中央大學土木工程學系學位論文
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本研究之目的在探討應用希爾伯特-黃轉換(HHT)和快速傅立葉轉換(FFT)法，偵測鋼結構建築受強地震作用造成損傷之敏感度分析。首先，分別建立皆為四跨之三層、五層及十層樓鋼結構有限元素模型，透過輸入四種不同類型之地震紀錄(日本311、集集921、El Centro與Kobe)，進行非線性動力歷時反應分析，再擷取樓層加速度訊號建立HHT及FFT頻率反應曲線。最後藉由比較各頻譜間之頻寬比(RB)，並結合桿件有效勁度比(RES)的變化，探討由HHT和FFT頻譜計算之RB指標對於偵測鋼結構模型地震損傷之敏感程度。 研究成果顯示： 1. 本研究建立之鋼結構模型皆出現一樓柱底先達降伏，進入非線性反應階段，造成斷面勁度折減及產生結構損傷。 2. 由三層、五層及十層樓模型利用HHT頻譜計算之RB指標分析結果得知，當一樓柱桿件之RES剩餘80%時，無論一樓或頂樓的RB即開始出現變化，並有隨RES持續折減而增大之趨勢，其中又以一樓處的RB變化量較為明顯。 3. 反觀經由FFT頻譜分析計算所得之RB，在RES=60%即結構受損嚴重狀態時，RB仍未產生變化。 4. 以HHT加速度反應頻譜為基礎之損傷指標RB，具有較採用FFT分析更為良好的偵測結構地震損傷敏感度。
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本研究主要目的為針對雪山隧道路段車輛偵測器資料發生遺漏時進行即時填補。填補方法有空間填補與時間填補兩大種類，因為在填補過程中不考慮本身歷史資料與鄰近偵測器歷史資料投入填補，所以是採用空間填補方式。當路段上有數組偵測器資料發生遺漏時，必須利用剩餘完整偵測器來當作投入填補的資源。透過鏈結串列的應用，將遺漏偵測器與完整偵測器區隔開，分別建立出資料遺漏偵測器串列與資料完整偵測器串列。最後對遺漏偵測器依序進行填補，其填補組合是利用完整偵測器依照投入組數的不同透過組合方法將所有填補組合計算得出。最後從這些填補組合中搜尋出各遺漏偵測器的最佳填補組合。 結果顯示，依照遺漏偵測器數量不同，其填補組合的數量也不同。但因為在4組以上偵測器投入填補的填補組合數量過多又填補績效以隨機方式假設，故4組以上的局部最佳填補組合的填補績效值皆為5%居多。接著再從這些局部最佳填補組合選擇最多組偵測器投入作為遺漏偵測器的最佳填補組合。
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近年來，全球氣候多變化，受氣候變遷因素影響，台灣地區飽受颱風洪水災害。每當夏季秋分，對流作用形成熱帶低氣壓，所生成的颱風引發許多洪水災害，造成重大的財物損失。因此，政府有必要提供適合台灣氣候環境的颱風洪水險，提供民眾承保，以促進全體國民身家財產安全。 本文研究重點將藉由有效的颱風洪水風險管理，將其可能造成的災害損失降至最低。本文內容將介紹現行颱風洪水保險制度，並根據洪水危害度分析及淹水損失分析，評估財務損失，並依造不同的風險區，衡量出適合各區之颱風洪水危險費率，藉此有效地降低颱風洪水所造成的災損。
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在全球經濟快速發展下，專案排程問題漸受重視。然隨專案規模的迅速成長，專案排程問題逐漸複雜化。過去的專案排程主要利用要徑法與計畫評核術進行專案作業排程，但近年來因環境資源匱乏，單憑考量時程的控管而未進一步考量有限的資源，將使決策缺乏整體最佳化分析。考慮有限的資源及資金的流動，資源限制下之專案排程、多重作業方式及資源限制下之專案排程以及具有折現現金流量之多重作業方式及資源限制下之專案排程等問題逐漸受人重視。但除資源及資金，為符合現實情況，應將作業工期時間的隨機性納入考量，因為過去專案排程的研究多以平均作業工期時間為依據以進行專案作業排程，此作法未考量實際作業工期時間的隨機性。當作業在實際施作時，若隨機作業工期時間擾動過大，將使原規劃的排程結果失去最佳性。因此，本研究針對多重作業方式及資源限制下最大淨利潤專案排程問題，考量現金流量時間價值及相關作業流程與資源限制，構建一隨機性作業工期時間之專案排程模式，協助決策者有效地進行規劃。本研究利用時序網路流動技巧及數學規劃方法構建一數學模式，以期望淨利潤最大化為目標。此模式為一含額外限制整數網路流動問題，可利用CPLEX數學規劃軟體求解。為測試本研究模式求解績效，本研究以國際測試題庫(PSPLIB)所提供之專案資訊，進行一範例研究，並針對不同參數進行敏感度分析與方案分析，測試結果良好，最後提出結論與建議。
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由於國內外文獻尚未利用基因規劃法(Genetic Programming，GP)預測高速公路旅行時間，且近年來國道高速公路局將電子收費系統(Electronic Toll Collection，ETC)所偵測之交通資料開放索取，又高速公路主要交通資料來自車輛偵測器(Vehicle detector，VD)，故本研究期望透過車輛偵測器(VD)及電子收費(ETC)所偵測之交通資料，利用基因規劃法預測高速公路旅行時間，提供精準之旅行時間預測，以作為用路人路徑選擇或是出發時間決策判斷之依據。 本研究研究範圍為國道三號樹林收費站至龍潭收費站，以此範圍之車輛偵測器資料及電子收費資料加以分析，透過偵測器資料、電子收費資料與基因規劃法，建立高速公路旅行時間預測模式，故本研究主要目的為處理車輛偵測器資料以作為輸入資料、篩選研究範圍之電子收費資料進而求得電子收費旅行時間、車輛偵測器資料與電子收費資料之整合、以輸入變數和輸入偵測器之方式利用基因規劃法建立旅行時間預測模式、以電子收費之旅行時間資料驗證旅行時間預測模式。最後，將基因規劃法之預測績效與國內外文獻績效進行比較。 結果顯示，利用基因規劃法預測高速公路旅行時間可獲得優良之預測績效，其平均績效介於4.87%~10.04%之間，而且與國內外旅行時間文獻之績效相當。綜合輸入變數預測而言，以速度預測之績效最佳，其次為流量&速度，而流量&占有率績效最差。其中利用VD間隔取之速度資料，可獲得最佳預測績效，平均MAPE值為4.87%。綜合輸入VD預測而言，利用VD隨機選取資料預測可獲得最佳績效，而VD全取與VD間隔取並列第二。其中利用速度之VD隨機選取資料，可獲得最佳預測績效，平均MAPE值為4.98%。
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專案是一個有生命週期概念的管理活動。專案業者為因應全球化競爭環境，需更有效的專案管理技術執行其管理活動，以追求最大利潤，進而極大化股東的財富。然而，隨著專案規模擴大，資源限制增加，專案排程問題牽涉的相關因素逐漸複雜。有鑑於此，過去文獻考量資源限制、不同作業方式及淨現值等因素，建立決策模式並分別依不同假設發展求解演算法，然而，過去文獻所發展的啟發解法所求得的結果大多為近似解，難以確定其為最佳解或與最佳解之誤差。最近有研究應用網路流動技巧，在考量現金流量時間價值及相關作業流程與資源限制下，有效地求解出最大淨現值下之最佳化專案排程，改善過去文獻所求之解僅為近似解的缺點。然而，該研究僅針對客戶端於作業完成時付款(payments at activities’ completion times, PAC)方式，實務上可應用範圍較小。 因此，本研究針對(1)相同間隔時間付款(Payments at Equal Time Intervals, ETI)、(2)按進度付款( Progress Payments, PP) 、(3)全額付款(Lump-Sum Payment, LSP)等不同客戶端付款方式之最大淨現值專案排程問題，考量現金流量時間價值及相關作業流程與資源限制下，利用數學規劃方法及時序網路流動技巧，分別構建各種數學規劃模式，以幫助決策者面對不同的付款方式下有效地規劃專案作業排程。此等模式為一含額外限制整數網路流動問題，本研究以最佳化軟體(CPLEX)求解。為測試本研究模式的實用求解績效，本研究以國際測試題庫(PSPLIB)所提供的專案資訊，進行範例研究，測試結果良好，顯示出本研究之不同付款模式可提供給學術及實務業者做為參考。
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近年來，由於台灣都市的人口密集、交通機能多元且集中等所衍生出短途、多目的旅次型態。受世界性環保議題與樂活概念之影響，各國政府與民間團體開始積極地鼓勵民眾加入節能減碳的行列，除了使用大眾運輸工具外，亦提倡使用自行車等綠色運具，以改善因汽機車使用造成之廢棄排放量與污染問題。遺憾的是，各縣市政府雖大力推行自行車作為通學、通勤之運具，對於自行車道路網建置卻無一完善、安全且連續性之自行車道路網，以致於自行車之使用率不如預期。 本研究以初期通勤型自行車道規劃者之立場，考量實際營運時需求量固定，整合各區域之旅行時間、安全性等相關額外限制，發展一具方向性之自行車道網路模式，用以協助政府與決策者有效地規劃初期通勤型自行車道路網。在模式求解部分，為有效求解實務之大型問題，本研究針對此模式以C++ 程式語言結合CPLEX發展一拉氏鬆弛演算法進行求解。為評估模式及演算法之績效，本研究參考台北市實務資料，隨機產生若干不同模式之測試範例，進行模式及啟發式解法的測試與方案分析，測試結果良好，最後提出本研究之結論與建議。
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台灣地區機車總量不斷攀升，相對廢氣排放量亦日漸增加，適逢國內對於交通號誌紅燈倒數計時器逐步推廣建置之同時，基於全球暖化議題，交通環境政策之制定實應進一步探討生活科技對於降低環境傷害，提供更舒適、更為永續之環境給予下一代。 本研究以到達時間分配積分方式應用於機車隨機到達情況下紅燈怠速熄火效果之研究，透過實際路口調查，路口資料分析，對機車到達時間分配配適，配適結果晨峰時段為韋伯分配加上常態分配；離峰時段與昏峰時段皆為韋伯分配。並以到達時間分配推導熄火公式計算現況下實際熄火時間。 將實際熄火時間結合Cox等比例危險模式，發現解釋變數中「節能減碳」、「油價上漲」、「依從熄火意願」、「立法規範熄火意願」、「教育程度」等5個解釋變數確實會影響機車騎士紅燈怠速熄火意願，並透過存活函數相對風險概念及判斷中位存活時間，可以觀察出解釋變數改變帶來的熄火時間增加效益，將增加的效益與實際熄火時間結合推估出可預期的熄火時間。將熄火時間轉為溫室氣體CO2 、CH4、N2O排放量，評估節能減碳效益。
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近年來道路不平整對用路人來講是一個很大的問題，平坦的路面及安全舒適的行駛環境，一直是市民的期望，地方政府為了給用路人提供一個路面平整及行車舒適的環境，而提出了「路平專案」(road-smoothing project)來解決路面不平整的問題，而坑洞又是對用路人影響最大的一項損壞類別，也是最須解決的問題。 本研究就是利用台北市路平專案道路損壞資料中的坑洞(Potholes)資料來分析鋪面(pavement )的「存活時間」，並利用存活分析理論中之Cox等比例危險模式(Cox proportional hazard model)應用於鋪面(pavement )影響因素分析之研究，影響因素分為天候、管制、交通、路面四個面向，透過影響因素的資料整理、模式構建、參數校估及模式配適檢定來找出顯著的影響因素，再透過存活函數的相對風險以及中位存活時間，來觀察解釋變數的改變可以帶來的實際效益，延長路面的使用時間。 結果顯示整體路段的存活函數顯示：75％的路段可存活超過125天，50%的路段可以存活超過316天，僅25%的路段可以存活超過691天。 Cox等比例危險模式應用於鋪面坑洞影響因素經過資料整理、模式構建、參數校估及模式配適檢定後發現，[雨量]、[溫度]、[降雨機率]、[每日日照時數]、[重車禁行]5個解釋變數對模式具有顯著性。
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加勁擋土結構在1980年代後期引進台灣，自此加勁材料及各式加勁結構蓬勃發展。台灣屬於地震頻繁地區，結構物設計須考慮地震作用下之安全性，若要將耐震性能設計觀念應用於土堤耐震設計，則有必要掌握土堤結構在不同等級地震作用下之變形性，以及影響其動態行為的相關參數。 本研究利用離心模型試驗研究加勁土堤動態反應，改變不同加勁材強度、加勁材長度及加勁間距，變化土堤坡度及高度，探討不同幾何條件與加勁材料配置下，在不同強度振動力作用下，加勁土堤加速度與變形性之差異。 研究結果顯示：(1)模擬現地4m高的加勁土堤試驗結果顯示土堤顯著頻率在10Hz左右，8m高的加勁土堤試驗中，土堤顯著頻率約在5.7Hz，改變加勁間距、加勁長度及土堤坡度對土堤顯著頻率影響不大。模擬現地12m高加勁土堤的試驗顯著頻率為4.5Hz，顯示加勁土堤顯著頻率與高度有明確的相關性。(2)少數1Hz振動事件中的加速度變化會呈現縮小反應，縮小反應與土堤大量變形有關。(3)8m高的加勁土堤試驗中，加勁材強度112kN/m及62.5kN/m的試驗結果顯示加勁土堤耐震性能均十分良好。(4)由8m高加勁土堤內部斷裂破壞連線可知，斷裂位置與坡面水平距離最遠的加勁材大多位於土堤頂部，破壞面類似圓弧破壞。(5)由試驗後破壞土堤回收的加勁材可知，土堤底部往上約0.2~.03H的加勁材伸長量最大。