資料前處理

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l C h engchi U ni ve rs it y 第四章 實驗測試及結果

本研究所建構的巡修區劃分方法乃是結合基因演算法與禁忌搜尋法來進行求 解，目的是使得每個管理員之巡修時間能夠相近，以符合公平合理的工作分配原則

。

根據第三章所介紹的內容，清楚說明了巡修區域進行劃分的流程，緊接著，我們將以 台北市公園處路燈東區分隊為例，進行實驗測試並分析探討劃分後結果。於實驗過程 中，我們發現，除了巡修時間的影響因子外，演化路段的鄰近條件設定，也是影響巡 修範圍分區結果的重要因素。因此，我們分別以不考慮路段與巡修區的鄰近條件、及 考慮路段與巡修區的鄰近條件等兩種不同的路段選擇條件下進行演化測試。比較二次 實驗結果發現，當不考慮路段與巡修區鄰近條件時，部分路段產生跨區的現象，而當 將鄰近條件納入演化條件後，上述跨區巡修的情形已獲得改善。

4.1 資料前處理

本研究資料前處理（如圖4.1）分為蒐集資料、處理資料、分析資料、建構巡修時 間公式、計算路段巡修時間等五個步驟，說明如下：

1. 蒐集資料：此步驟包含路燈故障查報資料及東區路燈分隊道路資料二項資料的蒐集 及資料庫建立。前者係以公園處路燈隊民國96年、97年的路燈故障查報資料為主，

後者為乃利用公園處路燈工程維護管理系統，結合台北市政府都市發展局之數值地 形圖檔、地政處地籍圖檔，萃取路燈隊東區分隊轄管區域的道路圖層。

2.處理資料：處理本研究所需的路燈資料、路網資料及圖層資料。處理內容包含路燈 盞數及故障率、故障次數、道路長度以及巡修距離之計算，統計各管理員路燈維護 盞數及維護路段，並建立道路中心點及各管理員巡修範圍等圖層，以及路段間的相 鄰關係資料，以利後續的分析運用。

於處理路燈資料時發現，96年的路燈查報資料中，並無各路段故障盞數的記

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錄。為求出各路段的故障率，我們比較了97年的路燈查報資料，發現96年各路段的 路燈故障次數、全年的故障盞數及路燈總盞數，相較於97年變化不大。因此，我們 推論在上述條件相近的情況下，各路段的路燈年故障率將不會有太大的變化。故於 後續實驗，我們採用97年各路段的路燈年故障率為參考值。

另外於處理路網資料時，發現路網圖層並無道路長度及中心點座標之屬性資 料，因此我們根據路網中道路實際長度，取其路長1/2的位置座標為該路段的道路 中心點座標。雖然路網係由線段建構而成，但道路並非均為直線，若直接以道路起、

迄點座標的直線距離計算每一條道路長度時，其道路中心點位置便會落在道路外 面。因此我們以線段長度累加的方式，找出每一條道路的實際長度，以及路長的1/2 位置所對應的座標。而計算巡修距離時，我們根據3.1節的假設條件，以分隊所在 位置與各路段中心點的直線距離求出管理員至各路段巡修的距離。

3. 分析資料：根據管理員實際巡修作業情形，分析影響路燈巡修時間之重要因素，包 括影響維修時間的故障種類、維修難易度，以及影響交通時間的交通流暢度、管理 員的巡修行車習慣等，並將各因子轉化為各項參數。計算各項參數值如下：

（1）各路段故障類別的維修時間係數 ：_il

此係數乃根據路燈故障類別之維修的難易程度所設定，於本研究中我們根 據公園處路燈隊管理員的巡修經驗，依故障類別所需之維修時間設定不同係數 值（如表3.1）。例如路燈管線、燈桿傾斜、燈桿髒污處理等故障，所需維修時 間較長，反之如燈具、燈泡、漏電斷路器等故障，所需維修時間則較短，因此 我們設定各維修難易值分別為C1=1，C2=1，C3=2，C4=1，C5=8，C6=4，C7=6，

C₈=8。並依路燈隊管理員的維修經驗所得，維修1盞路燈所需的基本維修時間 為0.5小時。我們根據上述相關數值，可求得各故障類別之維修時間係數為 =C_i i

×0.5小時， 如表4.1所示。

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間係數 、維修時間係數 α_{j il} 、故障類別之比例

p 等模擬資料，一併輸入巡修時間

_il

T 的計算公式中，求出各巡修路段的巡修時間。

i

茲以道路編號R01001為例，其所屬的各項數據為

Er =101、

_i

L=2.57、 β

_{i i}=1、

r

j=1.26、

d =2.35、 v

_{i i}=50、 λ_i=0.63、

N =898、

_i  =1、₁  =1、₂  =2、₃  =1、₄  =6、₅

 =4、6  =5、₇  =6、₈

p =0.58、

₁

p =0.25、

₂

p =0.04、

₃

p =0.06、

₄

p =0.06、

₅

p =0、

₆

p =0.01、

₇

p =0。將此數據與資料帶入，可求出道路編號R

8 01001的巡修時間

T （單位：小時）

_i 如下：

i i i i i

T      t F 

=

 ×(_i

^L

ⁱ _i

^d

ⁱ

v



v

)＋

F

_i(

p

_i_i)

=

( 12) ( L d )

Er N

v  v 

     

×(

p

₁



₁

 p

₂



₂

 p

₃



₃

 p

₄



₄

 p

₅



₅

 p

₆



₆

 p

₇



₇

 p

₈



₈)

=113×((2.57÷(50×1))＋1.26(2.35÷50))＋0.63×898(0.58×1＋0.25×1＋0.04×2＋

0.06×1＋0.06×6+0＋0.01×5＋0)=793.22

經由本節的資料前處理結果，我們建立共計215條巡修路段相關屬性資料及其道 路中心點座標、起迄點座標，及466個路段交點座標資料、圖層。

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_{分析巡修時間}

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影響因子 處理路燈資料 路燈故障

查報資料

東區路燈分 隊道路資料

處理路網資料

計算巡修時間 參數值

建構路燈巡修 時間公式

計算路段 巡修時間

蒐集資料處理資料

處理圖層資料

分析資料建構巡修時間公式

圖 4.1 資料前處理流程

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在文檔中 應用禁忌基因演算法劃分路燈巡修範圍之研究 - 政大學術集成 (頁 43-50)