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研究生: 徐瑞甫
Ruei-fu Syu
論文名稱: 橋梁耐震能力診斷模式之建立- 應用演化式支持向量機推論模式
Seismic Capacity of Bridge Diagnostic Model Using Evolutionary Support Vector Machines Inference Model(ESIM)
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 周瑞生
Jui-Sheng Chou
蔡明修
Ming-Hsiu Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 140
中文關鍵詞: 評估模式預測模式ESIM橋梁診斷橋梁耐震演化式支持向量機
外文關鍵詞: Bridge Seismic, Evolutionary Support Vector Machine Inference Mo, Assessment model
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  • 台灣地區多山及河流,公路系統中往往需藉助橋梁來跨越自然之阻礙,良好之公路運輸系統對於經濟發展之關係極大。目前台灣地區省道路上橋梁總數達數千多座,其中橋齡分佈由新建至最高者達八十幾年,隨橋梁老舊不同,採用之耐震設計規範不同,或隨橋梁服務後受環境影響而造成之劣化現象,均可能使部分橋梁因不符合現行部頒規範之耐震需求而導致破壞之情形。
    有鑑於地震災害造成橋梁損壞,導致交通癱瘓、人員傷亡等事件發生,因此需要評估橋梁於不同地震強度下的損壞狀況,降低災害發生機率。然而台灣橋樑眾多,若要對每座橋梁皆進行傳統結構分析(初步評估、細部分析),以求得Ay(降伏加速度)及Ac(完全損壞加速度),在運作上將會有時間及預算限制之困難。故本研究希望以人工智慧方式,應用案例學習機制,藉由現有案例初評因子(輸入)與細評Ay、Ac值(輸出)的映射關係,推論求得Ay、Ac。根據上述推論模式求得Ay與Ac值,預測地震時橋梁可能的損壞機率,提供橋梁管理人員做為參考。
    本研究依據公路總局「公路橋梁耐震能力評估及補強工程可行性研究」,採用其121座橋梁詳細評估參數資料,篩選出部分重要因子,針對台灣地區橋梁之管理維護,應用「演化式支持向量機推論模式」,訓練121筆案例資料,找出因子與橋梁耐震能力的關係,建立一套「橋梁耐震能力診斷模式」。


    Taiwan has many mountains and rivers, often requires the use of bridges to cross the natural obstruction, so bridges made a considerable contribution to national economic development.

    In view of the bridge for a common cause of earthquake damage, caused traffic standstill, casualties and incidents. Therefore need to assess the intensity of ground motion under a bridge in the state of damage and reduce the probability of disaster. Taiwan, however, many bridges, all bridges to each of the traditional structural analysis, operation time and budget constraints will be the difficulty.

    This study hopes to learning mechanisms of artificial intelligence applications, With the current case, to identify initial evaluation factor (input) and the fine assessment Yield acceleration(Ay)、Collapse acceleration (Ac) values (output) mapping to inference obtained Ay、 Ac.

    目錄 圖目錄 3 表目錄 4 1.1 研究動機 5 1.2 研究目的 6 1.3 研究範圍與限制 7 1.4 研究方法與流程 7 1.4.1研究內容 7 1.4.2研究流程 8 1.5 論文架構 10 第二章 文獻回顧 12 2.1 公路橋梁耐震能力評估及補強工程可行性研究 12 2.1.1橋梁背景與基本資料 12 2.1.2橋梁評估數量 14 2.1.3橋梁設計背景探討 15 2.1.4橋梁耐震能力細部評估方法 19 2.1.5未細評橋梁之耐震能力推估方式 25 2.2 演化式支持向量機推論模式 27 2.2.1支持向量機簡介 28 2.2.2基因演算法 35 2.2.3 快速混雜基因(fmGA)演算法 35 2.2.4 演化式支持向量機推論模式(Evolutionary Support Vector Machine Inference Model.ESIM) 40 2.2.5 ESIM特性與限制 41 2.2.6 ESIM應用 42 2.3 模糊偏好關係(FPR) 45 第三章 橋梁耐震能力診斷模式因子建立 48 3.1 因子評估 48 3.2 篩選因子 51 3.2.1 問卷設計 51 3.2.2 問卷填寫 53 3.2.3 橋梁簡易調查因子耐震能力問卷統計量計算 53 3.2.4 第一階段因子篩選 55 3.3 建立案例資料庫 56 3.3.1 FPR問卷調查 56 3.3.2 定性選項量化 60 3.3.3 正規化 60 3.4 建立模型因子 61 3.4.1 主成分分析法 61 3.4.2 相關係數分析法 71 3.4.3 類神經分析之多層感知法 72 3.4.4 因子確立 73 第四章 建立橋梁耐震能力診斷模式 75 4.1 模式參數設定 75 4.1.1 ESIM可行性分析 75 4.1.2 ESIM架構 76 4.1.3 ESIM模式參數設定 79 4.2 模式訓練與測試 79 4.3 影響因子敏感度分析 85 4.3.1 不同因子組合模式誤差率比較 85 4.3.2 橋梁耐震能力診斷模式建立 86 4.3.3 模式驗證 91 4.4 小結 92 第五章 結論與建議 93 5.1 結論 93 5.2 建議. 94 參考文獻 95 附錄A…………………………………………………………………………………97 附錄B………………………………………………………………………………..115 附錄C………………………………………………………………………………..122 附錄D………………………………………………………………………………..130

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