RFID于路面設(shè)施與人手孔維護(hù)管理之應(yīng)用方向

　　交通運(yùn)輸是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，而在海、陸、空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中與民眾關(guān)系最為密切就是陸運(yùn)交通，尤其是公路，幾乎每天生活都會(huì)接觸到，相關(guān)公路設(shè)施之良窳，也直接影響到用路人對公路服務(wù)水準(zhǔn)的觀感，包括路面的坑洞、積水、平整度等等。臺(tái)灣公路設(shè)施發(fā)展雖然迅速，但現(xiàn)今許多公路設(shè)施都面臨到使用年限過久、設(shè)施老劣化之情形，此部分更有賴高效率之養(yǎng)護(hù)管理。 

　　目前臺(tái)灣地區(qū)公路路網(wǎng)建設(shè)已瑧完整，未來公路主管機(jī)關(guān)之重心也將由新建轉(zhuǎn)為管理與維護(hù)，以交通部公路總局為例，每年均編列約60億元之公路養(yǎng)護(hù)計(jì)劃辦理省道重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)、一般養(yǎng)護(hù)、公路工程災(zāi)害、道路交通安全工程維護(hù)及改善、公路改善及公路規(guī)劃等工程。養(yǎng)護(hù)作業(yè)的良窳，不但影響設(shè)施服務(wù)品質(zhì)及年限，更攸關(guān)用路人在使用道路時(shí)的安全及舒適。但公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的推動(dòng)，在面臨外部需求不斷增加（如民眾對運(yùn)輸設(shè)施服務(wù)水準(zhǔn)的要求提高）及內(nèi)部資源卻日漸局限之困境下（如人力不足、政府經(jīng)費(fèi)有限），傳統(tǒng)之養(yǎng)護(hù)作業(yè)及方法亦須重新思考。其中，隨著資訊科技的進(jìn)步，包括GPS、GIS及各種管理系統(tǒng)發(fā)展逐漸成熟，先進(jìn)之資訊科技設(shè)備的應(yīng)用及完善的管理系統(tǒng)架構(gòu)的導(dǎo)入，將可以提高養(yǎng)護(hù)作業(yè)及設(shè)施維護(hù)之效率。 

　　交通部運(yùn)輸研究所（以下簡稱運(yùn)研所）近年致力于公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研發(fā)，整合近年開發(fā)管理維護(hù)系統(tǒng)（如圖1所示），并配合GPS、GIS等新科技的導(dǎo)入應(yīng)用，提供高效率之作業(yè)工具與資訊管理系統(tǒng)，推廣至各公路主管機(jī)關(guān)使用，以有效達(dá)成設(shè)施資料之系統(tǒng)化累積，將以往工程經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向所累積之龐雜資料，經(jīng)由系統(tǒng)分析得以轉(zhuǎn)化為有效資訊，作為施政支援及績效評(píng)估之用。使國內(nèi)傳統(tǒng)運(yùn)輸工程結(jié)合科技工具之發(fā)展，逐步建構(gòu)系統(tǒng)性之交通設(shè)施營運(yùn)維護(hù)管理系統(tǒng)，提升養(yǎng)護(hù)工作等業(yè)務(wù)執(zhí)行效率。 

圖1、整合性服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)圖 

　　RFID應(yīng)用可簡化設(shè)施資料之系統(tǒng)化累積 

　　其中，在設(shè)施營運(yùn)維護(hù)管理系統(tǒng)之構(gòu)建過程，基本且重要的一環(huán)就是如何將龐雜的設(shè)施資料系統(tǒng)化的累積，以供后續(xù)進(jìn)行規(guī)劃決策之用，包括設(shè)施延壽所需之生命周期參數(shù)分析等。在運(yùn)研所所研發(fā)之“公路基本資料管理系統(tǒng)”及“公路養(yǎng)護(hù)巡查管理系統(tǒng)”內(nèi)已應(yīng)用影像工具、GPS及手持式設(shè)備（PDA）進(jìn)行資料搜整自動(dòng)化之應(yīng)用。面對數(shù)量龐大之公路設(shè)施（鋪面、路基邊坡、路側(cè)設(shè)施、交通管理設(shè)施、照明及號(hào)志、景觀及植生、橋梁及隧道、排水等等），如何方便、有效率的搜集設(shè)施基本資料（如其種類、編碼、位置、使用年線、更新頻次等），將影響整體設(shè)施營運(yùn)維護(hù)管理系統(tǒng)之功能及對公路設(shè)施之管理維護(hù)效率。 

　　公路的服務(wù)品質(zhì)，是由各交通設(shè)施之健全程度所綜合構(gòu)成，提供用路人安全、舒適、便捷之服務(wù)。其中，路面的平整度對用路人是最直接的感受，因此各級(jí)政府近年來多將提升路面平整度作為施政重點(diǎn)，并陸續(xù)推動(dòng)各項(xiàng)路平專案或相關(guān)計(jì)畫，去年開始更嘗試要求管線單位將人手孔下地，以解除路面平整度受到人孔蓋高程之影響。但電力、電信、瓦斯、自來水公司等管線單位，為因應(yīng)其維護(hù)工作或緊急搶修，在人孔下地后，需先尋找孔蓋位置再挖開路面，尤其緊急搶修往往具有一定時(shí)效性，此時(shí)如何迅速有效確定人孔位置極為重要。再者，設(shè)于道路的人孔種類繁雜，在下地后除位置標(biāo)定外，亦需了解人孔種類、型式、尺寸、管理單位等內(nèi)容，以便后續(xù)辦理道路挖掘等養(yǎng)護(hù)管理事宜。 

　　綜上，運(yùn)研所于今年開始著手RFID于路面設(shè)施與人手孔維護(hù)管理應(yīng)用之可行性研究。 

　　RFID電子標(biāo)簽具備讀取、寫入、傳輸、儲(chǔ)存等功能，可記錄有關(guān)產(chǎn)品、地點(diǎn)、時(shí)間以及交易的紀(jì)錄和數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段之應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，包括電子票證、物流倉管、電子收費(fèi)以及結(jié)合電子收費(fèi)進(jìn)行旅行時(shí)間資訊的搜集等。而在道路設(shè)施的應(yīng)用，目前已有相關(guān)國家針對重要設(shè)施管線之管線定位、災(zāi)后救援、修復(fù)及人孔蓋之防竊上進(jìn)行RFID應(yīng)用。近年來，RFID相關(guān)設(shè)備的成熟及成本的降低，對于數(shù)量龐大之公路設(shè)施，RFID所提供之定位、資料儲(chǔ)存、辨識(shí)功能，對設(shè)施維護(hù)管理的助益及用途，為一值得探討之方向，以下就路面設(shè)施及人手孔之RFID應(yīng)用方向簡要說明。 

　　RFID強(qiáng)化路面設(shè)施之準(zhǔn)確標(biāo)定 

　　運(yùn)研所自89年開始發(fā)展全省公路基本資料庫建置，調(diào)查范圍已包含全省各省縣道（除離島、尚未開通及調(diào)查時(shí)正進(jìn)行整修之道路），總計(jì)約8,700公里，資料內(nèi)容相當(dāng)豐富完整。公路基本資料庫調(diào)查系統(tǒng)主要是結(jié)合了“地理資訊系統(tǒng)”、“衛(wèi)星定位系統(tǒng)”與“影像實(shí)錄”(Photologging)等技術(shù)的公路基本資料調(diào)查系統(tǒng)，將公路實(shí)地拍攝之照片，配合公路基本資料整合儲(chǔ)存于電腦中，以供資料的管理、查詢、修改及使用，其系統(tǒng)之資料組成如圖2所示。 

圖2、公路基本資料資訊流程架構(gòu)圖

　　在公路基本資料內(nèi)容的部份，主要可區(qū)分為“路基路面”、“交管設(shè)施”及“公路基本設(shè)施”三大類。其中“路基路面”影像資料是紀(jì)錄實(shí)地拍攝所取得之道路影像；“交管設(shè)施”則是紀(jì)錄“指示標(biāo)志”、“速限”、“限高”、“轉(zhuǎn)向限制”及“里程牌”；“公路基本設(shè)施”則是依公路總局所提供之資料，依標(biāo)準(zhǔn)拍攝方式進(jìn)行資料調(diào)查。公路設(shè)施會(huì)有不定期的更新維護(hù)作業(yè)，因此如何確保管理系統(tǒng)中資料的正確性，是一件重要的工作。由于資訊設(shè)備的進(jìn)步，使得調(diào)查工作越來越簡便，所需解決的問題在于如何快速的進(jìn)行資料匯整，將大量的調(diào)查資料，正確的、快速的匯整到目前的管理系統(tǒng)中。 

　　“路基路面”影像資料調(diào)查 

　　在“路基路面”影像資料調(diào)查的部份，由于外業(yè)調(diào)查技術(shù)的突破，已改用數(shù)位攝影機(jī)取代原有的數(shù)位相機(jī)，可將外業(yè)調(diào)查速度由25kph，大幅提升至80kph以上，大大縮短了外業(yè)調(diào)查時(shí)間，而且透過連續(xù)影像的拍攝，更可完整記錄道路周遭之影像。 

　　“交管設(shè)施”及“公路基本設(shè)施”等單一公路設(shè)施資料的更新 

　　而在“交管設(shè)施”及“公路基本設(shè)施”等單一公路設(shè)施資料的更新，于系統(tǒng)中仍以設(shè)施影像及坐標(biāo)方式加以定位，搭配使用數(shù)位相機(jī)及手持式GPS定位器。在資料使用及更新時(shí)有可能因拍攝位置及視角不同，使得系統(tǒng)與現(xiàn)地狀況無法比對，特別是更新頻次較高或路段內(nèi)數(shù)量較多之設(shè)施類型，如標(biāo)志、號(hào)志、照明、植栽等。即易發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)有資料，現(xiàn)地卻找不到設(shè)施或設(shè)施屬性資料不符之情形。此類設(shè)施有必要于現(xiàn)地提供比座標(biāo)及影像更準(zhǔn)確之標(biāo)定方式，RFID技術(shù)之應(yīng)用或可提供一解決方案。 

　　常態(tài)性的養(yǎng)護(hù)巡查作業(yè) 

　　此外，藉由常態(tài)性的養(yǎng)護(hù)巡查作業(yè)，可提供系統(tǒng)資料最及時(shí)的更新，運(yùn)研所開發(fā)之“公路養(yǎng)護(hù)巡查管理系統(tǒng)”采用整合GPS與照像功能之PDA手機(jī)，進(jìn)行現(xiàn)地之巡查作業(yè)及缺失作業(yè)紀(jì)錄。 RFID于各類設(shè)施所提供之標(biāo)定及屬性記錄功能亦有助于巡查人員對現(xiàn)地狀況的掌握。惟各種路面設(shè)施之材質(zhì)、形式、尺寸不盡相同（包括：橋梁、立體交叉、涵管、防音墻、路面停車設(shè)施、防護(hù)設(shè)施、鐵路平交道、路基安全設(shè)施、號(hào)志、照明、沿線狀況、標(biāo)志、隧道、交流道、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、路線概況、里程牌等）。探討以RFID技術(shù)進(jìn)行公路基本設(shè)施管理的作法，應(yīng)包括各類電子標(biāo)簽應(yīng)用可行性，各類人孔標(biāo)簽裝設(shè)可行性及設(shè)置的經(jīng)濟(jì)性，并考量與現(xiàn)行巡查設(shè)備之整合。 

圖3、應(yīng)用RFID公路養(yǎng)護(hù)巡查資訊流程架構(gòu)圖 

　　RFID強(qiáng)化人手孔之有效管理 

　　道路上的人手孔影響路面平整度甚巨，目前因孔蓋導(dǎo)致路面不平引發(fā)肇事而申請國家賠償，平均每個(gè)月有1.8件。對于鋪面平整度，運(yùn)研所去年辦理之“強(qiáng)化公路鋪面品質(zhì)整合型計(jì)畫”即分別從鋪面管理之制度、工法、材料、檢測等面向，試圖提出一整合性之解決方案。其中、有關(guān)人手孔部份即針對回填之周邊材料及鋪面自動(dòng)化挖掘修補(bǔ)機(jī)具兩部分來解決人手孔對鋪面平整度的影響。對于RFID在人手孔之應(yīng)用，除于路面上人手孔部份，依前述記錄其位置、屬性納入管理，可提供道路管理單位針對所轄道路人孔數(shù)量、類型、開啟頻率等進(jìn)行有效管理外。針對人孔下地部分，額外尚須提供精準(zhǔn)之定位功能，提供管線單位維護(hù)搶修，進(jìn)一步搭配自動(dòng)化挖掘修補(bǔ)機(jī)具來提升人孔挖掘修補(bǔ)之品質(zhì)與效率。以RFID技術(shù)進(jìn)行隱藏人手孔管理的作法，包括各類電子標(biāo)簽應(yīng)用可行性，各類人孔標(biāo)簽裝設(shè)可行性、回填A(yù)C厚度之影響，并評(píng)估回填工法應(yīng)注意之事項(xiàng)，并規(guī)劃進(jìn)RFID技術(shù)應(yīng)用于隱藏人手孔之實(shí)地可性評(píng)估測試與驗(yàn)證。 

　　預(yù)期成果與未來展望 

　　道路的養(yǎng)護(hù)管理隨著設(shè)施的老化，在未來對道路主管機(jī)關(guān)而言將是越來越重要的課題，而因應(yīng)外部需求增加，內(nèi)部資源卻日漸局限情況，傳統(tǒng)勞力密集之養(yǎng)護(hù)巡查作業(yè)勢必需要配合轉(zhuǎn)變，結(jié)合資訊工具之發(fā)展提升養(yǎng)護(hù)作業(yè)自動(dòng)化或許可以提供一個(gè)解決方案。目前相關(guān)GIS、GPS、RFID等軟硬體亦有長足進(jìn)步，以運(yùn)研所去年所研發(fā)之多功能智慧型自動(dòng)化檢測車為例，即整合鋪面平坦度檢測、鋪面裂縫檢測、道路影像搜集Vedio Logging等功能。 RFID技術(shù)的導(dǎo)入，可進(jìn)一步提供公路設(shè)施原有影像搭配GPS座標(biāo)定位方式以外，更便捷、更具效率之設(shè)施定位、追蹤方式。將龐雜之公路基本設(shè)施以一系統(tǒng)化方式加以管理，提供各級(jí)道路主管機(jī)關(guān)在養(yǎng)護(hù)計(jì)畫執(zhí)行、養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)分配及養(yǎng)護(hù)作業(yè)績效評(píng)量等方面參考。并結(jié)合上述自動(dòng)化設(shè)備之研發(fā)，整合養(yǎng)護(hù)巡查作業(yè)、缺失改善作業(yè)、鋪面績效檢測等工作，減少養(yǎng)護(hù)人力資源之消耗，提升公路服務(wù)品質(zhì)。 

　　在人手孔管理方面，以RFID技術(shù)對人手孔下地再開啟作業(yè)提供可靠且具效率之定位及管理，包括各類電子標(biāo)簽應(yīng)用、各類人孔標(biāo)簽裝設(shè)、工法及應(yīng)注意事項(xiàng)。將可降低管線單位之疑慮，提供更佳之鋪面品質(zhì)。

　　(文/交通部運(yùn)輸研究所運(yùn)工組  許修豪)