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研究生: 黃子毓
Tzyy-Yun Huang
論文名稱: 應用演化式最小平方差支持向量機推論模式(ELSIM)推估橋梁興建成本-以新北市為例
Estimate Cost of Bridge Construction Using Evolutionary Least Squares Support Vector Machine Inference Model(ELSIM) - New Taipei City Case Study
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 楊智斌
none
廖國偉
none
吳育偉
none
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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 132
中文關鍵詞: 演化式最小平方差支持向量機(ELSIM)臺灣地區橋梁管理資訊系統橋梁興建成本
外文關鍵詞: ELSIM, Taiwan Bridge Management Systems, The Cost Of The Bridge Construction
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  • 台灣地形多變化,遍佈高山及河流,部分交通瓶頸路段需依賴橋梁連結,故橋梁對於整體國家經濟發展貢獻極大。惟橋梁新建費用十分龐大,佔地方政府預算極大比例,若能計算合理建造費用,可降低公務預算浪費,減輕政府財政負擔。
    目前交通部已針對國內興建完成之橋梁建置資料庫(臺灣地區橋樑管理資訊系統) 若能利用資料庫資料比對,整理有用資訊以計算每座橋梁之合理興建成本,藉此將資訊互通,則可有效降低各機關不必要之浪費。
    本研究收集新北市轄區橋樑基本資料作為興建成本影響因子,並應用統計軟體(SPSS)對影響因子分析,客觀挑選出影響橋梁興建成本因子,作為模型的輸入參數,透過過去案例與經驗學習,將資料庫案例應用演化式最小平方差支持向量機推論模式(ELSIM)做訓練,找出輸入(影響興建成本因子)與輸出(造價)關係,歸納出專家決策過程與分析邏輯。
    為驗證興建成本推估模式之準確性,本研究除以ELSIM模式測試外,另外並以其他人工智慧程式(SVM及ESIM)比較,最後確認ELSIM可獲得最佳的結果,並根據結果建立橋梁興建成本推估模式,建立一套「橋梁興建成本推估模式」,輔助決策者進行決策。


    Taiwan's terrain is varied by the mountains and rivers. Therefore, part of the traffic bottleneck sections need to rely on bridges and the contribution of bridges to national economic developments is big. However, the cost of building a new bridge is immense, takes up a large proportion of local government budget. If reasonably calculates construction costs, it can reduce the waste of public affairs budget and ease the financial burden..
    Ministry of Transport has established the database for completed bridges in Taiwan (Taiwan Bridge Management Information Systems). If uses data wisely, compare and organize useful information in order to calculate the reasonable cost for constructing bridges and exchange information, which can effectively reduce the unnecessary waste for all departments.
    This research collects Xinbei city bridge basic information as the construction cost factor, and applying statistical software (SPSS) for influencing factors, objectively pick out cost factor which affects bridge construction as the model input parameters, learning from the previous cases and experiences then train from Evolutionary Least Squares Support Vector Machine Inference Model (ELSIM) to identify the relationship of inputs (factors affecting construction costs) and output (cost), summed up the experts’ decision making process and the logic of analysis.
    In order to verify the accuracy of the construction cost estimation model, besides ELSIM model tests, this study also compares to other artificial intelligence programs (SVM and ESIM). ELSIM gets the best final confirmed result. According to the result, builds up the bridges construction cost prediction mode, to establish a "bridge construction cost estimation model", to support decision maker’s conduct.

    目錄 第1章 緒論1 1.1 研究動機1 1.2 研究目的3 1.3 研究範圍與限制4 1.4 研究方法與流程5 1.4.1 研究方法5 1.4.2 研究流程6 1.5 論文架構9 第2章 文獻回顧10 2.1 臺灣地區橋梁管理資訊系統10 2.1.1 臺灣地區橋梁管理資訊系統介紹10 2.1.2 橋梁基本資料12 2.1.3 橋梁基本資料欄位說明15 2.2 橋梁興建成本概估模組21 2.3 支持向量機SVM22 2.4 演化式支持向量機推論模式(ESIM)24 2.5 演化式最小平方差支持向量機(ELSIM)26 2.5.1 最小平方差支持向量機(LS-SVM)26 2.5.2 差分進化演算法(DE)28 2.5.3 演化式最小平方差支持向量機(ELSIM)30 2.5.4 ELSIM特性32 2.5.5 ELSIM限制33 2.6 模糊偏好關係(FPR)34 第3章 確立橋梁興建成本推估模式因子37 3.1 因子評估37 3.1.1 管理資料37 3.1.2 幾何資料38 3.1.3 結構資料39 3.2 定性因子量化41 3.2.1 FPR問卷調查42 3.3 造價修正47 3.4 篩選因子51 3.5 資料分群57 3.6 正規化58 第4章 橋梁興建成本推估模式建立與驗證59 4.1 ELSIM模組59 4.1.1 參數設定59 4.1.2 ELSIM架構60 4.1.3 模式最佳化策略64 4.2 誤差之衡量65 4.3 模式訓練與測試67 4.3.1 版橋測試結果67 4.3.2 梁式橋測試結果70 4.4 不同模組誤差率比較73 4.4.1 梁式橋73 4.4.2 版橋77 4.5 小結79 第5章 結論與建議80 5.1 結論80 5.2 建議81 參考文獻82 附錄A84 附錄B102 附錄C110

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