勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631...

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IOSH97-H317 行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所研究報告 勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 Comparative study of ISO 2631 guidelines and domestically occupational safety and health regulations on whole-body vibration 行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

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Page 1: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

IOSH97-H317

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所研究報告

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究

Comparative study of ISO 2631

guidelines and domestically occupational safety and health

regulations on whole-body vibration

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

IOSH97-H317

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所研究報告

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究

Comparative study of ISO 2631

guidelines and domestically occupational safety and health

regulations on whole-body vibration

研究主持人潘儀聰陳協慶 計畫主辦單位行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間中華民國 97 年 3 月 1 日至 97 年 12 月 31 日

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 中華民國 98 年 3 月

i

摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於 ISO 2631-1 (1985)

之暴露限制規範內容除了在應用上受到某些限制外與當前先進國家所制訂及引用

之規範已有若干差距本計畫分別依據現行勞工安全衛生設施規則 301 條ISO 2631-

1 (1997)以及 ISO 2631-5 之規範評估挖土機砂石車等工程車輛作業期間以及

機車騎士行駛一般路面時之全身性振動暴露以比較各規範對不同類型振動之健康危

害評估以及容許暴露時間之差異研究結果顯示現行勞工安全衛生設施規則第 301 條

規範對於具有衝擊性之振動危害有明顯低估之情形其涵蓋面不及 ISO 2631-1 (1997)

以及 ISO 2631-5 之新規範有必要進行修法上的考量

關鍵詞全身振動ISO 2631-1ISO 2631-5機車工程車輛

ii

Abstract The presently occupational safety and health regulations of whole-body vibration

(WBV) originated from the exposure limit of ISO 2631-1 published in 1985 by the

International Organization for Standardization This regulation has some limitations in its

applications and is different from current standards adopted by well developed countries

This project will assess WBV exposure of drivers in excavators and dumping trucks during

their daily operation and that of sedan drivers and motorcycle riders driving on regular

paved roads in accordance to the guidelines of ISO 2631-1(1985) ISO 2631-1(1997) and

ISO 2631-5 The goal of this project is to compare the health-assessment outcomes and

allowable exposure durations of various vibration types according to each regulation

Experimental results indicate the current national guideline based on ISO 2631-1 (1985)

underestimates the health risk of WBV containing multiple shocks Comparably guidelines

of ISO 2631-1 (1997) and ISO 2631-5 cover more cases that might cause health problems

This research concludes an amendment to the rule 301 of current occupational safety and

health regulations is necessary

Key Words Whole-body vibration ISO 2631-1 ISO 2631-5 motorcycle industrial vehicle

iii

目錄 摘要 i

Abstract ii

目錄 iii

圖目錄 iv

表目錄 vi

第一章 背景與目的 1

第一節 前言 1

第二節 工作項目 8

第二章 方法與步驟 10

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集 10

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改 10

第三節 現場量測評估 11

第三章 結果與討論 18

第一節 機車騎乘振動暴露 18

第二節 工程車輛振動暴露 26

第三節 國際全身振動暴露規範 29

第四章 結論 31

誌謝 32

參考文獻 33

附錄一 機車振動量測結果 35

附錄二 工程車輛振動量測結果 38

附錄三 個案測量結果範例 40

附錄四 教育訓練講義資料 42

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 2: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

IOSH97-H317

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所研究報告

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究

Comparative study of ISO 2631

guidelines and domestically occupational safety and health

regulations on whole-body vibration

研究主持人潘儀聰陳協慶 計畫主辦單位行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間中華民國 97 年 3 月 1 日至 97 年 12 月 31 日

行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 中華民國 98 年 3 月

i

摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於 ISO 2631-1 (1985)

之暴露限制規範內容除了在應用上受到某些限制外與當前先進國家所制訂及引用

之規範已有若干差距本計畫分別依據現行勞工安全衛生設施規則 301 條ISO 2631-

1 (1997)以及 ISO 2631-5 之規範評估挖土機砂石車等工程車輛作業期間以及

機車騎士行駛一般路面時之全身性振動暴露以比較各規範對不同類型振動之健康危

害評估以及容許暴露時間之差異研究結果顯示現行勞工安全衛生設施規則第 301 條

規範對於具有衝擊性之振動危害有明顯低估之情形其涵蓋面不及 ISO 2631-1 (1997)

以及 ISO 2631-5 之新規範有必要進行修法上的考量

關鍵詞全身振動ISO 2631-1ISO 2631-5機車工程車輛

ii

Abstract The presently occupational safety and health regulations of whole-body vibration

(WBV) originated from the exposure limit of ISO 2631-1 published in 1985 by the

International Organization for Standardization This regulation has some limitations in its

applications and is different from current standards adopted by well developed countries

This project will assess WBV exposure of drivers in excavators and dumping trucks during

their daily operation and that of sedan drivers and motorcycle riders driving on regular

paved roads in accordance to the guidelines of ISO 2631-1(1985) ISO 2631-1(1997) and

ISO 2631-5 The goal of this project is to compare the health-assessment outcomes and

allowable exposure durations of various vibration types according to each regulation

Experimental results indicate the current national guideline based on ISO 2631-1 (1985)

underestimates the health risk of WBV containing multiple shocks Comparably guidelines

of ISO 2631-1 (1997) and ISO 2631-5 cover more cases that might cause health problems

This research concludes an amendment to the rule 301 of current occupational safety and

health regulations is necessary

Key Words Whole-body vibration ISO 2631-1 ISO 2631-5 motorcycle industrial vehicle

iii

目錄 摘要 i

Abstract ii

目錄 iii

圖目錄 iv

表目錄 vi

第一章 背景與目的 1

第一節 前言 1

第二節 工作項目 8

第二章 方法與步驟 10

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集 10

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改 10

第三節 現場量測評估 11

第三章 結果與討論 18

第一節 機車騎乘振動暴露 18

第二節 工程車輛振動暴露 26

第三節 國際全身振動暴露規範 29

第四章 結論 31

誌謝 32

參考文獻 33

附錄一 機車振動量測結果 35

附錄二 工程車輛振動量測結果 38

附錄三 個案測量結果範例 40

附錄四 教育訓練講義資料 42

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 3: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

i

摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於 ISO 2631-1 (1985)

之暴露限制規範內容除了在應用上受到某些限制外與當前先進國家所制訂及引用

之規範已有若干差距本計畫分別依據現行勞工安全衛生設施規則 301 條ISO 2631-

1 (1997)以及 ISO 2631-5 之規範評估挖土機砂石車等工程車輛作業期間以及

機車騎士行駛一般路面時之全身性振動暴露以比較各規範對不同類型振動之健康危

害評估以及容許暴露時間之差異研究結果顯示現行勞工安全衛生設施規則第 301 條

規範對於具有衝擊性之振動危害有明顯低估之情形其涵蓋面不及 ISO 2631-1 (1997)

以及 ISO 2631-5 之新規範有必要進行修法上的考量

關鍵詞全身振動ISO 2631-1ISO 2631-5機車工程車輛

ii

Abstract The presently occupational safety and health regulations of whole-body vibration

(WBV) originated from the exposure limit of ISO 2631-1 published in 1985 by the

International Organization for Standardization This regulation has some limitations in its

applications and is different from current standards adopted by well developed countries

This project will assess WBV exposure of drivers in excavators and dumping trucks during

their daily operation and that of sedan drivers and motorcycle riders driving on regular

paved roads in accordance to the guidelines of ISO 2631-1(1985) ISO 2631-1(1997) and

ISO 2631-5 The goal of this project is to compare the health-assessment outcomes and

allowable exposure durations of various vibration types according to each regulation

Experimental results indicate the current national guideline based on ISO 2631-1 (1985)

underestimates the health risk of WBV containing multiple shocks Comparably guidelines

of ISO 2631-1 (1997) and ISO 2631-5 cover more cases that might cause health problems

This research concludes an amendment to the rule 301 of current occupational safety and

health regulations is necessary

Key Words Whole-body vibration ISO 2631-1 ISO 2631-5 motorcycle industrial vehicle

iii

目錄 摘要 i

Abstract ii

目錄 iii

圖目錄 iv

表目錄 vi

第一章 背景與目的 1

第一節 前言 1

第二節 工作項目 8

第二章 方法與步驟 10

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集 10

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改 10

第三節 現場量測評估 11

第三章 結果與討論 18

第一節 機車騎乘振動暴露 18

第二節 工程車輛振動暴露 26

第三節 國際全身振動暴露規範 29

第四章 結論 31

誌謝 32

參考文獻 33

附錄一 機車振動量測結果 35

附錄二 工程車輛振動量測結果 38

附錄三 個案測量結果範例 40

附錄四 教育訓練講義資料 42

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 4: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

ii

Abstract The presently occupational safety and health regulations of whole-body vibration

(WBV) originated from the exposure limit of ISO 2631-1 published in 1985 by the

International Organization for Standardization This regulation has some limitations in its

applications and is different from current standards adopted by well developed countries

This project will assess WBV exposure of drivers in excavators and dumping trucks during

their daily operation and that of sedan drivers and motorcycle riders driving on regular

paved roads in accordance to the guidelines of ISO 2631-1(1985) ISO 2631-1(1997) and

ISO 2631-5 The goal of this project is to compare the health-assessment outcomes and

allowable exposure durations of various vibration types according to each regulation

Experimental results indicate the current national guideline based on ISO 2631-1 (1985)

underestimates the health risk of WBV containing multiple shocks Comparably guidelines

of ISO 2631-1 (1997) and ISO 2631-5 cover more cases that might cause health problems

This research concludes an amendment to the rule 301 of current occupational safety and

health regulations is necessary

Key Words Whole-body vibration ISO 2631-1 ISO 2631-5 motorcycle industrial vehicle

iii

目錄 摘要 i

Abstract ii

目錄 iii

圖目錄 iv

表目錄 vi

第一章 背景與目的 1

第一節 前言 1

第二節 工作項目 8

第二章 方法與步驟 10

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集 10

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改 10

第三節 現場量測評估 11

第三章 結果與討論 18

第一節 機車騎乘振動暴露 18

第二節 工程車輛振動暴露 26

第三節 國際全身振動暴露規範 29

第四章 結論 31

誌謝 32

參考文獻 33

附錄一 機車振動量測結果 35

附錄二 工程車輛振動量測結果 38

附錄三 個案測量結果範例 40

附錄四 教育訓練講義資料 42

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 5: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

iii

目錄 摘要 i

Abstract ii

目錄 iii

圖目錄 iv

表目錄 vi

第一章 背景與目的 1

第一節 前言 1

第二節 工作項目 8

第二章 方法與步驟 10

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集 10

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改 10

第三節 現場量測評估 11

第三章 結果與討論 18

第一節 機車騎乘振動暴露 18

第二節 工程車輛振動暴露 26

第三節 國際全身振動暴露規範 29

第四章 結論 31

誌謝 32

參考文獻 33

附錄一 機車振動量測結果 35

附錄二 工程車輛振動量測結果 38

附錄三 個案測量結果範例 40

附錄四 教育訓練講義資料 42

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 6: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

iv

圖目錄 圖 1 全身性振動方向及位置定義(A)坐姿 (B)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-

1) 2 圖 2 ISO 2631-1(1997)之 WD(---)與 WK(mdash)頻率加權函數 4

圖 3 ISO 2631-5 預測 X Y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源ALEM 2005[10]) 6

圖 4 ISO 2631-5 預測 Z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源ALEM 2005[10]) 7

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器 10

圖 6 (A)VIEWLOG 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組 11

圖 7 振動之類型與強度 12

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器 13

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置 14

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市) 15

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 SE(8)分佈(工程車輛 X50 機車 X90)(灰色帶為相

對規範之健康危害警戒區) 21

圖 12 VDV 與 SE之測量值與其 8-HR 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12]) 21

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 X50 機車

X90)(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區) 22

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV) 22

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002) 23

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(N=90) 25

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 SE 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次) 25

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8HR(8HR 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(N=50負值代表低於 ELV) 27

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估 28

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 7: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

v

及 RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編

號) 28

圖 21 EU DIRECTIVEISO 標準與各國國家標準之關連示意 30

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 8: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

vi

表目錄 表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 2

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 MS2 3

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9]) 4

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45) 19

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 SE暴露劑量值(括弧中為標準

差) 19

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據) 26

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 9: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

1

第一章 背景與目的

第一節 前言

工作人員常因使用機械或大型車輛協助進行各項作業導致人體暴露在機械運轉

或車輛行駛所產生的振動環境中過去的研究指出長時間暴露於高振動的環境下

人體脊椎與器官系統會因車輛振動而產生共振對脊椎骨末梢神經系統產生危害

造成脊柱退化椎間盤突出下背痛與坐骨神經痛等疾病[1-5]而堆高機挖土機

牽引機砂石或垃圾車等工程用車輛林業及採礦等特殊機械車輛以及重型振動機

器所造成之全身性振動暴露(whole-body vibration exposure WBV)皆曾有研究指出

會對人員造成身體上的不適還可能減少工作表現和警覺性[6]依據民國 90 年度行政

院勞工委員會勞工安全衛生研究所的「工作環境安全衛生狀況-受雇者認知調查」[7]

發現有全身振動暴露的作業人數約佔 171其中以土石採取運輸營造及倉儲業

的比例較高且有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾

國際標準組織(International Standard Organization ISO)於 1974 年訂定了「全身

振動的暴露評估指引 ISO 2631」定義全身振動之方向(圖 1)與評估方法目前評

估全身振動對人體健康的影響主要可分為 ISO 2631-1(1985)與 ISO 2631-1(1997)

兩個版本早期 ISO 2631-1(1985)之規範採用均方根加速度(root mean square

acceleration RMS)以及兩個定義於 1~80 Hz 之間以直線所表示之頻率-加速度對數

函數作為頻率加權的基礎並根據振動加速度 13 八度(13 octave)頻率分析之強度

分佈比對頻率加權網來提出振動暴露的時間限制我國目前勞工安全衛生設施規則

第 301 條對於全身振動暴露之規範即是參考 ISO 2631-1(1985)之暴露限制

(exposure limit)規範規定雇主僱用勞工從事振動作業應使勞工每天全身振動暴露

時間依據垂直及水平振動 13 八音度頻帶中心頻率(單位為赫Hz)之加速度分別

不得超過表 1 及表 2 所列之容許時間

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 10: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

2

(a) (b)

圖 1 全身性振動方向及位置定義(a)坐姿 (b)站姿 (斜躺省略資料來源ISO 2631-1)

表 1 垂直方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 11: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

3

表 2 水平方向全身振動暴露最大加速度值 ms2

由於 ISO 2631-1(1985)所考慮的頻帶僅限於 1~80 Hz 之間不能符合實際振動

評估之需求因此 ISO 於 1997 年訂定 ISO 2631-1(1997)[8]擴充原先之頻率加權範

圍採用頻率加權後加速度(frequency-weighted acceleration)的 RMS 值作為全身振動

的基本評估方式並進一步將頻率加權分為 WkWdWfWcWeWj 等 6 種分別

用 來 考 慮 不 同 方 向 加 速 度 頻 率 對 人 體 健 康 ( health ) 舒 適 ( comfort ) 感 覺

(perception)以及暈車暈船等(motion sickness)所造成之影響ISO 2631-1 對不

同方向與位置所測得加速度加權函數之選用所訂定的規範如表 3 所示其中與健康指

引直接相關的為 Wk 與 Wd 頻率加權函數(圖 2)RMS 之計算如公式(1)所示其

中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 12: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

4

圖 2 ISO 2631-1(1997)之 Wd(---)與 Wk(mdash)頻率加權函數

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

w dttaT

RMS (1)

表 3 ISO 2631-1(1997)對不同方向與位置所測得加速度之頻率加權網選用指引(資

料來源ISO 2631-1[9])

頻率加

權 健康 舒適 感覺

暈車船

Wk

z 軸椅面 z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺

x y z 軸坐姿足底

z 軸椅面

z 軸站姿垂直斜躺 -

Wd

x 軸椅面

y 軸椅面

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外)

yz 軸座椅靠背

x y 軸椅面

x y 軸站姿 垂直斜躺(頭除

外) -

Wf - - - 垂直

Wc x 軸座椅靠

x 軸座椅靠背 x 軸座椅靠背 -

We - rx ry rz椅面 rx ry rz椅面 -

Wj - 垂直斜躺(頭部) 垂直斜躺(頭部) -

當振動中存在過大的峰值因數(Crest Factor CF)或有偶發的衝擊振動時單純採

用 RMS 往往會低估振動對人體健康的影響因此ISO 2631-11997 建議在 CF gt 9 的

情況下應額外考慮採用移動均方根值(running rms)或四次的振動暴量(4th power

10-1 100 101 102-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Frequency (Hz)

dB

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 13: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

5

vibration dose value VDV ) 進 行 評 估 尤 其 是 當 移 動 均 方 根 之 最 大 值 MTVV

(maximum transient vibration value)與 RMS 之比值超過 15或 VDV 與 RMST14 之

比值超過 175 時(T 為暴露時間)採用 MTVVVDV 或其他的評估方式便益形重

要VDV 之計算如公式(2)所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為 ms2T 為

測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ]41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (2)

ISO 2631-1(1997)採用能量之概念訂定每日振動暴露的健康警戒區域(health

guidance caution zone)其所建議之 VDVd 健康警戒區域介於 85~17 ms175依此推算

RMS 之健康警戒區介於 045~09 ms2這種方式允許評估人員針對每一定義方向之振

動加速度分別計算頻率加權之 RMS 及 VDV 值並分別依據健康警戒區域所訂定的

暴露限制求算每日的容許暴露時間

歸納起來ISO 2631-1 的基本評估方法是採用頻率加權後加速度的 RMS 值作為評

估指標主要應用於評估暴露在不具有嚴重衝擊之持續性振動對人體健康之危害ISO

2631-1 建議單次的衝擊事件可以利用移動均方根值的方法另行分析然而並未對於這

種分析所得結果提供有關健康危害之判定方法而 VDV 評估方法採用頻率加權後加速

度的 4 次方振動暴量值對於具有衝擊性振動之敏感度比 RMS 方法更佳歐盟

Physical Agents Directive 採用 ISO 2631-1 的 RMS 評估方法進行人體健康之危害評估

並將 VDV 列為其替代方法這兩種方法有可能獲得不同的評估結果

ISO 2631-5 規範的建立緣起於美國陸軍對健康危害評估的一系列研究計畫經過

多 年 研 究 由 執 行 研 究 合 約 之 英 國 哥 倫 比 亞 研 究 所 ( British Columbia Research

InstituteBCRI)向 ISO 提出對 2631-1 之修正案[10]並於 2003 年底 ISO 2631-5 草案

獲得通過BCRI 建議應將多次衝擊對坐姿人員所引起的振動危害評估納入以下 4 項評

估(1)以生物動力學模型(biodynamic model)預測脊椎之加速度(2)使用迴歸

模型預估 L4L5 椎間盤之壓應力峰值(3)對壓應力峰值建立以疲勞為基礎的模型來

量化多次衝擊所產生的累積效應(4)依常態分佈人口建立與累積劑量相關之脊椎

傷害機率模型(spinal injury probability model)

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 14: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

6

ISO 2631-5 規範中採用兩種生物動力學模型[9]第一種為一個自由度之線性質量-

彈簧振動系統(圖 3)具有 2125 Hz 之自然頻率 fn 與 022 之臨界阻尼係數ζ(critical

damping ratio)用來預測座椅面水平(x y)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響

應該模型之運動方程式可表示為

)()(2)( 2lksknlksknlk ssvvta minus+minus= ωςω (3)

式中ωn = 2πfn =1335s-1k 代表 x 或 y sks 及 lks 分別代表座椅及脊椎位移之時間函

數 skv 及 lkv 則分別代表座椅及脊椎速度之時間函數

圖 3 ISO 2631-5 預測 x y 軸脊椎加速度之線性質量-彈簧模型(資料來源Alem 2005[10])

第二種生物動力學模型為非線性的循環式類神經網路(recurrent neural network)

模型(圖 4)用來預測座椅面垂直(z)方向衝擊性加速度對坐姿人員之脊椎響應

ISO 2631-5 兩種生物動力學模型所使用的參數是由實驗研究所獲得之資料其數學模

型計算方法及 Matlab 範例程式皆詳載於 ISO 2631-5 及其附錄中[9]

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 15: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

7

圖 4 ISO 2631-5 預測 z 軸脊椎加速度之循環式類神經網路模型(資料來源Alem 2005[10])

ISO 2631-5 規範建議對於具有多次衝擊之振動採用日等量靜態壓應力(Sed)及風

險係數(R)來評估對健康的危害規範以坐墊量測所得之加速度分別依其方向應用

上述生物動力學模型來推估脊椎之加速度並以脊椎加速度之峰值分別計算 xyz

振動方向之加速度暴(劑)量(acceleration dose)再進一步依每日之振動暴露時間

換算為日加速度暴量(daily acceleration dose)加速度日暴量因與壓應力峰值有線性

關係可整合 xyz 三個振動方向之日暴量來推估脊椎之等校靜態壓應力 Se

(equivalent static compressive stress)及日等量靜態壓應力劑量 Sed(daily equivalent

static compression dose)並進一步使用 Sed 來計算對健康危害之風險係數 R(Risk

factor)加速度暴量的計算方法如公式(4)所示其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰

值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰值)k = x y 或 z在 x y 方向之脊椎加速度

響應同時考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值等量靜態壓應力 Se 及日等量靜態壓力 Sed 之計算方法分別如公式(5)(6)

所示公式中之 TTd 為分別為 Se 之測量時間與每日振動暴露Se 之單位為 MPa

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (4)

[ ] 61666 )0320()0350()0150( zyxe DDDS ++= (5)

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 16: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

8

61

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛sdot=

TT

SS deed (6)

ISO 2631-5 建議當 Rlt08 時代表健康危害的機率低而 R gt12 代表健康危害的機

率高同樣地說法當 Sed lt 05 MPa 時代表健康危害的機率低Sed gt 08 MPa 時代表

健康危害的機率高

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 兩規範的使用時機並沒有明顯的區隔方式因此對於具

有多種複雜加速度特性之振動分析應同時進行 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 所建議之分

析並透過評估結果之比較來判定對人員之健康危害程度Alem(2005)同時採用

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 對超過 1000 筆各式軍用運輸工具的振動資料進行分析[10]

在剔除 90 RMS 與 Sed 同屬低危害分級(severity category)的資料之後找出 RMS 與

Sed 危害分級有明顯差異的資料並經目視檢查確認該類型資料含有多次衝擊訊號

Khorshid 等人(2007)研究不同車種以不同速度通過數種地面隆起物(speed

control hump)時所產生之衝擊性全身振動影響[11]該研究以類似於 ISO 2631-1 的

BS 6841 規範計算 VDV 值達到 15ms175 之可通過次數並與 ISO 2631-5 規範計算 Sed

值低於 08MPa 之可通過次數進行比較結果顯示在中低車速時(lt60 kmhr)BS

6841 規範較為保守而在中高車速時(60~80 kmhr)ISO 2631-5 規範較為保守暗

示 ISO 2631-5 規範對於具有高衝擊性的振動較為敏感

由於 ISO 2631-5 規範之分析方法與原先 ISO 2631-1 有明顯的差異導致早期之分

析軟體無法適用同時現階段國內外應用 ISO 2631-5 所進行之全身振動評估於仍屬

少見因此應用新舊規範對於不同型態與強度之振動暴露可能造成的差異有必要

做進一步的探討因此本計畫之目的即以擴充前期計畫開發之分析程式與硬體設

備實際執行國內常見車輛之振動測定與分析以比較我國勞工安全衛生設施規則與

ISO 2631-1(1997)ISO 2631-5 兩規範間之差異與適用範圍

第二節 工作項目

(一)依據 ISO 2631 振動規範評估完成 120 件以上振動測定與數據分析

(二)完成振動量測訓練課程 2 場次每場參加人次 15 人以上內容涵蓋

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 17: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

9

1 ISO 2631 振動規範之內容與評估方法(1 小時)

2 衝擊性振動量測原理介紹(1 小時)

3 量測操作說明(1 小時)

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 18: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

10

第二章 方法與步驟 本研究計畫的執行可分為 (一) 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集(二) 振動分

析軟體修改與硬體製作(三) 現場量測評估(四) 勞工安全衛生設施規則振動暴露評

估方法與 ISO 最新規範比較以及 ISO 2631-1 與 ISO 2631-1-5 比較與適用性分析(五)

全身振動測量分析教育訓練與(六) 我國設施規則振動暴露評估條文修改建議案 等六

部分以下茲就各部分之執行內容作進一步說明

第一節 全身振動與肌肉骨骼傷害文獻收集

透過文獻資料之檢索蒐集全身振動與肌肉骨骼傷害之相關資料並整理高振動

作業車輛之測量評估結果以利後續與本計畫量測所獲得資料進行比較

第二節 硬體製作與振動分析軟體修改

1 硬體硬作

本計畫簡化前期計畫所開發之記錄器設計(圖 5A)製作 2 套專屬之振動量測記

錄器並增加製作一套三軸 ICP 加速度訊號放大器(圖 5B)以擴大計畫之採樣數

量放大器之設計採用與 PCB Piezotronics 公司 model 480B21 同款之 3 通道訊號放大

器設計該放大裝置使用plusmn24V 直流電源供應可獨立調整各通道之放大倍率

(A) (B)

圖 5 (A)可攜式資料記錄器 (B)三通道 ICP 加速度訊號放大器

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 19: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

11

2 振動分析軟體修改

修改前期計畫所完成之 Viewlog 軟體(圖 6A)振動分析模組程式與報表輸出(圖

6B)於現有之 ISO 2631-1(1997)及 ISO 2631-5 分析方法中加入現行「勞工安全

衛生設施規則」所應用之方法(ISO 2531-1(1985))俾使同一測量結果得以進行不

同規範間之比較詳細軟體操作及報表輸出說明請參照附錄 D 之「教育訓練資

料」

(A) (B)

圖 6 (A)Viewlog 分析軟體主畫面 (B)振動分析模組

第三節 現場量測評估

1 評估目標之遴選

本計畫依據過去經驗主要評估具有較高振動值之機車與施工中之工程車輛以

及行駛於崎嶇地面之工程車輛以利檢討應用 ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 規範評估結果

之差異根據過去實際測量之經驗與部分文獻資料顯示(如圖 7 所示)行駛於平面

道路(柏油路面)之輪型車輛例如貨車客車等一般具有較低的振動值行駛於

崎嶇路面或特殊載重之工程車輛例如挖土機砂石車牽引機叉舉車等會具有較

高的振動值而機車則因其構造及避震設計在遭遇不平路面時會產生較高的衝擊性振

動亦屬於高振動之車輛因此本計畫測量對象選擇一般常見的座騎式機車客貨

車以及挖土機砂石車等工程施工車輛為主要對象進行不同路況及作業之振動測

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 20: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

12

量目的是使測量結果能涵蓋低中高各種的振動暴露以利後續進行各規範適用

範圍之比較

圖 7 振動之類型與強度

2 振動量測之實施

本計畫實施 40 駕次以上施工之工程車輛振動量測以及 80 駕次以上機車行駛平

面道路之振動量測每次量測之時間約為 1 小時

振動量測使用之儀器包括前述之資料記錄器與 3 通道之 ICP 訊號放大器記錄器

以單通道 20k samples 之頻率高速取樣同步擷取 3 個通道之外部輸入之加速度訊號

加速度的測量採用 Larson Davis 公司之三軸 ICP 加速度席盤(Model 356B40 triaxial

ICP seat pad)(圖 8A)並使用 PCB Piezotronics 公司之校正器(Model 394C06)

(圖 8B)進行儀器校正

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 21: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

13

(A) (B)

圖 8 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

車輛駕駛之全身振動測量方式係將記錄器及電池繫於椅背後方可固定處以防止

駕駛人員誤觸或因撞擊其他物品而造成資料收集中斷並將訊號放大器及電源電池以

膠布固定於車內椅防止其因振動或滑動拉扯訊號線而影響訊號品質加速度席盤則

依據 ISO 2631-1 定義之方向放置於駕駛座椅面上並確認駕駛得以正確坐姿坐於席盤

上進行施工作業後才開始進行資料收集

機車全身振動測量的實驗器材設置如圖 9 所示加速度席盤依 ISO 2631-1 定義之

方向放置於座墊上機車受測人員遴選男女各 20 名以上每位受測騎士在安全帽前

方固定有一針孔攝影機以側肩帶攜帶一可攜式錄影機(CNF-200 Carry Media

Electronic Ltd Taiwan)並以背包裝置訊號放大器資料記錄器與電池盒背包之

總重量約 1 kg車把儀表板上方架設有已規劃路徑之衛星導航設備(TomTom One XL

TomTom International BV Netherlands)系統發出之語音訊息並經電路放大後由耳機

輸出以提供受測者正確之道路資訊

機車騎士被要求在測試過程中需持續坐於席盤上不可自主地將臀部抬舉離開席

盤相對地機車騎士被告知可以安全的方式避開行駛中所遭遇到的坑洞以及突起的

人孔蓋或放慢速度來降低因隆起或不平路面所造成之衝擊性振動機車騎乘振動測

量選定於 6 條不同路徑距離皆為 20km 之台中市區主要道路上進行(如圖 10 所

示)每位受測者接受隨機但不同的路徑指派 2 次測試時間選定於上午 930 至

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 22: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

14

1130 之間或下午 130 至 430 之間以確保較一致的道路狀況以及避開交通尖峰壅塞

時段其餘的測量過程與工程車輛相同

記錄器設定以每通道 5k samples 頻率擷取加速度資料並採用 1 GB 以上之記憶

體可持續記錄資料 100 分鐘以上訊號放大器放大倍率設定為 10 倍測量過程中途

如無特殊因素或受外力干擾單一作業之資料記錄工作將持續進行 1 小時以上以取

得具有代表性之振動暴露評估測量中同時對作業進行攝影並以無線訊號來同步記

錄器與攝影資料以利後續資料分析工作之進行詳細技術內容可參考前期研究報告

[11]

圖 9 機車騎乘實驗之器材設置

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 23: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

15

圖 10 機車騎乘實驗之六種路徑(台中市)

3 資料處理

資料分析工具為本計畫所擴增之 Viewlog 振動分析程式振動資料經由記錄器 CF

卡下載至個人電腦後隨即進行訊號校正(訊號轉換)工作並利用無線訊號之狀態記

錄將加速度與錄影資料調整同步後續透過振動分析模組進行波形調整(waveform

conditioning)並將長時間記錄之加速度資料以每 30 秒為一區段依據各規範分別進

行批次處理

(1)勞工安全衛生設施規則將每一區段之資料不經頻率加權直接進行 13 八頻帶

訊號分析再將批次計算所得之 13 八頻帶頻譜分析結果輸出至預設之 Excel 樣本

(2)ISO 2531-1(1997)將每一區段之資料分別依據相關之 Wd 及 Wk 加權網計算各

軸向之均方根值與 VDV再將批次計算所得之 RMS 與 VDV 值輸出至預設之 Excel

樣本中

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 24: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

16

(3)ISO 2631-5依據不同之生物動力學模型分別計算 xy 軸與 z 軸向之加速度劑量

(Dk)再將批次計算所得結果輸出至預設之 Excel 樣本中

完成批次處理後利用 Excel 中之巨集程式合併計算各區段振動之總暴量而完成分

析報表實驗人員需逐項檢視 Excel 輸出報表中每一區段之均方根加速度VDV及

加速度劑量若發現其中有異常值即檢視原始振動訊號與錄影資料來確認是否人為

因素(artefact)所造成若確認是因受測人員入座離座或自主將臀部抬舉離席所造成

之異常值則將該區段所有之 13 八頻帶頻譜VDVDk 及 RMS 值全部以 0 取代

Excel 報表中內建之巨集程式將每 30 秒之均方根加速度VDV及加速度劑量

值利用公式(7)(8)(9)分別計算各軸向之總 RMS VDV 及 Dk 值其中 VDVi與

Dki 分別代表 i 區段頻率加權後之均方根加速度VDV及加速度劑量Ti 為 30 秒測

量時間

212

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iiw

TTa

RMS (7)

[ ] 414sum= iVDVVDV (8)

[ ] 616sum= ikk DD (9)

透過 Excel 之內建函數功能具有最高總 RMS 加速度之振動方向被選來與 ISO

2631-1 之 09 ms2 健康指導警戒區域上限(upper health guidance caution zone limit)進

行比較具有最大總 VDV 之軸向值則使用公式(10)來估算日(8 小時)振動暴量

VDV(8)並與 17 ms175 之健康指導警戒區域上限進行比較三軸的總加速度劑量(Dk)

則利用公式(5)(6)換算為日(8 小時)等效靜壓應力 Se(8)並與 ISO 2631-5 之 08

MPa 健康指導警戒區域上限進行比較

418)8( )(

TTVDVVDV sdot= (10) T8每日 8 小時暴露時間T總 VDV 測量時間

最後Excel 報表依據公式(11)將測量所得之總 RMSVDV及 Se分別依據

ISO 2631-1 與 ISO 2631-5 之暴露極限(exposure limit value ELV)(RMS=09 ms2

VDV=17 ms175 Se=08 MPa)估算到達暴露限制之容許暴露時間(TAL)公式(11)中

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 25: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

17

之 ELV 與 VL 分別代表總 RMSVDV或 Se 之暴露極限與測量值其中 n 依 RMS

VDV及 Se 分別為 24與 6當 n=2 時 Tm 代表 8 小時當 n=4 6 時 Tm 代表總測量

時間

mn

AL TVL

ELVT sdot= )( (11)

至於 13 八頻帶頻譜分析結果將同樣使用均方根平均法則求算各頻帶之振動值

並與現行勞工安全衛生設施規則第 301 條之規範進行比較以判定容許之暴露時間

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 26: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

18

第三章 結果與討論 本研究完成 90 駕次之座騎式機車騎乘測試以及 43 駕次之工程車駕駛量測其

受測人數路徑車種與相關測量之日(八小時)暴量及容許暴露時間詳列於附錄

A附錄 B 則顯示一駕次典型之振動分析報表(工程車輛編號 15)

第一節 機車騎乘振動暴露

受測人員及機車基本資料如表 4 所示男性受測者平均身高 1714 cm體重 678

kg平均年齡 245 歲駕駛經驗 67 年女性受測者平均身高 1602 cm體重 528

kg平均年齡 213 歲駕駛經驗 31 年男女受測者除了在年齡及體型上有明顯差

異之外(plt0001 t-test)所騎乘機車的車齡(plt0001 t-test)及排氣量(plt0001

Mann-Whitney test)亦有明顯的差異男性受測者有明顯較高的比例(2022)騎乘

125cc 機車而女性受測者有較高的比例(1623)騎乘 100cc 機車使用 Pearson 及

Spearmanrsquos rho 相關性分析發現受測者年齡體型駕駛經驗與車齡等四項變數

彼此之間皆有明顯的相關性(r=0401~0952 plt001)因此在後續的變異性分析中

(Analysis of Variance ANOVA)僅使用駕駛經驗作為獨立變數

男性受測者騎乘的時間明顯少於女性受測者(男性=502plusmn66 min 女性=569plusmn111

min)(plt005 3-way ANOVA 表 5)但不受機車排氣量及行駛路徑的影響由於各

測量之路徑行駛長度皆為 20 公里測量結果顯示男性的平均騎乘速度高於女性分析

結果顯示 z 方向(縱軸)的加速度明顯大於 xy 方向(側向)之加速度因此本研究

依據 ISO2631-1(1997)規範採用 z 軸頻率加權後之加速度來計算 RMS 及 VDV 值對於

使用我國勞工安全衛生設施規則的評估結果則採用單軸危害最大的 RMS 值進行統計

比較至於 ISO2631-51(2004)規範因同時考慮三個方向的加速度因此沒有選擇上的

問題

表 5 顯示機車測試之平均騎乘時間以及依據各規範所計算之振動 RMS 值與推估

之 8 小時暴露劑量值進行 ANOVA 分析時將振動指標設為因變數(dependent

variable)性別排氣量行駛路徑等設為固定變數(fixed factor)駕駛經驗及騎

乘時間設為共變數(covariate)並以 plt005 作為顯著水準統計結果顯示 VDV(8)

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 27: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

19

(plt005)及 Se(8) (plt0005)有顯著的性別差異RMS(1997)則受到機車排氣量

(plt005)以及及騎乘時間(plt001)的影響但依勞工安全衛生設施規則所得 RMS

則未明顯受到任何因子的影響未有任何振動指標受到駕駛經驗行駛路徑以及其他

因子交互作用的影響

表 4 受測者與騎乘機車基本資料(N=45)

受測者 機車

性別 年齡 (yr)

身高 (cm)

體重 (kg)

駕駛

經驗 (yr)

排氣量

(cc)

(in)

車齡 (yr)

製造商(n)

男 (n=22)

245 (26)

1729 (68)

725 (149)

67 (28)

12520 1002

10 57

(21)

Yamaha(5) Sanyang(11)

Kymco(6)

女 (n=23)

213 (25)

1602 (38)

528 (80)

31 (24)

1257 10016

10 38

(30)

Yamaha(4) Sanyang(11)

Kymco(8) p 值 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 lt0001 -- 0001 --

test t t t t Mann-

Whitney t

表 5 平均騎乘時間RMS 振動值8 小時 VDV 與 Se暴露劑量值(括弧中為標準

差)

(1998) (1997) (2004)

性別 排氣量

(cc) N

RMS (ms2)

RMSz sect para (ms2)

VDVz(8) (ms175)

Se(8) (MPa)

騎乘時間 (sec)

125 40 071plusmn009 [049-091]

081plusmn013 [056-111]

2349plusmn420 [1616-3457]

117plusmn041 [068-249]

3062plusmn418 [2280-4050]

100 4 077plusmn004 [071-080]

088plusmn003 [085-091]

2435plusmn146 [2357-2638]

151plusmn021 [123-175]

2903plusmn250 [2640-3240]

125 14 062plusmn007 [048-077]

072plusmn008 [059-090]

1957plusmn278 [1650-2679]

088plusmn020 [065-126]

3403plusmn551 [2280-4260]

100 32 067plusmn009 [048-085]

080plusmn011 [056-102]

2205plusmn304 [1684-2837]

108plusmn036 [064-261]

3419plusmn721 [2580-5370]

plt005 plt0005 顯著性別差異 (ANOVA) para plt005顯著排氣量效應 (ANOVA) sect plt001顯著騎乘時間效應 (ANOVA)

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 28: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

20

若將本次機車振動測量之資料(圖 11)與 2007 年所進行之測量(圖 12)相比結

果相當相似本次研究以 VDV 及 Se 參數進行迴歸之直線通過 ISO 2631-1 與 ISO 2631-

5 兩規範警戒區之重疊區域並且迴歸線斜率比 2007 年之結果略低符合 2007 年報告

中的預測結果「hellipVDV 與 Se 值分別與暴露時間的 14 及 16 次方成正比所以當暴

露時間更增加時迴歸線斜率會較目前圖中的更小更趨近於通過兩健康警戒交會區

的中心點hellip」顯示 ISO 2631-1(1997)之 VDV 與 ISO 2631-5 之 Se 兩種規範對於機車

騎乘振動暴露之危害判定相當一致

以單純 20 km 騎乘距離的振動暴露劑量來看所有測試的振動暴露皆超過 ISO

2631-1 或 ISO 2631-5 警戒區的行動位準(exposure action value EAV)其中有 32

及 2的測試結果分別超過 Se 與 VDV 警戒區的暴露限制(exposure limit value ELV)

(圖 11)若由每日 8-hr 振動暴露來估計機車騎乘所得之 VDV(8)與 Se(8)967機車

的日(8 小時)振動暴量至少會超過一種規範的暴露限制(ELV)(如圖 11)且約

有 83的機車同時超過兩種規範(圖 14)顯示機車振動暴露之強度明顯高於一般行

駛於平面道路之四輪車輛

但若僅以 ISO 2631-1(1997)規範來看機車之振動暴露採用 RMS 指標對機車的振

動量會對長時間機車的振動暴露產生明顯低估的情形圖 13 中顯示測量結果多落於

RMS-VDV 圖的左上方代表 VDV 對多數測量結果之健康危害判定高於 RMS圖 14

顯示所有測量的機車中只有 20的振動容許暴露時間受限於 RMS 規範而低於 8 小時

但有 967受限於 VDV 規範而低於 8 小時相較之下使用 RMS 指標來評估機車的

振動可能會低估其對健康所產生的危害同時亦可驗證機車騎乘的振動暴露存在有

衝擊性振動的危害

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 29: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

21

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36VDV(8) (ms175)

0010203040506070809

1111213141516171819

22122

Se(

8) (M

Pa)

圖 11 振動測量之 VDV(8)與 Se(8)分佈(工程車輛 x50 機車 x90)(灰色帶為相對規範

之健康危害警戒區)

0 10 20 30 40VDV (ms175)

0

04

08

12

16

2

S e (M

Pa)

55kmh - sedan(8h)Industrial vehicle(8h)55kmh - motorcycle(206km)40kmh - motorcycle(206km)55kmh - sedan(206km)Industrial vehicle(1~2h)

Se= 00590 VDV(r2 = 096 n=24)

圖 12 VDV 與 Se 之測量值與其 8-hr 暴量估計值分佈(黃色帶為相對規範之健康危

害警戒區) (張振平(2007) [12])

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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[7]行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所2001 ldquo工作環境安全衛生狀況調查----受雇

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ans shockndash evaluation of human exposure to whole-body vibration Part 5 Method for

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 30: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

22

0 02 04 06 08 1 12RMS (ms2)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

VDV (

8) (m

s1

75)

圖 13 振動測量 ISO 2631-1(2007)之 VDV(8)與 RMS 分佈(工程車輛 x50 機車 x90)

(灰色帶為相對規範之健康危害警戒區)

圖 14 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之機車騎乘比例

(負值代表低於 ELV)

雖然 ISO 2631-1(1997)之 RMS 對健康危害的判定較 VDV 寬鬆但仍有 20的機

車振動容許暴露時間被限制需低於 8 小時但當引用我國「勞工安全設施規則」之

RMS 規範時發現並無任何機車騎乘的日暴露容許時間會受限於 8 小時顯示現行國

內全身振動之評估基準更為寬鬆其主要的原因乃是 ISO-2631(1985)原先提出的振動

-20

0

20

40

60

80

100

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV

(1997)

Se

(2004)

VD

VDV+S

1997+2004 All

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 31: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

23

評估包含三個人體基準1 暴露限值 2 疲勞mdash降低效率境界 3降低舒適境界(如圖

15 所示)而我國「勞工安全衛生設施規則」第 301 條是採用其中的「暴露限值」作

為基準相較於美國 ACGIH 採用「疲勞mdash降低效率境界」作為評估基準其 RMS 容

許值高出一倍相當於 6dB舉例而言(如圖 15 所示)當振動加權 RMS 值達 1ms2

時採用「疲勞mdash降低效率境界」的容許暴露時間略低於 2 小時而採用「暴露限

值」的容許暴露時間可達 5 小時換言之在相同的振動值下考慮「暴露限值」會有

較長的容許暴露時間也因此引用我國「勞工安全設施規則」之 RMS 規範時所有機

車騎乘的日暴露容許時間皆高於 10 小時這種健康危害的判定結果明顯地與吾人日常

生活中機車的騎乘經驗相違背根據非正式的調查本次參與實驗的年輕受測者大多

表示無法任忍受每日超過 3 至 4 小時的機車騎乘時間

圖 15 加權加速度值與暴露時間及對人體危害關係圖(圖片來源嘉南藥理科技大學

工業安全衛生系何先聰教授2002)

為了使機車振動暴露的強度與劑量得與其他研究結果相比較前述乃將測量結果

以外差方式推估機車騎乘 8 小時之振動暴量(VDV(8) Se(8))但由於多數機車騎士日

常騎乘的實際時間並不長因此為了進一步瞭解機車振動暴露的可能危害情形於是

另行計算各規範對本研究機車振動之容許暴露時間並以累積機率分佈圖來顯示(圖

16)採用 ISO 2631-1(1997) RMS 規範所得之容許時間曲線與我國「勞工安全衛生設

施規則」所得結果極為相似且如前段之討論其容許暴露時間皆偏高其中又以我國

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 32: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

24

「勞工安全衛生設施規則」之容許時間明顯高出其他規範許多以分佈圖的第 50 百分

位數來看若採用 ISO 2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標機車振動所容許

的暴露時間分別為 2 小時與 3 小時反之若以 1 小時的機車騎乘來看根據 ISO

2631-5 之 Se 及 ISO 2631-1(1997)之 VDV 指標分別估計有 35及 9機車騎士的振動

暴露值會超過 ISO 規範的容許時間這種估計某種程度暗示國內以機車為日常工作

(例如郵務士巡邏員警外送或快遞員等)或上班通勤主要交通工具的族群每

日市區騎乘的時間過 1 小時或距離超過 22km即有 1 至 3 成的人可能會處於全身性振

動危害威脅之下

本研究發現除了不同的 ISO 規範對於機車騎乘之容許暴露時間有明顯的差異之外

同時也發現男性的騎士的振動暴露值明顯高於女性圖 17 分別顯示男女受測者容許

暴露時間之累加機率分佈根據 Se 指標有 50的男性受測者容許暴露時間低於 12 小

時但僅有 25的女性受測者容許暴露時間低於 12 小時同樣地根據 VDV 指標

50的男性受測者容許暴露時間低於 23 小時但也僅有 35的女性受測者容許暴露時

間低於這個時間這種結果與不同性別間機車騎乘速度之差異應有相當之關聯性本

研究發現除了 Se 與騎乘時間之相關性較薄弱之外其餘的 RMS 及 VDV 指標皆與騎乘

時間有明顯的負相關性存在(Pearson r = -0307~-0389 plt0001~0003)

然而本研究針對機車所提出之各項評估是僅根據單人騎乘 100 與 125cc 座騎

式機車所做成之結論並不涵蓋機車雙載或載重之情形由於當機車雙載或裝載重物

時可能影響車行之速度加速度與振動性質因此本研究之結果尚不能用來推論其

他騎乘條件下之振動危害情形其次本研究的機車騎乘道路狀況因侷限於台中市

區且受測者年齡在 30 歲以下加上振動暴露會明顯受到騎乘速度駕駛習慣以及

車齡狀況等因素的影響因此測量結果可能無法直接用來推論所有機車單騎之實際狀

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 33: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

25

001 01 1 10 100Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Pro

babi

lity

()

GuidelinesISO2631-1(RMSROC)ISO2631-1(RMS1997)ISO2631-1(VDV1997)ISO2631-5(Se2004)

圖 16 不同全身振動規範之容許暴露時間累積機率分佈(n=90)

001 01 1 10Time to ELV (hr)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cum

ulat

ive

Prob

abili

ty (

)

GuidelinesISO2631-5(Se Male)ISO2631-5(Se Female)ISO2631-1(VDV Male)ISO2631-1(VDV Female)

圖 17 男女機車騎士在 VDV 及 Se 暴露限制下之容許暴露時間累積機率分佈(男

44 駕次女46 駕次)

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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65

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 34: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

26

第二節 工程車輛振動暴露

本研究完成 43 駕次工程車輛振動值表 5 合併顯示本研究及 2007 年所量測之工

程車輛種類及作業型態共計 50 駕次(20077 駕次200843 駕次)依據各次振

動測量所得之資料推算每日 8 小時振動暴量合併機車振動測量結果顯示於圖 1113

之中工程車輛之測量統計結果如圖 18 所示振動水準超過我國「勞工安全衛生設施

規則」規定的有 11 件(22)RMS 振動水準或 VDV(8)8-hr 推估劑量超過 ISO 2631-

1(1997) RMS 或 VDVd 暴露限制規範(RMS = 09 ms2 VDVd = 17 ms175)者共 15 件

(30)8-hr 推估劑量 Se(8)超過 ISO 2631-5(2004) Sed 暴露限制規範(Sed = 08 MPa)

者共 21 件(42)其中所有超過 ISO 2631-1(1997)規範者亦皆超過 ISO 2631-5(2004)

規範但值得注意的是有 5 件(10)超過「勞工安全衛生設施規則規範」(容許

暴露時間受限小於 8 小時)者並未超過任何 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5(2004)規範

(圖 18)且該 5 次測量之最大振動危害方向皆非在 z 方向上而是因側方向(x

y)加速度的特定頻帶有較高振動值因而rdquo觸發rdquo規範的暴露限制(如圖 19 所示)

這與其他規範的評估結果有較大的差異相較之下 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-

5(2004)規範的涵蓋範圍較我國現行「勞工安全衛生設施規則」更廣也且更為保守

若以 8 小時推估之振動暴露來看工程車輛的振動分佈明顯低於機車振動但因

一般工程車輛的振動暴露時間(工作時間)遠高於機車的騎乘時間所以部分具有高

振動值之工程車輛例如鏟裝車(山貓)壓路機及行駛工地或不平路面之混泥土

預拌車等其作業人員之全身性振動危害仍值得作進一步的探討

表 6 受測工程車輛統計(為 2007 測量數據)

工程車輛 駕次 車輛數 備註 1 挖土機 17+4 19 挖掘9吊掛2 2 砂石車 2+1 3 河床砂石運載 3 水泥預拌車 12 7 空車2裝載1 4 打樁機 2 1 打樁 5 鏟裝車(山貓) 3 3 鏟裝 6 鋪路機 1 1 鋪路 7 壓路機 2 2 鐵輪橡膠輪 8 貨車 1 1 9 大客運車 2 1 市區行駛 10 堆高機 2 1 堆貨櫃 11 推土機 1 1 鏟裝砂石

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 35: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

27

合計 50 40

圖 18 各規範日暴露容許時間受限低於 8hr(8hr 暴量高於 ELV)之工程車輛數

(n=50負值代表低於 ELV)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

(a) x 軸向振動 (b) y 軸向振動

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

-50 -40 -30 -20 -10

0 10 20 30 40 50

RMS

(1985)

RMS

(1997)

VDV(8)

(1997)

Se(8)

(2004)

2004 1985 1985+Se VDV+S

1997+2004 All

All

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 36: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

28

(c) z 軸向振動

圖 19 工程車編號 14 之怪手執行吊樹植栽作業之 ISO 2631-1(1985)振動暴露評估

ISO 2631-1(1997)規範提供了 RMS 及 VDV 兩種振動評估指標當以此兩種指標比

較其對目前所收集之 50 駕次工程車輛振動暴露的危害分類如圖 20 所示發現落於

斜對角灰色區域中的駕次僅有 12亦即採用兩種振動評估指標對健康危害之判定僅有

50相符圖中迴歸線所通過的區帶偏向 VDV顯示 VDV 對於目前所收集之工程車

輛振動評估較 RMS 更為保守而我國「勞工安全衛生設施規」又比 ISO 2631-1(1997)

RMS 之規定更為寬鬆因此若以我國「勞工安全衛生設施規則」作為依據進行危害

評估會與使用 ISO 2631-1(1997)規範之健康危害評估結果有更明顯的落差

圖 20 ISO 2631-1(1997)規範對工程車輛振動之危害評估(兩平行虛線分別代表行動

位準與暴露限制兩平行虛線之中間帶為健康危害警戒區灰色區塊代表 VDV 及

RMS 規範對危害程度判定一致的區域數字編號為附錄 B 所列之車輛受測編號)

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 37: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

29

我國勞工安全衛生研究所在九十二年度曾針對國內堆高機貨車及營建工程車

輛駕駛人員進行全身振動評估並比較常用國際規範評估結果之差異[14]結果發現運

用 ISO2631-1(1997)之允許暴露時間明顯比 ISO2631(1985)減少甚多有超過六成的案

例以我國現行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範為最寬鬆該研究結論並指出

「如果採用 ISO2631(1997)之精神去修改安衛設施規則 301 條的話不論採用那一種計

算方式都會對產業界產生相當程度的衝擊」

此外勞工安全衛生研究所在九十五年度亦曾採樣 23 輛垃圾車進行駕駛人員全身

振動評估[15]結果發現以勞工安全衛生設施規則第 301 條評估容許暴露時間低於四

小時有 6 輛(26)以三軸向合成之加權加速度代入計算求得容許暴露時間大都在

24 小時以上(91)但若以 ISO 2631-11997 規範計算三軸向合成之加速度值的容許

暴露時間有 18 輛車容許暴露時間在 4 小時以下(78)此研究的結論同樣指出現

行之「勞工安全衛生設施規則」301 條規範過於寬鬆

本計畫並未依據國內工程車輛及一般車輛之分佈比例進行抽樣蓋因根據經驗絕

大多數行駛於平坦路面之車輛振動值較低測量結果極可能會低於所有規範之行動位

準(exposure action value)這類型的振動暴露資料對於本計畫希望比較及討論各規範

差異之目的沒有幫助也因為本研究以工地施工之工程車輛為主進行振動量測所得

結果並不能夠代表在一般道路上行駛的車輛振動分佈情形換言之本研究所測量之

工程車輛為國內各類型車輛中振動值偏大者其餘一般車輛的振動危害應低於本研究

所呈現之結果

第三節 國際全身振動暴露規範

歐盟於 2002 年七月通過 200244EC 對於人體振動之指引其所屬會員國家需於

三年內完成國家相關法令之修訂該指引同時透過 Europe standardization committee

(CEN)與 Europe electrical standard committee(CENELEC)的推動制訂成為 EN 標

準並成為各歐盟會員國所共同遵守的國際標準此項標準依據維也納公約(Vienna

Agreement ) 之 提 議 成 為 ISO 標 準 而 依 據 WTOTBT 公 約 ISO 標 準 為 所 有

WTOTBT 會員國之共同標準(如圖 21 所示)

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 38: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

30

目前歐盟對全身振動之規範已加入 VDV 評估指標例如英國除了採用 05 及 115

ms2 分別作為 RMS 的 EAV 及 ELV 外亦建議採用 91 及 21 ms157 分別作為 VDV 的

EAV 及 ELV雖然美國 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial

Hygienists)基本上仍採用 ISO2631-1(1985)的規範但其採用「疲勞-降低效率」境

界作為標準較我國現行標準嚴格且 ACGIH 於 2002 年指出 ANSIISO 標準並不適

用於具有衝擊性振動之環境因此可以預測未來也將會明確採納 VDV 作為全身振動評

估之指標

國家法律 國家標準

日本法律 JIS

澳洲法律 AS

美國法律 ANSI

非歐洲國家

ISO標準

ISOStandard

工業標準

EN標準

ENStandard

Vienna A

greement

WTOTBT

歐盟法律

歐洲國家

國家法律國家標準

BS 英國法律

DIN 德國法律

FS 法國法律

Directive

MachineryDirective

WTOTBT

Entrust

WTOTBT

圖 21 EU directiveISO 標準與各國國家標準之關連示意

我國身為 WTO 會員國之一也必須遵照 ISO 國際標準及潮流來制訂本國的標準

及相關規範由過去專家針對國內各類工程車輛施測所得之結論與本研究針對一般

機車及十多種工程車輛所進行之測量評估結果對於現行規範的適用性所獲得之結論

相當一致透過本計畫之執行成果再次呈現新舊全身振動規範對於健康危害判定

上之差異並映證現近十多年來國內外相關研究指出舊規範不適用於衝擊性振動評估

之情形若合併考量國內現有的工程車輛與眾多的機車數量未來跟隨國際潮流進行

相關法規之修訂的確有其必要性

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH95-H306

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 39: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

31

第四章 結論 本研究透過機車騎乘測試的結果提出市區機車騎乘之容許暴露時間可作為相

關單位提出機車騎乘建議或相關全身性振動危害警訊之參考同時研究結果顯示

對於長期工作上以機車為主要交通工具之騎士例如郵務士巡邏員警市區快遞

員餐飲外送服務人員瓦斯統運送安裝人員等其機車振動所引起之健康危害值得

作進一步的調查研究

本研究綜合機車騎乘與工程車輛振動暴露所得結果發現我國現行之「勞工安全

衛生設施規則」相較於 ISO 2631-1(1997)或 ISO 2631-5 規範對於機車及特定工程車

輛之全身性振動危害判定會有明顯低估及不符合人員主觀經驗之處這種情形或能

部分解釋我國全身性振動危害案例明顯偏低的情形[13]也因為我國現行的「勞工安全

衛生設施規則」過於寬鬆因此對全身性振動所引起的職業性傷害認定會趨於嚴苛

並且使用單一 RMS 指標進行全身振動之健康危害認定無法合理評估如機車鏟裝車

(山貓)壓路機等具有衝擊性振動車輛之健康危害有必要進行修法上的考量

我國是國際 WTO 組織會員國必須依據 ISO 國際標準進行本國法令之訂定國

內未來的修法方向應參考 ISO 2631-1(1997)之規範納入振動暴量觀念同時有

必要進一步結合工作調查與振動暴露量測來評估國內各類型振動車輛的振動暴露狀

況以揭露真正暴露於全身振動危害環境下之族群

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH95-H306

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

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一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

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理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 40: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

32

誌謝

本研究計畫參與人員除本所張組長振平趙助理研究員國竣卓助理研究員旻賢

外另包括朝陽科技大學劉永平講師謹此敬表謝忱

33

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員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH95-H306

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 41: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

33

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radiographs in patients with low-back pain An epidemiology study in men Journal of Bone

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truck and freight-container tractor drivers exposed to whole-body vibration Spine 17 59-

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exposed to whole-body vibration Spine 171048-1059

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者認知調查 rdquo行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所台北IOSH90-H304

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員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH95-H306

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 42: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

34

[14]盧士一胡世明劉玉文何先聰 (2003) 常用國際規範對全身振動評估之差異研

究行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH92-H373

[15]盧士一張銘坤 (2006) 垃圾車駕駛人員之全身振動暴露評估研究行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所委託研究報告 IOSH95-H306

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

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GPN 1009800550

Page 43: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

35

附錄一 機車振動量測結果

機車振動量測 (性別1 男 2 女cc1(125cc) 2(90100cc) 3(50cc)廠牌1 三陽 2 光

陽 3 山葉)

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 路線 cc 數 廠牌 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 1 1 1 0713 0838 23093 0821 28028 9220 2349 6863

2 1 3 1 1 0634 0774 22319 1094 31128 10824 2693 1223

3 1 4 1 1 0777 0873 25286 1162 22809 8506 1634 0851

4 1 5 1 1 0639 0808 23782 0919 31129 9926 2089 3488

5 1 6 1 1 0664 0845 23885 1415 29545 9082 2053 0261

6 1 1 1 2 0737 0856 26496 1974 23911 8840 1356 0035

7 1 4 1 2 0732 0850 24837 1658 22109 8978 1756 0101

8 1 3 1 2 0835 1058 30087 1428 21966 5784 0815 0247

9 1 2 1 3 0740 0887 23774 0973 29223 8243 2092 2477

10 1 5 1 3 0693 0847 22942 0938 32913 9040 2412 3078

11 1 3 1 2 0624 0672 18914 0967 35167 14358 5221 2568

12 1 6 1 2 0690 0718 19329 1009 28056 12554 4787 1989

13 1 1 1 1 0631 0625 18018 0879 22091 16568 6339 4556

14 1 4 1 1 0679 0696 19656 1042 17960 13386 4476 1641

15 1 1 2 1 0707 0854 23570 1746 28467 8876 2165 0074

16 1 4 2 1 0798 0902 24407 1471 21164 7959 1883 0207

17 1 5 1 2 0884 1108 34573 2194 19796 5277 0468 0019

18 1 2 1 2 0811 0943 28556 2086 23149 7288 1005 0025

19 1 6 1 2 0913 1088 30046 1221 19751 5479 0820 0632

20 1 2 1 1 0829 0886 25701 1096 21675 8249 1531 1211

21 1 5 1 1 0680 0793 22113 0873 28455 10295 2795 4731

22 1 3 1 2 0574 0670 20567 0936 36884 14429 3734 3110

23 2 2 2 1 0796 0852 23620 1415 21045 8928 2147 0262

24 1 3 1 3 0736 0941 26365 1117 21461 7321 1383 1080

25 1 6 1 3 0747 0911 26404 1104 19643 7811 1375 1158

26 1 2 1 2 0726 0733 21661 1313 17862 12071 3035 0410

27 1 5 1 2 0713 0838 21419 1396 18877 9224 3175 0284

28 2 2 2 2 0730 0856 24384 1127 25438 8835 1890 1025

29 2 1 1 2 0561 0673 18806 0724 44275 14324 5342 14567

30 2 4 1 2 0664 0753 20948 0792 30013 11431 3470 8512

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 44: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

36

31 2 3 3 3 0771 0948 25120 0860 26590 7214 1678 5201

32 2 6 3 3 0846 1020 26396 0946 20136 6231 1376 2929

33 1 1 1 1 0538 0669 19270 0818 40642 14476 4845 7015

34 1 2 1 1 0722 0803 20421 0782 24999 10050 3842 9176

35 1 5 1 1 0805 0975 25515 1255 22926 6816 1577 0538

36 1 1 1 2 0751 0924 28267 1377 23074 7592 1047 0307

37 1 4 1 2 0893 1060 33196 1473 16669 5772 0550 0205

38 1 3 1 1 0605 0771 23279 1107 39841 10889 2275 1137

39 1 6 1 1 0614 0729 21360 0856 35045 12185 3210 5329

40 1 2 1 2 0638 0754 20590 0815 29290 11408 3718 7178

41 1 5 1 2 0685 0816 22656 1201 26275 9727 2536 0698

42 2 2 1 2 0616 0706 18891 0775 33684 13008 5246 9672

43 2 5 1 2 0646 0693 18055 0646 30004 13481 6288 28871

44 2 1 3 3 0776 0893 24020 1281 19732 8118 2007 0474

45 2 4 3 3 0706 0896 24518 1172 27651 8067 1849 0808

46 1 2 1 1 0661 0751 21146 1004 30473 11481 3342 2042

47 2 1 2 3 0648 0725 20793 0985 28642 12325 3575 2292

48 2 3 2 3 0614 0731 18214 0917 28123 12121 6072 3525

49 2 3 2 1 0629 0714 19526 0870 28498 12701 4596 4820

50 2 6 2 1 0572 0632 18205 0963 32888 16216 6083 2632

51 2 1 2 1 0478 0559 16841 0778 47337 20724 8306 9487

52 2 4 2 1 0582 0650 18222 0812 33888 15358 6061 7326

53 2 5 2 3 0721 0888 22546 1555 28347 8223 2586 0148

54 2 1 1 1 0480 0590 16498 0696 44965 18631 9020 18437

55 2 4 1 1 0552 0659 17525 0675 33941 14941 7084 22181

56 2 5 2 1 0572 0677 19458 0791 39632 14154 4662 8553

57 2 5 2 1 0809 0917 28369 1562 23824 7709 1032 0145

58 2 3 1 1 0707 0895 26786 1258 32338 8082 1298 0528

59 2 6 1 1 0769 0897 24071 0940 25249 8054 1990 3043

60 2 1 2 2 0643 0759 20775 0894 33321 11253 3587 4105

61 2 4 2 2 0587 0728 19662 0884 37598 12210 4471 4388

62 2 2 1 1 0612 0696 17815 0794 30730 13389 6633 8338

63 2 5 1 1 0626 0701 17995 0696 23287 13181 6372 18527

64 2 3 1 1 0667 0728 20531 1081 30371 12229 3760 1318

65 2 6 1 1 0612 0687 18751 1079 32354 13742 5405 1330

66 2 3 2 3 0708 0918 24903 0947 27812 7695 1737 2904

67 2 6 2 3 0710 0830 22891 1061 28681 9407 2433 1471

68 2 2 2 3 0742 0795 21580 1053 26620 10265 3081 1540

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 45: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

37

69 1 3 1 1 0500 0628 17432 0740 45669 16451 7236 12726

70 2 4 2 3 0803 0907 25079 1198 23884 7869 1689 0708

71 2 6 2 3 0703 0801 21613 0878 28835 10088 3062 4591

72 2 5 2 3 0811 0904 26365 1437 19819 7937 1383 0238

73 2 5 2 3 0691 0803 20660 0799 23910 10044 3667 8063

74 2 2 2 3 0788 0949 26045 1093 20921 7198 1452 1228

75 2 2 2 3 0624 0766 19958 1237 29885 11042 4211 0585

76 2 3 1 2 0588 0697 19292 1084 37716 13330 4823 1293

77 2 6 1 2 0632 0660 18048 1064 36445 14893 6298 1445

78 1 1 2 3 0804 0911 26380 1234 13331 7800 1380 0593

79 1 4 2 3 0761 0855 23048 1569 12449 8863 2368 0141

80 1 4 1 1 0699 0766 21761 0983 21537 11042 2980 2318

81 1 6 1 1 0781 0800 22485 0815 18035 10118 2614 7179

82 2 4 2 1 0616 0733 19808 0977 30775 12045 4341 2418

83 2 1 2 2 0543 0686 18334 0635 36054 13770 5914 31928

84 2 3 2 3 0629 0808 21472 0828 34040 9921 3143 6513

85 2 5 2 2 0676 0823 27085 2607 27460 9572 1242 0007

86 2 2 2 2 0636 0712 18626 1090 32029 12794 5552 1252

87 2 5 2 3 0645 0813 20502 0851 30290 9797 3782 5520

88 1 6 1 6 0486 0558 27750 2490 42910 20778 1127 0009

89 1 3 1 4 0524 0609 16162 0678 46947 17464 9792 21608

90 1 4 1 4 0610 0663 18357 0874 24574 14729 5884 4700

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 46: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

38

附錄二 工程車輛振動量測結果 工程車輛振動量測

振動強度8 小時暴量 容許暴露時間(小時)

受測 本國 ISO(1997) 2004 本國 ISO(1997) 2004

編號 性別 車輛 RMS

(ms2)

RMS

(ms2)

VDV(8)

(ms175)

Se(8)

(MPa)RMS RMS VDV Se

1 1 挖土機(堤防工程) 0521 0460 11462 0495 27655 30684 38718 142989

2 1 砂石車(堤防工程) 0548 0462 11316 0506 32024 30380 40742 125492

3 1 挖土機-1 (45 型) 0311 0401 9855 0479 36283 40226 70844 173820

4 1 挖土機-2(45 型) 0246 0453 12833 0738 60032 31580 24636 12983

5 1 預拌車(空車) 1367 1169 26270 1239 6790 4745 1403 0578

6 1 預拌車(載料) 0751 0695 17455 0990 14169 13408 7198 2221

7 1 打樁機 1 0455 0156 3887 0139 50475 267738 2926621 290885000

8 1 打樁機 2 0178 0142 4178 0230 161174 320126 2193188 14306060

9 1 挖土機(福新橋) 0260 0321 11825 0485 75266 62995 34176 162004

10 1 山貓(嘉義道路) 0784 0934 27671 1239 12797 7434 1140 0579

11 1 鋪路機(嘉義道路) 0160 0254 6827 0383 77548 100774 307594 665722

12 1 壓路機(嘉義道路) 0261 0397 20350 0868 88214 41100 3896 4897

13 1 挖土機(排水溝) 0248 0303 7059 0316 50638 70485 269121 2097679

14 1 挖土機(植樹) 3344 0287 10468 0437 1192 78865 55647 303172

15 1 山貓(朝陽) 0519 0692 18342 0963 45833 13528 5904 2636

16 1 預拌車(空車) 1190 0696 14446 0579 4566 13361 15343 55587

17 1 霧峰寬頻挖土機 0207 0281 9280 0607 92499 82035 90089 41807

18 1 新竹客運 1(中壢) 0582 0651 13455 0445 30701 15313 20390 269507

19 1 新竹客運 2(中壢) 0579 0526 12039 0466 29177 23452 31810 203825

20 1 貨車 2252 0628 14225 0595 2671 16423 16318 47054

21 1 壓路機 2(嘉義) 0304 0492 11177 0523 25767 26731 42820 102507

22 1 挖土機(朝陽鑽地) 0345 0528 20038 1433 35455 23265 4144 0242

23 1 預拌車(949 空車) 2647 0583 14433 0758 1179 19086 15398 11020

24 1 預拌車(949 載料) 0601 0631 14303 0642 20603 16262 15967 29883

25 1 預拌車(897 空車) 0937 0941 19353 1150 12905 7311 4763 0905

26 1 預拌車(897 載料) 1408 0731 20082 1357 3389 12136 4109 0336

27 1 預拌車(570 空車) 5241 0889 20849 1437 0383 8192 3536 0238

28 1 預拌車(540 空車) 0656 0680 14281 0675 30245 25897 50194 526565

29 1 預拌車(540 載料) 1274 0624 14743 0895 87596 26047 11366 0474

30 1 預拌車(5V 空車) 0926 1000 20121 0978 24247 34371 40058 23470

31 1 預拌車(5V 載料) 1279 0980 19739 0835 14788 9608 5551 1812

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 47: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

39

32 1 挖土機(打樁) 0415 0500 10741 0398 28996 26750 7524 0734

33 1 挖土機(敲圍牆) 0337 0499 15571 1281 21473 20511 11205 7250

34 1 挖土機(乾溪) 0412 0434 11364 0669 72897 112987 250047 269376

35 1 山貓(環中) 0723 0821 18627 1025 40103 24368 12063 5067

36 1 挖土機(營建) 0450 0492 17263 1191 38397 10341 0754 0004

37 1 砂石車(營建) 0372 0562 15627 0813 6910 15731 12457 21377

38 1 挖土機(大里營建) 0215 0239 7190 0445 36305 29670 50073 49585

39 1 挖土機(港尾路) 0288 0516 15341 0863 3880 27186 12687 1262

40 1 大挖土機-白(營建) 0308 0792 30679 2840 30245 25897 50194 526565

41 1 小挖土機-黑(營建) 0929 0642 15218 0679 87596 26047 11366 0474

42 1 大挖土機(營建) 0338 0467 10748 0590 24247 34371 40058 23470

43 1 大型推土機(營建) 1524 0488 15149 1088 14788 9608 5551 1812

44 1 挖土機-2(南雲大橋) 0814 13335 0723 15964 21133 14707

45 1 堆高機 0451 13009 0561 31903 23329 67484

46 1 堆高機 0423 12711 0540 36203 25593 84999

47 1 挖土機(鯉魚橋) 0422 14267 0630 36466 16125 33606

48 1 挖土機(鯉魚橋) 0589 18843 1117 18700 5301 1079

49 1 砂石車(鯉魚橋) 0561 14169 0658 20587 16579 25724

50 1 挖土機-1(南雲大橋) 0585 12704 0883 30926 25656 4412

編號 44-50 為 96 年度計畫完成資料

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 48: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

40

附錄三 個案測量結果範例

車型鏟裝車

作業鏟裝廢氣土石至砂石車上

地點朝陽科技大學

日期970805

記錄時間2430 秒

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (m

s^2

)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向x

振動值RMSx = 0277 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (491 hr)

ISO 2631-1(1985)xy

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向y

振動值RMSy = 0298 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (368 hr)

ISO 2631-1(1985)z

001

01

1

10

11

25 16 2

25

315 4 5

63 8 10

125 16 20 25

315 40 50 63 80

13 Octave Band (Hz)

Acc

eler

atio

n (

ms

^2)

vibr

8hr

4hr

25hr

1hr

評估規範勞工安全衛生設施規 301

振動方向z

振動值RMSz = 0519 ms2

容許暴露時間gtgt 8 hr (458 hr)

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 49: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

41

評估規範ISO 2631-1 (1997)

最大振動方向z

振動值RMSz = 0692 ms2 [RMS ELV = 09 ms2]

振動劑量值VDV(8) = 18342 ms175 [VDV ELV = 17 ms175]

容許暴露時間RMS 135 hr VDV 59 hr

評估規範ISO 2631-5 (2004)

三軸合併劑量值Se(8) = 0963 MPa [Sed ELV = 08 MPa]

容許暴露時間26 hr

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

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一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

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圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

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圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

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圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

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圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

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二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 50: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

42

附錄四 教育訓練講義資料 第一次

時間 民國 97 年 12 月 4 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

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50

第二次

時間 民國 97 年 12 月 11 日(週四)1330 PM~1730 PM

地點 台中縣霧峰鄉朝陽科技大學(理工大樓 E509)

人數 28 人

內容 1全身振動量測原理介紹2ISO2631 振動規範內容與評估方法3量測操作說

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 52: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

51

一Viewlog 軟體振動分析操作說明 [本講義部分內容節錄及修改自行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所委託研究報告

IOSH96-H318衝擊性振動暴露與脊椎危害評估技術建立]

Viewlog 為一整合性之資料分析軟體該軟體用來處理資料記錄器所擷取包含肢

體角度肌電圖心電圖加速度狀態值等之各類訊號並可與外部錄影檔(mpg)

進行連結同步提供整合性之資料處理分析作業環境

圖 1 Viewlog 主畫面

Viewlog 之操作介面如上圖所示軟體主畫面提供瀏覽資料之控制元件及各項分

析模組之啟動按鈕上圖所示按鍵1為資料轉載模組用來將記錄器之資料轉存至分

析電腦2為檔案開啟按鍵操作者第一次開啟資料檔後需先對原始訊號資料進行校

正(calibration)按鍵3為「資料校正模組」4則為資料前處理分析所需之各項模

組包括有「週期性資料分析模組」「動作影片分析模組」以及「振動分析模

組」 操作者需依分析之需要選擇適當之分析模組並利用該模組完成後續批次處

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

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圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 53: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

52

理或報表輸出所需之各項參數並可利用批次處理模組進行大量資料的計算有關

Viewlog 之其他操作功能與細節內容請參考前期行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

委託研究報告(IOSH92-H121作業場所上肢重複性傷害現場監測技術評估探討)

1 訊號校正程序

(A) (B)

圖 2 (A)全身振動三軸加速度席盤 (B)加速度校正器

校正程序首先需將加速度席盤(圖 2A)中之加速度規卸下依正確方向裝置於校

正器上(圖 2B)後啟動校正器利用記錄器記錄 10 秒鐘振動訊號依序完成三個振

動方向的標準訊號擷取後再將記錄資料下載至 PC 利用 Viewlog 進行校正參數計算

使用 Viewlog 讀入校正訊號開啟「訊號校正模組」選擇「Signal」頁面(圖

3)設定適當之視窗資料長度後於左下方資料格內輸入波峰及波谷之讀數與相對應

之加速度值例如圖 3 中所示當採用 RMS= 98 ms2 1592Hz 之標準校正訊號時其

波峰之加速度值應為 8613289 =times ms2完成資料輸入後按儲存鈕將校正值儲存於文

字檔ini 中若校正時分別將 x y z 三軸向振動訊號儲存於不同的檔案中校正值也

會分別儲存於相對的ini 中事後需使用文字編輯軟體將其合併為同一個檔案備用

53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

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員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

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53

圖 3 訊號校正模組畫面

校正後資料應先確認其正確性可使用 Viewlog 的「資料分析模組」選取一段

穩定的校正訊號利用「Cook Method」中的 RMS 功能確認所得結果是否接近 98

ms2(如圖 4)並使用「Cook Method」中的 Power Spectrum 功能確認頻譜能量是否集

中於 159Hz (如圖 5)惟操作者需於程式右下方「Sample frequcncy」中需輸入正確之

取樣頻率

圖 4 資料分析模組 RMS 功能

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

Page 55: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

54

圖 5 資料分析模組 Power Spectrum 功能

完成校正所獲得之校正參數如下圖所示可以作為實際測量數據之轉換參數所

使用之轉換公式為 iiii ScaleOffsetsignalOriginalsignalConverted timesminus= )(

[Calibration] CH0Offset=3820287000 CH0Scale=0003140 CH0Type=Acc CH1Offset=3658876000 CH1Scale=0003283 CH1Type=Acc CH2Offset=3677420000 CH2Scale=0003252 CH2Type=Acc

圖 6 校正參數範例

2 資料處理程序

Viewlog 之「振動分析模組」內建 ISO 5349ISO 2631-1以及 ISO 2631-5 等頻

率加權網提供操作者進行各類型振動加速度資料之相關分析以簡化振動資料分析

流程並加速報表產生該模組分為兩部分前者用來選定分析參數及檢視特定資料區

間之分析結果後者則以批次處理方式進行大資料量之自動分析工作以下依序介紹

模組畫面中之各項設定鈕功能及操作方式

當操作者進入本模組後(如圖 7 所示)先於畫面左下角之視窗控制元件2中選

擇所欲分析之訊號通道並設定適當之視窗資料長度其次於畫面左邊圖形視窗 下

方選擇資料之取樣頻率(fs)並於1之控制元件中調整與設定分析參數分析參數包

55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

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Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

GPN 1009800550

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55

括三項設定如圖 8 所示由左至右操作者可分別設定頻帶分析參數(頻帶範圍上

下界及頻帶寬度)加速度所使用之頻率加權網以及 rms加速度積分方式(線性

linear指數 exponential)有關分析參數及頻率加權網之選定可參考 中所提供之訊

當上述之設定值改變時畫面中央參數顯示區3之分析結果以及上方之訊號視

窗 頻帶視窗 圖形會及時運算並更動顯示此時操作者可利用畫面下方視窗2控

制元件中之移桿調整觀看不同資料(時間)區段所得到的分析結果

操作者尚可依據實際分析之需要自行擴充建立適當之頻率加權網所建立之頻

率加權網參數需以特定格式儲存為iir 文字檔並將參數檔置放於 Viewlog 軟體安裝

目錄下之 data 子目錄中(例如cprogram filesviewlogdata)有關自行建立之iir

格式請參見前期研究報告(IOSH96-H318)自行建立之頻率加權網會自動出現於選單中

(圖 9)操作者務必選擇正確之取樣頻率及頻率加權網以確保能獲得正確之分析結

果若操作者依據 ISO2631-1(1985)之規範進行分析則需選擇「un-weight」之未加權

方式進行處理

圖 7 振動分析程式主畫面

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

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Page 57: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

56

圖 8 分析參數設定框

圖 9 頻率加權選擇與自建之 IIR 加權網

在確認分析參數無誤之後操作者可選擇自動分析按鈕 進入批次處理模式批

次處理模式結束後程式會自動將分析結果儲存至 Excel 檔及cyc 中繼檔中並返回振

動分析模組操作者可依序分析各通道(x y z 方向)之加速度後再返回 Viewlog 主

程式使用報表模組製作分析報告

操作者於報表模組(如圖 10 所示)中選擇適當之 Excel 報表範本 與cyc 中繼

檔後 模組由cyc 中繼檔中讀取相關之批次分析結果將結果匯出至指定之 Excel

報表 中並執行預先設定於 Excel 報表範本中之巨集程式 以完成整合性之分析報

表振動分析將報表設定為外部 Excel 格式的主要目的是為了保留使用者未來在修改

上的彈性換言之使用者可依據特殊分析上的需求及喜好來進行報表之設計不受

Viewlog 原始程式設計之限制

57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

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57

圖 10 報表模組程式主畫面與 Excel 報表輸出

3 報表解讀與後處理程序

Excel 預設之報表輸出如圖 11 所示圖中1之各列資料為批次處理所得之參數

值顯示的參數包括各軸加權 rms峰值因數MTVVVDV(ISO 2631-1)以及

Dose value(Dk)(ISO 2631-5)各參數在總測量期間之平均值或累積量經 Excel 之

巨集程式計算後顯示於 列中其中若 MTVV 值以紅色呈現則代表51gt

waMTVV

VDV 值以紅色呈現則代表75141 gt

TaVDV

w 總測量時間顯示於3所標示之欄位中其下

方之空格則由分析人員填入該項作業每日之暴露時間4之欄位中分別顯示 rms之向

量總和(Eq 1)主要振動方向之 VDV(Eq 2)以平均暴量 Dk 推算之脊椎靜態壓

力 Se(Eq 4)5之欄位中根據3每日暴露時間及4之各項參數分別推算其日平均或

日暴量分析人員可於6之欄位中填入對應於5之各項參數的日8 小時安全限制並

由公式自動推算容許之暴露時間並將結果顯示於7之欄位中若所得容許暴露時間

低於3之每日暴露時間則以紅色呈現該數值

分析人員應檢視 Excel 報表中1之批次處理結果尤其是8欄中之 Dose value當

有極端值產生時應返回原始資料及錄影資料加以確認若確認是因特殊狀況或人為因

58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

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58

素所產生之不合理值(例如人員離開測量座椅等)則應採用適當方式將該時段資料

加以移除並啟動報表左上方之按鍵重新計算結果

圖 11 Excel 報表輸出

進行 ISO2631-1(1985)分析時操作者需分別於 Oct-xOct-y與 Oct-z 工作表中

使用 Atl+F8 按鍵執行「AveOct」巨集以計算容許暴露時間及總 RMS

圖 12 ISO2631-1(1985)分析報表輸出

59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

60

21

20

0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

tww dttata

ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

0

exp)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ minus

= intinfinminus

t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

iwiew T

Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

4 ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

dkkd t

tDD

(Eq 12)

61

1

6

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= sum

= mj

djn

jkjkd t

tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

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59

二振動分析相關公式 1 振動之位準基本上是以加權 rms加速度(weighted rms acceleration)來表

示其數學定義式如 Eq 1 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔以秒為單位

21

0

2 )(1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= int

T

ww dttaT

a (Eq 1)

2 峰值因數(Crest factor)定義為加權加速度之最大瞬間峰值與 rms之比值

且瞬間峰值應發生於測量時間間隔 T 中一般來說當 crest factor 低於 9

時以 rms加速度來評估振動是適當的

3 四階振動暴量(4th power vibration dose value VDV)對於加速度峰值比 rms

更敏感其數學定義式如 Eq 2 所示其中 )(taw 為加權後之加速度單位為

ms2T 為測量時間間隔單位為秒VDV 之單位為 ms175

[ ] 41

0

4)(⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

= intT

w dttaVDV (Eq 2)

由經驗所得到的建議當 75141 gtTa

VDV

w

時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

4 振動暴量估計值(estimated vibration dose value eVDV)是以加權 rms加速

度值 wa 與暴露時間 T 進行振動暴量之估計其估計公式如 Eq 3 所列

4141 TaeVDV w= (Eq 3)

5 最大暫態振動值(maximum transient vibration value MTVV)為最大之暫態振

動值(transient vibration value)暫態振動值 )( 0taw 的計算是使用短的積分時

間τ來評估偶發衝擊的暫態振動其數學定義式如 Eq 4 所示其中 )(taw 為加

權後之瞬時加速度τ為動態平均(running average)之時間間隔t 為積分變

數t0 為觀測時間(time of observation)本計畫程式中之τ內訂為 1 sec

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21

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ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

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(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

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i

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3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

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⎞⎜⎝

⎛= sum

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(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

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61

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(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

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61

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6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

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= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

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員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

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21

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0

0

)(1)(⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡= int

minus

t

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ττ (Eq 4)

)(max 0taMTVV w= (Eq 5)

計算暫態振動值時使用者亦可以指數積分來取代 Eq 4 之線性積分選擇指

數積分式如 Eq 6 所示

21

020

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⎢⎢⎣

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t

ww dttttataττ

(Eq 6)

由經驗所得到的建議當 51gtwa

MTVV 時應同時考慮 rms及其他的評估

方法

6 六階加速度暴量(acceleration dose)為 ISO 2631-5 所增定評估脊椎振動暴量

之參數其定義式為

61

6⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

iikk AD (Eq 7)

其中 ikA 為第 i 個脊椎加速度響應之峰值(兩相鄰之過零點區間中之加速度峰

值)脊椎加速度響應如上節所述k = x y 或 zx y 方向之脊椎加速度響應

考慮正負向之峰值而 z 方向之脊椎加速度響應僅考慮正向(脊椎壓縮方

向)之峰值

34 振動參數之合併計算與報表輸出

經由批次分析處理之結果可透過報表產生程式可將結果輸出至 Excel 報表檔中

再由 Excel 以函數或巨集程式進行合併計算以下分別介紹各參數之合併計算方式

1 合併 xy與 z 方向加權 rms加速度計算總 wxa wya wza 及其向量和當

考慮人體健康時 xy與 z 方向之加權係數 kxkykz 分別採用 1414

與 1當考慮人體舒適則 kxkykz 係數皆採用 1

61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

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⎡ sdot=

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i

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Taa (Eq 9)

41

4

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3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

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⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

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(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

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⎡= sum

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n

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(Eq 14)

61

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6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

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⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

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其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

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61

21

222222 )( wzzwyywxxv akakaka ++= (Eq 8)

2 當振動暴露於多個時段下可以利用暴露能量加總平均的概念利用 Eq 9 或

Eq 10 計算暴露時程中的等量(平均)振動位準 wia 與 Ti 分別為 i 暴露時段

之 rms振動位準

21

2

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⎤⎢⎣

⎡ sdot=

sumsum

i

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Taa (Eq 9)

41

4

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ sdot=

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Taa (Eq 10)

3 當振動暴露於多個時段下VDV 之總振動暴(VDVtotal)量可由 Eq 11 來計算

41

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⎞⎜⎝

⎛= sum

iitotal VDVVDV

(Eq 11)

4 ISO 2631-5 建議採用 Eq 12 來計算日平均暴量 Dk其中 tm 為 Dk 之測量時

間td 為日暴露時間若暴露於多種不同時段與強度之衝擊日平均暴量 Dkd

可套用 Eq 13 來計算

61

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

m

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tDD

(Eq 12)

61

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djn

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tDD

(Eq 13)

5 根據生物力學模型與實驗資料顯示脊椎壓力與衝擊所造成之加速度峰值間

存在線性關係依據 ISO 2631-5 Annex A 所載脊椎之等量靜態壓力 Se 及日

等量靜態壓力 Sed 可分別由 Eq 14 或 Eq 15 計算求得採用的單位為 MPa

Eq 14 中之參數 mxmymz 分別為 00150035 與 0032 MPa(ms2)當 Sed

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

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⎡= sum

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n

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(Eq 14)

61

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6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

五南文化廣場 台中市中區中山路 6 號 電話04-22260330

國家書店松江門市 台北市松江路 209 號 1 樓 電話02-25180207

本書同時登載於本所網站之「出版中心」網址為

httpwwwioshgovtw 本所保留所有權利欲利用本書全部或部分內容者須徵求行政院勞工委

員會勞工安全衛生研究所同意或書面授權 【版權所有翻印必究】

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Page 63: 勞工安全設施規則振動暴露方法與ISO 2631 規範比較研究B3%F8%A7i%B0%CF/1235549284c...i 摘要 我國現行勞工安全衛生設施規則對於全身振動之規範係源自於ISO

62

低於 05 MPa 時衝擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 Sed 高於 08

MPa 時衝擊性振動對人體便有高危害機率

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkke DmS

(Eq 14)

61

6)( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= sum

=

n

zyxkkdked DmS (Eq 15)

6 ISO 2631-5 Annex A 建議結合 Sed每年暴露的天數 N暴露的年數 n重力

造成的脊椎靜態應力(static stress due to gravitational force)c暴露的起始年

齡 b以及腰椎在年齡(b+i)時所能承受之最大應力來計算風險因數 R

(Risk factor)推估衝擊性振動對人體健康所造成的危害程度ISO 2631-5

Annex A 建議之風險因數 R 計算公式如 Eq 16 所示當 R 值低於 08 時衝

擊性振動對人體造成危害之機率不大但當 R 高於 12 時衝擊性振動對人

體便有高危害機率

61

1

661

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minussdot

= sum=

n

i ui

ed

cSNSR (Eq 16)

其中 Sui = 675-0066(b+ i)

有關 ISO 2631-1 及 ISO 2631-5 所建議之各類參數詳細說明計算與運用方式

請參酌 ISO 文獻說明

63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

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63

勞工安全設施規則振動暴露方法與 ISO 2631 規範比較研究 著(編譯)者潘儀聰陳協慶 出版機關行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

221 台北縣汐止市橫科路 407 巷 99 號 電話02-26607600 httpwwwioshgovtw

出版年月中華民國 98 年 3 月 版(刷)次1 版 1 刷 定價100 元 展售處

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