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系統識別號 U0026-2808201216423200
論文名稱(中文) 橋梁非線性劣化下之維護規劃
論文名稱(英文) Maintenance Planning Concerning Non-linear Deteriorating Bridges
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 100
學期 2
出版年 101
研究生(中文) 林祐安
研究生(英文) Yo-An Lin
學號 n66994528
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 207頁
口試委員 口試委員-蔡錦松
口試委員-方一匡
口試委員-鄭明淵
指導教授-潘南飛
中文關鍵字 橋梁維護  模糊規劃  多目標最佳化 
英文關鍵字 Bridge maintenance  Fuzzy programming  Multi-objective optimization 
學科別分類
中文摘要 隨著橋梁邁入高齡化的時代,橋梁維護漸漸受到國內外的重視,由於對於橋梁維護預算多寡的拿捏,很難有一個準則,因此橋梁維護的預算往往和實際花費有相當大的落差。因此,在此篇論文的研究目的是提出一個可以預測橋梁維護策略的模式,在適當的時機妥善的將預算經費進行分配,並研擬最佳的維護策略,使其能發揮應有的機能,維持橋梁提供行車舒適與安全的正常功能。
在此篇論文裡以生命週期成本分析法來分析橋梁的維護費用,過去的文獻都是將橋梁的劣化率視為線性,以方便計算,而此篇論文將橋梁的劣化率以非線性式子來描述,運用模糊理論來分析橋梁劣化率和維護成本的不確定性,並且以權重法和模糊分等概念來求解模式中的模糊係數。最後運用最小值運算法則來幫助橋梁管理者於「提高狀況指標值」、「降低維護成本」和「降低用路人成本」之間擬訂出適當的維護策略。
在結果分析中顯示出不同隸屬程度下的劣化率,會造成不同的維護成本、橋梁狀況指標和用路人成本,並且可以經過「滿意度」的調整,達到橋梁管理者期望的結果。
因此,此篇論文所建立的模式,能夠提供橋梁管理者在不同的考量下,有一個維護策略可以做為參考。
英文摘要 With the bridges into the era of aging, bridges maintenance gradually is attention both at home and abroad. Because it is difficult to have a criterion for bridge maintenance budget, there is often a considerable difference between budget and actual spending.
Therefore, the purpose of this paper is to propose a predictable mode of bridge maintenance strategy in order to allocate budget funds properly at the appropriate time. In this mode the bridge managers can get the best maintenance strategy and it can play its proper functioning, so that to maintain the normal function of the bridge providing driving comfort and safety.
This paper use the life-cycle cost analysis to analyze the maintenance costs of bridges. In order to facilitate the calculation , literature of the past took the deterioration rate of the bridge as a linear, but this paper describes the bridge deterioration rate in a nonlinear equation because it is more conform to the actual situation. This paper uses fuzzy theory to analyze the bridge deterioration rate and the uncertainty of bridge maintenance costs. The paper also applies both weight method and fuzzy theory to analyze the uncertainty of bridge deterioration rate. Finally, this paper use the minimum operation to help bridge managers to find the appropriate maintenance strategy.
The results of this paper show that different membership levels of bridge deterioration rate will result in different maintenance costs, bridge condition indicators and user cost. And it can reach the results that bridge managers expect by adjusting the satisfaction.
Therefore, the mode established by this paper, provide bridge managers having a maintenance strategy can be reference in the different considerations.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VIII
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 研究流程 4
1.5 研究架構 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 橋梁維護規劃相關研究 6
2.1.1 維護管理方式定義 6
2.1.2 生命週期成本評估 7
2.1.3 橋梁生命週期成本分析法 8
2.1.4 小結 15
2.2模糊多目標規劃相關研究 17
2.2.1 多目標規劃 17
2.2.2 模糊多目標規劃 19
第三章 研究方法 22
3.1 橋梁目視檢測方法 22
3.2 橋梁生命週期導向之維護 25
3.2.1 生命週期成本分析分法 25
3.2.2 橋梁構件劣化預測方法 26
3.2.3 橋梁維護定義 31
3.2.4 用路人成本 33
3.3 模糊數學規劃 34
3.4 模糊求解法(Lai and Hwang,1992b) 35
3.5 模糊多目標規劃法 37
3.6 軟體求解 38
第四章 模糊多目標橋梁維護規劃模型 40
4.1 模式基本假設 40
4.2 維護作業說明 42
4.3 求解程序 43
4.4 模式一:單一構件模糊多目標維護模式之建立 44
4.5 模式二:預算限制下單一構件模糊多目標維護模式之建立 48
4.6 模式三:專案層級模糊多目標維護模式之建立 51
4.7 模式四:預算限制下專案層級模糊多目標維護模式之建立 56
4.8 模式五:路網層級模糊多目標維護模式之建立 60
4.9 模式六:預算限制下路網層級模糊多目標維護模式之建立 66
第五章 範例分析與探討 70
5.1 範例相關參數說明 70
5.2範例一:單一構件模糊多目標維護模式之建立 73
5.2.1 多目標求解 75
5.2.2 小結 91
5.3 範例二:預算限制下單一構件模糊多目標維護模式之建立 92
5.3.1 多目標求解 93
5.3.2 小結 104
5.4.1 多目標求解 107
5.4.2 小結 131
5.5.1 多目標求解 133
5.5.2 小結 149
5.6 範例五:路網層級模糊多目標維護模式之建立 150
5.6.1 多目標求解 153
5.6.2 小結 180
5.7.1 多目標求解 182
5.7.2 小結 200
第六章 結論與建議 201
6.1 結論 201
6.2 建議 202
參考文獻 203
一、中文文獻 203
二、英文文獻 205
參考文獻 一、中文文獻
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