台湾地区水库安全管理资讯系统之建立

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1、第八屆海峽兩岸水利科技交流研討會，2004年12月台灣地區水庫安全管理資訊系統之建立11231陳正忠陳利明周頌安王人牧陳國慶1中興工程顧問社2中興工程顧問公司3淡江大學土木工程系摘要本研究參考現行台灣地區水庫安全管理相關法令、規範以及實際作業方法，以領域知識為核心，整合專家系統、資料庫、全球資訊網、微軟.net技術，發展相關模組，建立一適合台灣地區需求之水庫安全管理資訊系統。本系統建構於網際網路架構之上，具有提供工程圖、技術文件、基本資料、多媒體等之儲存與查詢功能，同時建立水庫相關安檢資料之共通儲存機制，並發展相關安全評估知識庫。水庫管理單位可透過網際網路直接對技術資料、水庫觀測與安全檢查

2、資料進行檢索與匯整，並可藉由知識庫之法則評析監測儀器與現地檢查所收集之資料，進行安全評估作業，系統可藉由其核心之知識庫與資料庫之支援，依據相關檢查與監測事實，自動輸出評析結果。一、前言台灣地區目前共有多達百座以上之水庫壩堰，擔負著民生、農業與工業用水、發電以及防洪等重要任務，一旦發生安全事故，對於下游人民的生命財產將造成莫大的威脅。水庫安全管理工作向來受到各級機關所重視，因此各水庫壩堰在興建完成後，即依據相關法規，參考國際壩工相關之安全實施程序、方法與制度，訂定水庫安全管理制度，對各項設施進行安全管理。目前各主要水庫均有安裝數量眾多的監測儀器，以掌握大壩及其基座的行為。水庫安全評估主要重點

3、為評估現地檢查與儀器監測所得575之資料是否正常，所採用的技術，除了現地目視檢查以外，一般常藉由追蹤監測資料長期之變化趨勢，輔以數值或迴歸分析，來驗證或校核大壩及其基座行為的正常性，亦有以或然率來概算水庫風險。然而，由各主要水庫之監測設備所收集之資料量非常龐大，如果以人工方式進行判讀，不僅相當耗時且極端仰賴檢查人員的豐富經驗與專業能力，雖然目前若干水庫已引進自動化監測作業，但仍缺乏一整合性系統，可將儀器監測資料、現地檢查資料、以及水庫安全管理之基本資料等作有系統的整合管理，以提供水庫安全評估工作之依據。此外，由於各水庫分屬不同水庫管理單位管轄，因此如何有效統合各單位之資訊，建立共通儲存資料

4、之機制，提供各水庫管理單位間技術資料、經驗知識與資訊之交流管道，以提升水庫安全管理工作之效率與品質，成為一重要課題。近年來，由於資訊科技的發展，電腦除具高速計算能力之外，導入「專家系統」(ExpertSystem)或稱「知識庫系統」(Knowledge-basedSystem)，讓電腦成為具有推理、解釋能力的輔助工具，成為發展趨勢。專家系統是「人工智慧」(ArtificialIntelligence)的一個重要的領域，此系統結合人工智慧領域的程式設計技術與特定領域的專家知識，藉由專家的啟發式知識與其非形式化推理風格，模仿專家們的思維，成為一具有推理能力之資訊系統。擷取檢查人員對於目視檢查及

5、監測資料判讀之經驗，建立相關知識庫及推理機制，以系統化的方式進行水庫安全評估，一方面能迅速發現問題，也可將此工作標準化，減少因不同檢查人員而有不同標準之問題。目前若干國家已經利用專家系統來輔助水庫安全評估工作[1,2]。近年來，網際網路技術發展迅速，此架構具有下列特點：相同之使用者界面、免除地域之限制、資源共享、即時傳輸等，因此，網際網路之架構已成為系統開發之主流架構。然而以往開發之專家系統大多為單機作業，少數昂貴的專家系統雖具主從式架構，卻難以結合網際網路使用，因此真正具備網際網路架構之專家系統目前仍屬少數。在台灣，與水庫安全評估工作相關之單位如：各級政府主管機關、水庫管理單位、以及承辦

6、之工程顧問機構等，事實上分別位於各地，因此以網際網路技術建立一綜合性之水庫安全管理資訊系統，將能有效地整合相關單位之資源，提供各水庫管理單位間技術資料、經驗知識與資訊之交流管道，並能提供各單位迅速之決策參考。財團法人中興工程顧問社(以下簡稱為中興社)及中興工程顧問公司過去三十餘年來參與國內外各項水庫壩堰之規劃、設計、監造與安全評估等工作，累積豐富的經驗與資料。有感於目前台灣地區亟待發展完整的水庫安全管理系統。因此，自1999年開始，中興社研究人員乃開始利用過去從事各型水庫壩堰規劃、設計及安全評估之經576驗與資料，發展具備網際網路架構之資訊系統，陸續完成「台灣地區水庫資訊系統」[3]和「水

7、庫安全評估子系統(一)」[4]。目前持續整合既有成果，發展「台灣地區水庫安全管理資訊系統」，希望能夠將現行以人工作業為主的安全管理流程，予以資訊化，提供圖文整合且高親和性之查詢介面，以達到自動化管理與決策支援之目的。二、台灣地區水庫安全管理工作現況目前台灣地區的水庫安全管理主要工作內容包括：營運操作與維護、緊急應變、水庫安全評估、問題改善等。水庫之營運操作與維護主要由各管理單位負責，其工作方法及程序，主要依據各水庫運轉維