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系統識別號 U0026-1109201313484100
論文名稱(中文) 不確定下最佳化橋樑維護規畫
論文名稱(英文) Optimizing Bridge Maintenance Plan under Uncertainties
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生(中文) 陳哲文
研究生(英文) Che-Wen Chen
學號 N66971449
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 71頁
口試委員 指導教授-潘南飛
口試委員-曾仁杰
口試委員-鄭明淵
中文關鍵字 多目標最佳化  模糊規劃  解模糊化 
英文關鍵字 bridge deteriorate  multi-objective optimization  fuzzy programming 
學科別分類
中文摘要 台灣地形複雜,面積不大,高山密布,主要山脈分佈縱貫全台,為了跨越這些複雜的地形,建造了許多道路橋梁提供順暢的交通網路。而國內多數的公路橋梁,面臨損壞或劣化等問題,需藉由橋梁管理系統施以生命週期的維護管理,橋梁的維護規劃需在有限經費狀況下擬定最佳維護策略,使得構件能維持良好安全狀況,達到經費運用最有效率以及安全最高的目標。因此需計畫合適的橋樑維護策略,在有限或者最低的預算之下,維持橋梁狀況指標高於安全標準之上。
為求解更適當的維護策略,本研究應用Lai and Hwang (1992)提出之模式,求解多目標橋梁模糊最佳化維護策略模式,其多目標分別為「最小化維護總成本」、「最大化橋梁之狀況指標值」以及「最小化共同維護次數」,「最小化維護成本」目標式用於尋找花費最小且橋梁構件狀況值仍大於安全門檻之維護策略;「最大化狀況指標值」目標式用於尋找可保持橋梁構件遠高於安全門檻之維護策略,使得橋梁有最高的安全性;「最小化共同維護次數」用於尋找橋梁共同維護次數最小之維護策略,本研究將針對以上目標提出最佳化模式,並針對不同的目標組合進行模擬試算。
英文摘要 It is terrain in Taiwan, and there are many high mountains in the small island.In order to cross these complex terrain, there were many roads and bridges had been built to provide a smooth transport network.But the majority of domestic highway bridges, faced with issues such as damage or deterioration. They have to be taken care by the bridge management system life cycle maintenance.So we have make a good maintenance strategies that keeps bridge in good safety situation and using bridge maintenance budget effectively, and build effective bridge maintenance optimization model is the best way to solve the problem.
The research proposed a bridge fuzzy multi-objective optimization model,and it used the method of resolving angle ambiguity proposed by
Lai and Hwang (1992).Those objectives are “minimize rehabilitation cost in service period”, “maximize bridge condition index in service period” and “minimize concurrent maintenance times in service period”. The first objective “minimize rehabilitation cost in service period” used to find rehabilitation strategies combinations that costs minimize rehabilitation cost and keeps the bridge components index higher than safety level. The second objective “maximize bridge condition index in service period” used to find a rehabilitation strategies combinations that make bridge components in high safety situation.The third objective “minimize concurrent maintenance times in service period” used to find rehabilitation combinations that has less effective with users and minimize user cost.
論文目次 摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 1
1.3研究範圍與限制 2
1.4研究流程 3
1.5研究架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 生命週期導向橋梁維護規劃相關研究 5
2.2. 最佳化問題 7
2. 3 模糊理論 8
2.4 目標規劃法 9
2.4.1多目標規劃法 9
2.4.2多目標之妥協規劃法 11
2.4.3模糊多目標規劃法應用 13
2.4.4模糊多目標相關研究 16
第三章 研究方法 18
3.1. 橋梁目視檢測方法 18
3.2. 橋梁生命週期最佳化整數規劃模式 20
3.3. 模糊數學規劃 21
3.4. 多目標模糊數學規劃 22
3.5. 模糊求解法 23
3.5.1 求解模糊目標式之策略 24
3.5.2 求解模糊限制式之策略 24
3.6. 求解軟體 25
第四章 模型建立 26
4.1. 規劃階段單一構建維護最佳化模式 26
4.2. 規劃階段專案層級維護最佳化模式 34
4.3. 規劃階段路網層級維護最佳化模式 39
4.4. 預算限制下單一構建維護最佳化模式 42
4.5. 預算限制下專案層級維護最佳化模式 44
4.6. 預算限制下路網層級維護最佳化模式 47
第五章 案例分析 51
5.1 規劃階段單構件模式數據分析 53
5.1.1 規劃階段單構件之單目標維護最佳化模式 53
5.1.2 規劃階段單構件之雙目標最佳化規劃模式 54
5.1.3規劃階段單構件三目標規劃模式 55
5.2 執行階段單構件數據分析 56
5.2.1 執行階段單構件單目標數據分析結果 56
5.2.2 執行階段單構件雙目標數據分析結果 57
5.2.3 執行階段單構件三目標數據分析結果 58
5.3 規劃階段專案層級案例 59
5.3.1 規劃階段專案層級案例之單目標分析結果 59
5.3.2 規劃階段專案層級案例之雙目標分析結果 60
5.3.3 規劃階段專案層級案例之三目標分析結果 61
5.4 執行階段專案層級案例分析 62
5.4.1 執行階段專案層級案例之三目標分析結果 62
5.5 執行階段路網層級案例分析 63
5.5.1 執行階段路網層級案例之三目標分析結果 63
第六章 結論與建議 65
6.1 結論 65
6.2 研究建議 66
參考文獻 67
一、中文文獻 67
二、英文文獻 69
參考文獻 一、中文文獻
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二、英文文獻
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