應工具(感應器、神經(資訊傳遞))及行動器，這些工具與技術的結合再加上各 領域任務派遣與追蹤之法則、理論與經驗等不同型式知識的納入，才能使GIS在任務 派遣及追蹤工作上完成實務界的需求。茲舉數例與相關應用之文獻如下：
邱文雄[7]利用地理資訊系統整合與公共行政相關之資訊及相關之空間資料，建立 公共設備的管理及維護分析系統，以路燈管理一項進行探討，引入地理資訊系統最短 路徑及路徑規劃分析，作積極有效的管理，並進而延伸至其他之公共設備，以健全都 市之管理。
黃敏慈[17]引進警政署肇事資料透過GIS軟體設計依行政區、交叉路口、道路查詢 肇事屬性資料，以及篩選不同肇事原因下之高肇事區域及依肇事特性搜尋出不同範圍 下之高肇事路段和路口，作為警察機關規劃巡邏地點與路線，以供防範肇事之運用。
蔣叔君[20]利用GIS技術，將各刑案發生地點產生治安斑點圖，結合電子地圖產生
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
治安狀況趨勢與擴散分析資料，提供勤務規劃、犯罪預防、偵查規劃之依據，並與GPS 共同作業，以達車輛定位之目的。
蕭智暉等人[23]利用地理資訊系統空間規劃的特性，進行即時警力資源調派，並 透過治安斑點圖分析，得知轄區內犯罪事件比例之高低，以加強治安防範。
盧木林[21]利用GIS建置路燈自動監測管理系統，透過開關箱電流檢測方式，將其 故障信號利用GPRS傳送到控制中心，可節省大量的維護人力成本及縮短維護時間，
有效提升政府為民服務品質。
2.2 分區問題
本研究欲探討之路燈巡修區域劃分乃屬於分區問題的一種，其特性與分析方法常 因研究課題的不同而有所差異。因此，本研究將針對分區問題的類型及其特性與相關 研究進行文獻回顧，以了解現有之分析方法及應用。有關分區問題的文獻探討，包含 區域劃分、分群及等群、區域合併問題等內容，茲分述如下：
2.2.1 區域劃分
陳明宏[11]於論文中提到，功能分區是政府機能分工的方法，舉凡警勤區、學 區、選區、服務區等的分區，主要都必須考慮所服務對象的空間分布。例如警勤區 劃設，除依村里及戶數、口數而有較明確之依據外，其餘因素尚欠缺明確標準。從 而導致，偏遠之警勤區轄區過於遼闊，而市區警勤區過於狹小，過與不及皆將影響 警勤區「犯罪預防、為民服務及社會治安調查」之推動。
楊玫萍[18]利用刑案資料庫加以正規化後繪出刑案斑點圖，透過 Voronoi
Diagrams 分析法得到犯罪熱點(hotspots)分析成果，並檢視其犯罪地點與地區特徵上 之關係。而犯罪率高的地方與犯罪率低的地方，警察的勤務範圍與裝備可能必須不 同。
其他，如行動通訊業者，對於基地台功率涵蓋的範圍大小、連鎖服務業的服務
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
區域範圍劃分與消費行為分析、警察局、消防局、醫療機構服務區域的界定等，所 涉及的區域劃分問題，大部分都不是傳統地理區域劃分可以解決的，還需要有相關 領域知識來處理此類型的區域劃分問題[15]。因此將區域劃分的概念應用於路燈維 護機制中，可使得資源作有效的配置，提升維護成效，是值得嘗試的實用性研究。
國內對於區域劃分之相關文獻甚多，廣泛運用於各方面，茲舉數例與本研究相關之 參考文獻如下：
陳威豪[13]，考量計程車總載客量、招呼站之間的載客差異、招呼站之間的乘客
陳威豪[13]，考量計程車總載客量、招呼站之間的載客差異、招呼站之間的乘客