污水下水道最佳化维修模式与模拟系统之建立

污水下水道最佳化維修模式與模擬系統之建立簡報者：蘇東青國立中興大學土木工程研究所2022/11/211簡報內容研究成果回顧污水管線水理問題分析管渠污水量推估污水流速分析

社會成本量化分析商業損失估計交通延遲成本估計工區環境清潔費空氣污染防治費路面修補費用未來工作執行重點

2022/11/212研究成果回顧2022/11/213研究成果回顧研究區域_台中市九期重劃區汙水管網子系統G2022/11/214研究成果回顧類神經網路進行污水下水道結構狀況判釋損壞類別影像張數正確辨識張數辨識正確率接頭脫開107700.65結塊淤積56300.54管體破損112760.68管體崩塌16130.81總合2911890.652022/11/215研究成果回顧維修工法置換管材基因演算法優選最佳維修工法與置換管材2022/11/216本期工作項目2022/11/217污水管線水理問題分析土地使用分類單位污水量(CMD/公頃)第一類(R)住一83.2住二128.0住三115.2第二類(B)商一128.0商二、商2-1160.0第三類(S)學校(無住宿生)、機關、市場、加油站50.0第四類(P)公園、綠地、兒童遊樂場、停車場、變電所5.0第五類(N)水道水域、人行步道、道路等無人居住區域0.0套疊土地使用分區圖蒐集基本圖資計算分區內污水量GIS資料建立估算管渠污水量(1)管渠污水量推估資料來源:台中市污水下水道系統整體規劃2022/11/218污水管線水理問題分析(1)管渠污水量推估2022/11/219污水管線水理問題分析污水量推估資料人孔與管底實測高程CCTV檢視資料(0.015)(2)污水流速分析2022/11/2110(1)商業業損損失失估估計計污水水下下水水道道維維修修工工程程大大多多位位於於道道路路兩兩側側，，易易對對周周邊邊環環境境造造成成影影響響，，下下水水道道施施工工時時需需考考慮慮商商業業損損失失之之限限制制。。影響響商商業業損損失失之之參參數數包包括括：：店家家數數(h)商家家每每日日平平均均營營業業額額(Bc)營業業額額損損失失率率(RBL)利潤潤(ROR)社會成本量化分析2022/11/1511(1)商業損失估計計1.1店家數估算店家數數估算算採工區長長度除以平均店店面寬寬，以求求得店店家數數目之之概估估值(尤琬姿姿，1999)。然而上上述方方法未未考量量各個個店家家實際際之店店面寬寬，因因此對對於店店家數數估計計結果果有時時會產產生較較大誤誤差。。本研究利用用高空間解析析度航空照照片或衛星影像套疊建物圖圖層，藉由由大範圍之之遙測影像像判視技術術，評估地地面建物數數目。社會成本量化分析2022/11/1512(1)商業損失失估計1.1店家數估估算遙航測技技術所需需圖資高空間解解析度航航空照片片衛星影像像土地使用用分區圖圖街廓圖管網圖建物圖社會成本量化分析12345678910111213142022/11/1513(1)商業損失失估計遙航測技技術優點點:精確、省省時。遙航測技技術缺點點:當都市變變遷快速速時，圖圖資存在在時效性性的問題題。圖資數化化或產製製過程較較為費時時。解決方案案:利用邊界界偵測技技術找出出航拍影影像中建建物變遷遷的部分分螞蟻群最最佳化演演算法(AntColonyOptimization，ACO)為一種求求取最佳佳解的方方法，近近年開始始被運用用於邊界界偵測領領域(SaeidSaryazdi,2006)。社會成本量化分析2022/11/1514ACO概念說明明社會成本量化分析2492441531038863626720523715211175777572701991521087712192074781881098015687248115089202000930901.決定像元值差距最大方向△＝3△＝92.選像元差距小的3.遺留費洛洛蒙後前前進至下下一像元元，重新進行行判斷2022/11/1515社會成本量化分析ACO測試結果果原始影像像邊界偵測測影像2022/11/1516社會成本量化分析設定約制制條件進進行雜訊訊濾除邊界偵測測影像雜訊濾除除後影像像2022/11/1517(1)商業損失失估計1.2商家平均均營業額額台中市政政府施政政白皮書書(民國93年5月)調查營利事業業農林漁牧牧礦業及土土石開採採製造業水電燃氣氣營造等9項店家數:24,338平均營業業額分析析結果為為15,235元/日。社會成本量化分析2022/11/1518(1)商業損失失估計1.3營業額損損失率與與利潤參考彰化和美美鎮道周周路下水水道維修修工程案案例(2004)。該案例中中指出明明挖與免免開挖所所需佔用用道路長長度比大大約為1：0.11，亦即免免開挖工工法所造造成店家家營業額額損失率率約為明明挖工法法的11%。依據財政政部統計計資料「「94年度營利利事業各各業所得得額/同業利潤潤標準」」，可查查詢台中中市各類類行業利利潤標準準百分比比，經統統計後計計算出平平均利潤潤約為20%。社會成本量化分析2022/11/1519社會成本量化分析各管段商商業損失失評估結結果2022/11/1520(2)交通延遲成本本估計(TD)民眾時間成本本(P)平均時薪(UTV)車輛延遲時間間(td)車輛平均承載載人數(UP)交通流量(UTF)車輛燃料消耗耗成本(F)燃油消耗費(CF)社會成本量化分析2022/11/1521(2)交通延遲成本本估計2.1民眾時間成本本－平均時薪薪(UTV)依據行政院院主計處94年3月台灣地區區薪資與生生產力統計計結果:每人每月工工時為193.7(hr)經常性薪資資為35,727元國人平均時時間價值約約184.35(元/hr)。2.2民眾時間成成本－車輛輛延遲時間間(td)利用公路服服務水準評評估表與各各級幹道服服務水準分分級表，推推估不同道道路寬度下下之運旅時時間變化。。本研究區內內開挖寬度度多在650mm以下，施工工時約佔用用1個車道寬。。估算結果將將與相關施施工廠商進進行討論，，以評估車車輛延遲時時間估算之之準確性。。社會成本量化分析2022/11/1522社會成本量化分析服務等級平均旅行速率(公里/小時)I(主要幹道)II(次要幹道)III(一般道路)A~51~43~33B51~3943~3233~25C39~3432~2725~20D34~2927~2320~16E29~2123~1716~10F21~17~10~各級級幹幹道道服服務務水水準準分分級級表表2022/11/1523(2)交通通延延遲遲成成本本估估計計2.3民眾眾時時間間成成本本－－車車輛輛平平均均承承載載人人數數(UP)交通通部部運運研研所所公公路路車車輛輛行行車車成成本本調調查查地地點點包包括括:台北北、、台台中中、、高高雄雄、、花花蓮蓮等等地地。。平均均承承載載數數=ΣΣ(車種種平平均均承承載載數數*車車種種運運行行比比例例)=約1.6人。車種小客車小貨車大貨車機車平均承載數1.91.11.11.2比例0.5530.110.0550.281社會成本量化分析資料料來來源源:交通通部部運運研研所所2022/11/1524(2)交通延延遲成成本估估計2.4燃油消消耗損損失(CF)其中行行車燃燃料費費用成成本必必須由由燃油油價格格與單單位時時間燃燃油銷銷耗量量進行行估計計，依依據交交通部部運研研所公公路車車輛行行車成成本調調查一一書，，已列列出一一般車車輛行行車成成本燃燃油消消耗費費。本研究究燃油油消耗耗損失失依各各車種種銷耗耗量平平均計計算之之，並並加入入物價價指數數修正正。社會成本量化分析2022/11/1525(3)工區環環境清清潔費費工區環環境清清潔費費用影影響因因子:工區面面積單位面面積清清潔費費率相關研研究調調查結結果指指出單單位面面積清清潔費費約30元/m2(尤琬姿姿，1999)(4)空氣污污染防防治費費依據環環保署署營建建工程程空氣氣污染染防制制設施施管理理辦法法，道道路工工程施施作時時每平平方公公尺開開挖面面積，，每月月課徵徵稅額額為3.18元。社會成本量化分析2022/11/1526(5)路面修修補費費用「統一一挖補補作業業辦法法」(台中市市政府府建設設局，，2004)對於道道路進進行管管線開開挖工工程，，規定定施工工單位位對於於道路路開挖挖需課課徵道道路修修復費費用。。九期重重劃區區屬於於路寬寬10m以下，，厚度度0.05m之瀝青青混凝凝土，，其路路面刨刨除費費及封封層費費為500元/m2。挖掘寬寬度之之限制制，當當一般般管徑徑225~450mm時，挖挖掘寬寬度左左右宜宜各增增加0.1m。社會成本量化分析2022/11/1527(1)污水管線線流速分分析後續利用用台中市市政府於於民國92年對台中中市九期期重劃區區所進行行之CCTV檢視與現現地量測測資料，，進行各各管段水水理分析析，以瞭瞭解管內內流速狀狀況。滿流情況況下最小小流速應應保持大大於0.6m/s非滿管情情況下，，流速應應界於0.3~3.0m/s若未達上上述條件件，優選模式式將對此此類管段段採取區區段翻修修或置換換方式進進行維修修。未來工作執行重點2022/11/1528(2)持續蒐集集交通延延遲資料料與管線線施工日