「運輸設施生命週期管理」（Transportation Infrastructure Life-cycle Management）或稱「運輸資產管理」（Transportation Asset Management）是土木工程之新興研究領域之一，其目的乃是輔助管理者在有限的天然資源及維修經費下，最小化運輸設施生命週期成本，以提供更優良的服務績效以及延長設施的使用年限。運輸設施包含公路和機場鋪面、橋梁、交通標誌與號誌、軌道、管線、電力設施、通信網路…等，這些設施的完善與否對於一個國家的影響自是不言可喻，透過下面這張圖我們可以更進一步體認其重要性，圖中彙整許多國家道路密度以及國民生產毛額的歷史資料，由這些資料可看出一個國家的國民生產毛額（GNP）與其道路密度呈高度正相關，其中，已開發國家中的美國與加拿大資料所建立的迴歸模型，其判定係數（R2）分別高達0.93以及0.88（R2越高代表道路密度越能解釋GNP，最高為1.00），而98個開發中國家的資料所得到的模型，其判定係數亦達0.76，由此我們可以瞭解一個國家的運輸設施良窳與其經濟發展以及民生福祉有極大的關聯。
運輸設施生命週期管理的研究動機十分單純，就是「經費不足」，許多已開發國家在過去幾十年間花費龐大經費所興建的運輸設施因為持續使用而逐漸老化，部份設施甚至已十分接近使用年限而隨時有損壞的危險，因此需要大筆的預算進行設施的維修和汰換，然而全世界各國經濟狀況普遍不佳，相關預算自然也隨之減少，舉例來說，美國聯邦政府每年編列用於公路設施的預算佔其GDP的百分比，由1960-1969年的2.0%，降至1970-1979年的1.7%，再降至1980-2004年的1.3%（FHWA，2004），因此各級政府皆為了維修需求增加但預算卻減少的難題而感到頭痛，面對此一困境，「更有效利用預算」自然就成了唯一的合理選擇。從另一角度來看，當運輸設施無法正常運作或突然損壞時伴隨的財物與生命損失以及重建所需之龐大經費，往往是難以承受而應盡全力避免的，近年來運輸設施損壞最具代表性的例子應該就屬2007年美國明尼蘇達州的I-35W公路大橋斷裂事件（如下圖），該事件造成13人死亡，145人受傷，重建期間每天造成民眾40萬美金的經濟和時間損失，而橋梁重建的2.34億美金更是一筆龐大且可避免的支出（MNDOT，2013）。最後，在環保意識高漲的時代，新建工程常遭受強力反對而不易成功，因此，設法維護現有設施並提昇其績效或許也是此一現象的解決方案之一，亦是我們土木人對永續發展的另一種貢獻方式。
基於以上原因，研究如何分配有限的經費以維持運輸設施的正常運作，甚至延長使用年限並減少財務的負擔，就成為各級政府、專業組織、以及大學研究所的重要課題，舉例來說，美國運輸部的聯邦公路總署（Federal Highway Administration，FHWA）下成立了Office of Asset Management負責生命週期管理策略的推廣與實施，而絕大部份的州政府也有設置對應的單位，American Association of State Highway and Transportation Officials （AASHTO）、Transportation Research Board （TRB）、以及World Conference on Transport Research Society （WCTRS）等組織皆已成立相關的委員會，除舉辦研討會以外，還出版了諸多手冊及研究報告，美國工程師學會（ASCE）所屬的Journal of Infrastructure Systems以及與International Association for Life-cycle Civil Engineering （IALCCE）合作的Structure and Infrastructure Engineering - Maintenance, Management and Life-Cycle Design and Performance是以生命週期設計與管理為主題的學術期刊，在University of California, Berkeley、Northwestern University、Georgia Institute of Technology…等學校的土木工程系也有開設相關課程。在我國，交通部、公共工程委員會、各地方政府、以及許多專家學者多年來持續將此一觀念推廣給工程界，已有良好的成效。 運輸設施的生命週期管理除了考量設施本身的特性外，尚需納入環境、經濟、能源、社會…等因素，可說一個極為複雜且跨領域的問題，為便於說明，我們以公路鋪面為例將其流程簡化如下圖所示。運輸設施因持續的使用而逐漸劣化，其劣化速度則受到環境因素、設計與施工方法、以及交通量與組成…等外在因素所影響，而管理者需要先進行設施檢測，以評估其現況並預測未來績效，接著在預算（包括天然資源以及金錢）限制下進行最佳的維修決策，最後施行維修計劃並將其成效回饋給下次決策參考修正，本文接下來就對這幾個步驟進行簡單介紹。
在第一階段我們首先對運輸設施進行檢測與資料蒐集，傳統的檢測多使用目視判斷鋪面劣化的種類和程度。隨著感測技術的進步，包括安裝感測器、雷達、影像、音波、雷射、以及光學等技術皆可用來進行設施的檢測。使用傳統檢測與先進感測技術進行檢測的差別有多大呢？我們可以由下面的兩張圖來比擬，左圖所代表的傳統檢測速度慢且資料蒐集量小，又需要將車道封閉，對交通的干擾甚大，而右圖所代表的先進感測技術不但資料蒐集速度快，也可以在不干擾設施正常運作的狀態下運作，再輔以其他資訊科技（如衛星定位系統、通訊網路、地理資訊系統）的進展，使得檢測成本、時間、風險皆大幅降低。如前所述，運輸設施生命週期管理為一跨領域的團隊合作，通常需要鋪面工程、測量工程、資訊工程、通信工程…等專業領域的共同參與才能完成此一階段的工作。
第一階段所蒐集到的資料會提供給第二階段進行評估分析，工作內容主要有兩項，第一項為「現況評估」，意即判讀蒐集而得之檢測數據，以評估設施現時之績效以及損壞潛勢，第二項則是「未來預測」，其內容為建立設施績效與外生變數（環境因素、設計、交通量…等）之間的關係式，以便預測設施在不同維修方案下的未來績效。本階段的工作至少需要結合鋪面工程與統計學的專業知識方可完成。 「生命週期管理」的概念人人都有，我們每個人都知道平時就要注重飲食睡眠和多運動，這樣的話才有可能長命百歲，若等到身體出大毛病才看病吃藥就為時已晚了。同樣的，「運輸設施生命週期管理」的概念即是改變以往常用的「壞了再修」的管理方式，將生命週期成本的管理流程納入預算的分配以及維修計劃之研擬，讓運輸設施也能夠身強體壯、延年益壽，不但可減少國家的財政負擔，也能讓運輸建設為國家社會提供更長遠的效益。 參考文獻：
|
