因應台灣民眾與政府於高科技防災救災的需求，國研院國家地震工程研究中心執行科技部之「智慧型雲端監測預警技術研發計畫子項二之複合式流域防災監測預警技術研發」，於濁水溪台17線西濱大橋的主河道橋墩（即計畫之標的橋墩）處建置了智慧型橋墩沖刷即時監測系統，期透由颱洪期間即時監測流域河川的水情（主要是水位、流速）變化、橋墩沖刷深度變化、橋墩結構振動頻率變化，以及橋墩結構數值模型分析，建立一套診斷橋梁健康預警機制，俾利管理單位災害發生前之預防並採取極積防災救災措施，提供相關橋梁權責管理單位應變參考，此為自然災害防治的重要研究課題之一。本報告詳述該高科技監測系統的建置、應用於濁水溪西濱大橋的監測之實物經驗，以及結合颱洪事件監測數據的相關研究成果。

地震對台灣的影響很大，近年政府為了強化地震的觀測與紀錄，協同中央氣象局、地震測報中心與中央研究院建立全台的地震觀測網，積極觀測、記錄與研究台灣所發生的地震。但是單純觀測地震的發生對降低地震災害並沒有多大的實質幫助，所以地震的即時預報、快速推估與警戒對於台灣而言是非常重要的課題。 國家地震工程研究中心自民國79年創立以來，一直致力於地震災損評估、建物耐震設計、橋梁減震分析…等相關領域之研究。地震即時警報系統希望運用近端測站所紀錄之短時P波資料和即時預報技術，並藉由國家地震工程研究中心歷年發展之結構物受震反應快速推估技術，在地震來襲時對地震影響範圍內的群眾提供預警，且預報可能受到損傷的建物，讓地震影響範圍內之居民能透過地震即時警報系統採取正確的應變措施以有效的減少傷亡、降低災害。 然而，如何推估大型結構物遭受地震後之反應一直以來都是工程師最關切的問題。地震為偶發性事件，歷時短而形式上無常理可尋且無法預測，因此準確的推估結構物受震反應是非常具挑戰性的目標。因此地震即時警報系統為了發展結構物受震反應快速推估技術，必須建立地震相關資料與結構物受震反應相關資料之資料庫，此資料庫可以提供各種快速反應分析方法的發展與驗證。結構物受震反應資料庫整合了歷年台灣的地震資料及特定結構物受震反應資料，因為真實結構物受震反應資料稀少，結構物受震反應資料庫更結合目標結構物的有限元素模型和依據此模型產生的大量結構物受震反應資料。此資料庫搭配各種快速反應分析方法，預料能在地震發生時快速且準確的推估結構物受震反應。

台灣地區位於亞太平洋地震帶上，介於歐亞大陸板塊與菲律賓板塊之交界處，因板塊運動而致使地震發生頻繁，據1901-2006年由中央氣象局統計的地震資料顯示，有97次的地震災害形成財產損失，有52次的地震災害導致人員傷亡，而1999年所發生的921集集大地震更對社會經濟、人民生命安全造成極大的傷亡，然以現今的科學技術而言，地震仍無法進行事前預估而先行避難，需藉由地震觀測網和歷史地震資料與當地的地質條件判定可能存在的危險區以先行規劃地震災害避難措施。 中央氣象局有鑑於台灣因其獨特之地理位置易受地震災害侵擾，於全台廣佈測站監測地震活動，理論上可透過地震之P波與S波的速度差先行規劃地震災害避難措施而減少災害損失並提高人民之生存率，但傳統的地震監測技術需透過地震觀測網之數個測站觀測資料聯合運算以得出地震震源位置、地震規模等相關數據，然此機制後端之運算主機需接收各測站的監測數據經彙整分析後方可得上述參數，對於離震央30公里內者無法提供事前預警，故國家地震工程研究中心將發展強震預警系統以彌補此塊缺失。 強震預警系統將以體波震源參數法(方案：I-A)、類神經網路分析-地震參數推估(方案：I-B)、結構物受震反應公式推演(方案：II-A)、利用境況模擬技術預估結構物反應(方案：II-B)以及類神經網路分析-結構物受震反應(方案：II-C)等五種研究方式依照其各自之研發時間需求而進行相關政策推廣，在物理模型方面，研究者以體波震源參數分析法結合程式開發整合至地震觀測測站運算核心，令測站能於收到P波資料之3秒內推估後續S波之主要頻率、地震規模與震度，並交由後續之結構物受震反應分析模組推算警戒區域內之建物安全性以決定相應之避難行動，又地震與結構物間本身為高度非線性相關，本計畫將以人工智慧中的類神經網路分析模式進行地震參數推估與結構物受震反應計算之研究，希能透過這些研究方法提高近震央端之地震預警可行性，進而保障人民生命財產安全，達到減災防治之成效。

光纖感測器作為監測與偵測技術，並應用於土木結構物上，近幾年來受到許多人之注意；歐、美、日等國家相關研究單位在政府大力支持下，投入相當多的人力、財力與物力進行相關技術之開發與研究；國內在交通部與國科會等部會支持下也有許多學者從事相關研究。 本研討會將就國家地震工程研究中心於光纖監測應用於橋梁之研究，就光纖監測與量測之多年研究，包括高速公路橋梁長期監測、車輛超速和超載研發以及應用光纖監測技術於河川橋梁沖刷問題，提出研究成果並分享相關經驗。希望能提供各界對於土木結構體之監測警示方式與建築物相關之監測系統有更為可靠的技術與經驗，並請諸位先進和我們一起作更深入的探討，也希望相關的研究能對工程界有所助益。

光纖感測器作為監測與偵測技術，並應用於土木結構物上，近幾年來受到許多人之注意；歐、美、日等國家相關研究單位在政府大力支持下，投入相當多的人力、財力與物力進行相關技術之開發與研究；國內在交通部與國科會等部會以及民間機構之支持下也有許多學者從事相關研究，本研討會將請國內相關學者，就其光纖監測與量測之多年研究，提出研究成果並分享相關經驗。此外，監測技術之發展日新月異，許多先進的觀念與技術相繼應用於現地橋梁工程，本研討會亦將加以探討相關技術之發展與應用。 本研討會將與國內各工程先進們一起探討國、內外光纖技術之研究發展與應用最新現況，並就國內橋梁之河川沖刷監測、新舊橋梁之監測技術，以及地層移動監測技術、軌道安全監測等問題提出研究心得；本研討會也同時協請廠商展示其光纖監測儀器與感測器，配合現場模型試驗之說明與實地操作，希望能提供各界對於土木結構體之監測警示方式與建築物相關之監測系統有更為可靠的技術與經驗，並請諸位先進和我們一起作更深入的探討，也希望相關的研究能對工程界有所助益。

本文藉研究團隊歷年於光纖光柵感測器應用在結構監測的經驗，由實際監測工程案例驗證光纖應變感測系統之可行性，及相較傳統電阻式應變感測系統，光纖感測器更適合作為結構監測系統元件之證明。並以光纖應變感測技術為基礎，藉由設計適當量測機制，以光纖布拉格光柵中心反射波長飄移，相應感測受力元件特定點應變變化，感測結構傾斜及沖刷深度變化，研發光纖傾斜儀及光纖沖刷計，均由相關試驗驗證感測機制可行，並獲致具體之初步研究成果。最後導入橋梁光纖監測系統之建構理念，預期將各式符合橋梁監測項目需求的光纖感測器，搭配未來完善的光纖通訊網路，整合為完整的橋梁監測系統。 而目前國內尚缺監測系統設備相關檢測機構以及感測技術標準規範，作為監測技術本土研發潛力之後盾，因此仍有賴政府致力於提升國內中小企業活力、促進資訊科技發展、防災工程專業化及公共預算投入的政策來支持。環顧國內現有工程生態的困境，多數已超脫工程技術性問題，但展望土木工程領域與新世紀科技的結合已然成為未來突破困境的方式，本研究驗證光纖感測技術為可行方向之一，期待能藉由研究成果提供後進研發新式感測技術之參考，日後能建構更穩定、更可靠且符合經濟成本效益之橋梁結構監測系統，完成新世紀橋梁安全管理體制之政策目標。