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RFID于路面设施与人手孔维护管理之应用方向
作者：许修豪
来源：台湾“经济部”应用推动办公室
日期：2009-06-05 14:20:43
摘要：在人手孔管理方面，以RFID技术对人手孔下地再开启作业提供可靠且具效率之定位及管理，包括各类电子标签应用、各类人孔标签装设、工法及应注意事项。将可降低管线单位之疑虑，提供更佳之铺面品质。
交通运输是社会经济发展的命脉，而在海、陆、空运输网络中与民众关系最为密切就是陆运交通，尤其是公路，几乎每天生活都会接触到，相关公路设施之良窳，也直接影响到用路人对公路服务水准的观感，包括路面的坑洞、积水、平整度等等。台湾公路设施发展虽然迅速，但现今许多公路设施都面临到使用年限过久、设施老劣化之情形，此部分更有赖高效率之养护管理。
目前台湾地区公路路网建设已瑧完整，未来公路主管机关之重心也将由新建转为管理与维护，以交通部公路总局为例，每年均编列约60亿元之公路养护计划办理省道重点养护、一般养护、公路工程灾害、道路交通安全工程维护及改善、公路改善及公路规划等工程。养护作业的良窳，不但影响设施服务品质及年限，更攸关用路人在使用道路时的安全及舒适。但公路养护作业的推动，在面临外部需求不断增加（如民众对运输设施服务水准的要求提高）及内部资源却日渐局限之困境下（如人力不足、政府经费有限），传统之养护作业及方法亦须重新思考。其中，随着资讯科技的进步，包括GPS、GIS及各种管理系统发展逐渐成熟，先进之资讯科技设备的应用及完善的管理系统架构的导入，将可以提高养护作业及设施维护之效率。
交通部运输研究所（以下简称运研所）近年致力于公路养护技术的研发，整合近年开发管理维护系统（如图1所示），并配合GPS、GIS等新科技的导入应用，提供高效率之作业工具与资讯管理系统，推广至各公路主管机关使用，以有效达成设施资料之系统化累积，将以往工程经验导向所累积之庞杂资料，经由系统分析得以转化为有效资讯，作为施政支援及绩效评估之用。使国内传统运输工程结合科技工具之发展，逐步建构系统性之交通设施营运维护管理系统，提升养护工作等业务执行效率。
其中，在设施营运维护管理系统之构建过程，基本且重要的一环就是如何将庞杂的设施资料系统化的累积，以供后续进行规划决策之用，包括设施延寿所需之生命周期参数分析等。在运研所所研发之“公路基本资料管理系统”及“公路养护巡查管理系统”内已应用影像工具、GPS及手持式设备（PDA）进行资料搜整自动化之应用。面对数量庞大之公路设施（铺面、路基边坡、路侧设施、交通管理设施、照明及号志、景观及植生、桥梁及隧道、排水等等），如何方便、有效率的搜集设施基本资料（如其种类、编码、位置、使用年线、更新频次等），将影响整体设施营运维护管理系统之功能及对公路设施之管理维护效率。
公路的服务品质，是由各交通设施之健全程度所综合构成，提供用路人安全、舒适、便捷之服务。其中，路面的平整度对用路人是最直接的感受，因此各级政府近年来多将提升路面平整度作为施政重点，并陆续推动各项路平专案或相关计画，去年开始更尝试要求管线单位将人手孔下地，以解除路面平整度受到人孔盖高程之影响。但电力、电信、瓦斯、自来水公司等管线单位，为因应其维护工作或紧急抢修，在人孔下地后，需先寻找孔盖位置再挖开路面，尤其紧急抢修往往具有一定时效性，此时如何迅速有效确定人孔位置极为重要。再者，设于道路的人孔种类繁杂，在下地后除位置标定外，亦需了解人孔种类、型式、尺寸、管理单位等内容，以便后续办理道路挖掘等养护管理事宜。
综上，运研所于今年开始着手RFID于路面设施与人手孔维护管理应用之可行性研究。
RFID电子标签具备读取、写入、传输、储存等功能，可记录有关产品、地点、时间以及交易的纪录和数据，现阶段之应用已相当广泛，包括电子票证、物流仓管、电子收费以及结合电子收费进行旅行时间资讯的搜集等。而在道路设施的应用，目前已有相关国家针对重要设施管线之管线定位、灾后救援、修复及人孔盖之防窃上进行RFID应用。近年来，RFID相关设备的成熟及成本的降低，对于数量庞大之公路设施，RFID所提供之定位、资料储存、辨识功能，对设施维护管理的助益及用途，为一值得探讨之方向，以下就路面设施及人手孔之RFID应用方向简要说明。
RFID强化路面设施之准确标定
运研所自89年开始发展全省公路基本资料库建置，调查范围已包含全省各省县道（除离岛、尚未开通及调查时正进行整修之道路），总计约8,700公里，资料内容相当丰富完整。公路基本资料库调查系统主要是结合了“地理资讯系统”、“卫星定位系统”与“影像实录”(Photologging)等技术的公路基本资料调查系统，将公路实地拍摄之照片，配合公路基本资料整合储存于电脑中，以供资料的管理、查询、修改及使用，其系统之资料组成如图2所示。
“路基路面”影像资料调查
在“路基路面”影像资料调查的部份，由于外业调查技术的突破，已改用数位摄影机取代原有的数位相机，可将外业调查速度由25kph，大幅提升至80kph以上，大大缩短了外业调查时间，而且透过连续影像的拍摄，更可完整记录道路周遭之影像。
“交管设施”及“公路基本设施”等单一公路设施资料的更新
而在“交管设施”及“公路基本设施”等单一公路设施资料的更新，于系统中仍以设施影像及坐标方式加以定位，搭配使用数位相机及手持式GPS定位器。在资料使用及更新时有可能因拍摄位置及视角不同，使得系统与现地状况无法比对，特别是更新频次较高或路段内数量较多之设施类型，如标志、号志、照明、植栽等。即易发生系统内有资料，现地却找不到设施或设施属性资料不符之情形。此类设施有必要于现地提供比座标及影像更准确之标定方式，RFID技术之应用或可提供一解决方案。
常态性的养护巡查作业
此外，藉由常态性的养护巡查作业，可提供系统资料最及时的更新，运研所开发之“公路养护巡查管理系统”采用整合GPS与照像功能之PDA手机，进行现地之巡查作业及缺失作业纪录。 RFID于各类设施所提供之标定及属性记录功能亦有助于巡查人员对现地状况的掌握。惟各种路面设施之材质、形式、尺寸不尽相同（包括：桥梁、立体交叉、涵管、防音墙、路面停车设施、防护设施、铁路平交道、路基安全设施、号志、照明、沿线状况、标志、隧道、交流道、收费站、服务区、路线概况、里程牌等）。探讨以RFID技术进行公路基本设施管理的作法，应包括各类电子标签应用可行性，各类人孔标签装设可行性及设置的经济性，并考量与现行巡查设备之整合。
道路上的人手孔影响路面平整度甚巨，目前因孔盖导致路面不平引发肇事而申请国家赔偿，平均每个月有1.8件。对于铺面平整度，运研所去年办理之“强化公路铺面品质整合型计画”即分别从铺面管理之制度、工法、材料、检测等面向，试图提出一整合性之解决方案。其中、有关人手孔部份即针对回填之周边材料及铺面自动化挖掘修补机具两部分来解决人手孔对铺面平整度的影响。对于RFID在人手孔之应用，除于路面上人手孔部份，依前述记录其位置、属性纳入管理，可提供道路管理单位针对所辖道路人孔数量、类型、开启频率等进行有效管理外。针对人孔下地部分，额外尚须提供精准之定位功能，提供管线单位维护抢修，进一步搭配自动化挖掘修补机具来提升人孔挖掘修补之品质与效率。以RFID技术进行隐藏人手孔管理的作法，包括各类电子标签应用可行性，各类人孔标签装设可行性、回填AC厚度之影响，并评估回填工法应注意之事项，并规划进RFID技术应用于隐藏人手孔之实地可性评估测试与验证。
预期成果与未来展望
道路的养护管理随着设施的老化，在未来对道路主管机关而言将是越来越重要的课题，而因应外部需求增加，内部资源却日渐局限情况，传统劳力密集之养护巡查作业势必需要配合转变，结合资讯工具之发展提升养护作业自动化或许可以提供一个解决方案。目前相关GIS、GPS、RFID等软硬体亦有长足进步，以运研所去年所研发之多功能智慧型自动化检测车为例，即整合铺面平坦度检测、铺面裂缝检测、道路影像搜集Vedio Logging等功能。 RFID技术的导入，可进一步提供公路设施原有影像搭配GPS座标定位方式以外，更便捷、更具效率之设施定位、追踪方式。将庞杂之公路基本设施以一系统化方式加以管理，提供各级道路主管机关在养护计画执行、养护经费分配及养护作业绩效评量等方面参考。并结合上述自动化设备之研发，整合养护巡查作业、缺失改善作业、铺面绩效检测等工作，减少养护人力资源之消耗，提升公路服务品质。
在人手孔管理方面，以RFID技术对人手孔下地再开启作业提供可靠且具效率之定位及管理，包括各类电子标签应用、各类人孔标签装设、工法及应注意事项。将可降低管线单位之疑虑，提供更佳之铺面品质。
(文/交通部运输研究所运工组 许修豪)
目前台湾地区公路路网建设已瑧完整，未来公路主管机关之重心也将由新建转为管理与维护，以交通部公路总局为例，每年均编列约60亿元之公路养护计划办理省道重点养护、一般养护、公路工程灾害、道路交通安全工程维护及改善、公路改善及公路规划等工程。养护作业的良窳，不但影响设施服务品质及年限，更攸关用路人在使用道路时的安全及舒适。但公路养护作业的推动，在面临外部需求不断增加（如民众对运输设施服务水准的要求提高）及内部资源却日渐局限之困境下（如人力不足、政府经费有限），传统之养护作业及方法亦须重新思考。其中，随着资讯科技的进步，包括GPS、GIS及各种管理系统发展逐渐成熟，先进之资讯科技设备的应用及完善的管理系统架构的导入，将可以提高养护作业及设施维护之效率。
交通部运输研究所（以下简称运研所）近年致力于公路养护技术的研发，整合近年开发管理维护系统（如图1所示），并配合GPS、GIS等新科技的导入应用，提供高效率之作业工具与资讯管理系统，推广至各公路主管机关使用，以有效达成设施资料之系统化累积，将以往工程经验导向所累积之庞杂资料，经由系统分析得以转化为有效资讯，作为施政支援及绩效评估之用。使国内传统运输工程结合科技工具之发展，逐步建构系统性之交通设施营运维护管理系统，提升养护工作等业务执行效率。
图1、整合性服务平台架构图
其中，在设施营运维护管理系统之构建过程，基本且重要的一环就是如何将庞杂的设施资料系统化的累积，以供后续进行规划决策之用，包括设施延寿所需之生命周期参数分析等。在运研所所研发之“公路基本资料管理系统”及“公路养护巡查管理系统”内已应用影像工具、GPS及手持式设备（PDA）进行资料搜整自动化之应用。面对数量庞大之公路设施（铺面、路基边坡、路侧设施、交通管理设施、照明及号志、景观及植生、桥梁及隧道、排水等等），如何方便、有效率的搜集设施基本资料（如其种类、编码、位置、使用年线、更新频次等），将影响整体设施营运维护管理系统之功能及对公路设施之管理维护效率。
公路的服务品质，是由各交通设施之健全程度所综合构成，提供用路人安全、舒适、便捷之服务。其中，路面的平整度对用路人是最直接的感受，因此各级政府近年来多将提升路面平整度作为施政重点，并陆续推动各项路平专案或相关计画，去年开始更尝试要求管线单位将人手孔下地，以解除路面平整度受到人孔盖高程之影响。但电力、电信、瓦斯、自来水公司等管线单位，为因应其维护工作或紧急抢修，在人孔下地后，需先寻找孔盖位置再挖开路面，尤其紧急抢修往往具有一定时效性，此时如何迅速有效确定人孔位置极为重要。再者，设于道路的人孔种类繁杂，在下地后除位置标定外，亦需了解人孔种类、型式、尺寸、管理单位等内容，以便后续办理道路挖掘等养护管理事宜。
综上，运研所于今年开始着手RFID于路面设施与人手孔维护管理应用之可行性研究。
RFID电子标签具备读取、写入、传输、储存等功能，可记录有关产品、地点、时间以及交易的纪录和数据，现阶段之应用已相当广泛，包括电子票证、物流仓管、电子收费以及结合电子收费进行旅行时间资讯的搜集等。而在道路设施的应用，目前已有相关国家针对重要设施管线之管线定位、灾后救援、修复及人孔盖之防窃上进行RFID应用。近年来，RFID相关设备的成熟及成本的降低，对于数量庞大之公路设施，RFID所提供之定位、资料储存、辨识功能，对设施维护管理的助益及用途，为一值得探讨之方向，以下就路面设施及人手孔之RFID应用方向简要说明。
RFID强化路面设施之准确标定
运研所自89年开始发展全省公路基本资料库建置，调查范围已包含全省各省县道（除离岛、尚未开通及调查时正进行整修之道路），总计约8,700公里，资料内容相当丰富完整。公路基本资料库调查系统主要是结合了“地理资讯系统”、“卫星定位系统”与“影像实录”(Photologging)等技术的公路基本资料调查系统，将公路实地拍摄之照片，配合公路基本资料整合储存于电脑中，以供资料的管理、查询、修改及使用，其系统之资料组成如图2所示。
图2、公路基本资料资讯流程架构图
“路基路面”影像资料调查
在“路基路面”影像资料调查的部份，由于外业调查技术的突破，已改用数位摄影机取代原有的数位相机，可将外业调查速度由25kph，大幅提升至80kph以上，大大缩短了外业调查时间，而且透过连续影像的拍摄，更可完整记录道路周遭之影像。
“交管设施”及“公路基本设施”等单一公路设施资料的更新
而在“交管设施”及“公路基本设施”等单一公路设施资料的更新，于系统中仍以设施影像及坐标方式加以定位，搭配使用数位相机及手持式GPS定位器。在资料使用及更新时有可能因拍摄位置及视角不同，使得系统与现地状况无法比对，特别是更新频次较高或路段内数量较多之设施类型，如标志、号志、照明、植栽等。即易发生系统内有资料，现地却找不到设施或设施属性资料不符之情形。此类设施有必要于现地提供比座标及影像更准确之标定方式，RFID技术之应用或可提供一解决方案。
常态性的养护巡查作业
此外，藉由常态性的养护巡查作业，可提供系统资料最及时的更新，运研所开发之“公路养护巡查管理系统”采用整合GPS与照像功能之PDA手机，进行现地之巡查作业及缺失作业纪录。 RFID于各类设施所提供之标定及属性记录功能亦有助于巡查人员对现地状况的掌握。惟各种路面设施之材质、形式、尺寸不尽相同（包括：桥梁、立体交叉、涵管、防音墙、路面停车设施、防护设施、铁路平交道、路基安全设施、号志、照明、沿线状况、标志、隧道、交流道、收费站、服务区、路线概况、里程牌等）。探讨以RFID技术进行公路基本设施管理的作法，应包括各类电子标签应用可行性，各类人孔标签装设可行性及设置的经济性，并考量与现行巡查设备之整合。
图3、应用RFID公路养护巡查资讯流程架构图
道路上的人手孔影响路面平整度甚巨，目前因孔盖导致路面不平引发肇事而申请国家赔偿，平均每个月有1.8件。对于铺面平整度，运研所去年办理之“强化公路铺面品质整合型计画”即分别从铺面管理之制度、工法、材料、检测等面向，试图提出一整合性之解决方案。其中、有关人手孔部份即针对回填之周边材料及铺面自动化挖掘修补机具两部分来解决人手孔对铺面平整度的影响。对于RFID在人手孔之应用，除于路面上人手孔部份，依前述记录其位置、属性纳入管理，可提供道路管理单位针对所辖道路人孔数量、类型、开启频率等进行有效管理外。针对人孔下地部分，额外尚须提供精准之定位功能，提供管线单位维护抢修，进一步搭配自动化挖掘修补机具来提升人孔挖掘修补之品质与效率。以RFID技术进行隐藏人手孔管理的作法，包括各类电子标签应用可行性，各类人孔标签装设可行性、回填AC厚度之影响，并评估回填工法应注意之事项，并规划进RFID技术应用于隐藏人手孔之实地可性评估测试与验证。
预期成果与未来展望
道路的养护管理随着设施的老化，在未来对道路主管机关而言将是越来越重要的课题，而因应外部需求增加，内部资源却日渐局限情况，传统劳力密集之养护巡查作业势必需要配合转变，结合资讯工具之发展提升养护作业自动化或许可以提供一个解决方案。目前相关GIS、GPS、RFID等软硬体亦有长足进步，以运研所去年所研发之多功能智慧型自动化检测车为例，即整合铺面平坦度检测、铺面裂缝检测、道路影像搜集Vedio Logging等功能。 RFID技术的导入，可进一步提供公路设施原有影像搭配GPS座标定位方式以外，更便捷、更具效率之设施定位、追踪方式。将庞杂之公路基本设施以一系统化方式加以管理，提供各级道路主管机关在养护计画执行、养护经费分配及养护作业绩效评量等方面参考。并结合上述自动化设备之研发，整合养护巡查作业、缺失改善作业、铺面绩效检测等工作，减少养护人力资源之消耗，提升公路服务品质。
在人手孔管理方面，以RFID技术对人手孔下地再开启作业提供可靠且具效率之定位及管理，包括各类电子标签应用、各类人孔标签装设、工法及应注意事项。将可降低管线单位之疑虑，提供更佳之铺面品质。
(文/交通部运输研究所运工组 许修豪)
