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研究生:鄭詠尚
研究生(外文):Cheng, Yung-Shang
論文名稱:模糊區分法建立內河船舶穿越橋樑優先順序指標
論文名稱(外文):Fuzzy Distinguish Method for Bridge Crossing Priority Index of Ships in Inland River
指導教授:高聖龍高聖龍引用關係
指導教授(外文):Kao, Sheng-Long
口試委員:周建章張啟隱鄒明城蘇健民
口試委員(外文):Chou, Chien-ChangChang, Chi-YinTsou, Ming-ChengSu, Chien-Min
口試日期:2019-01-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:運輸科學系
學門:運輸服務學門
學類:運輸管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:航行優先順序內河船舶自動識別系統模糊理論地理資訊系統
外文關鍵詞:shipping priority orderinland riverAutomatic Identification System (AIS)fuzzy theoryMarine Geographic Information System (MGIS)
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內河航運隨著經濟發展,船舶密度與橋樑數目激增,致使內河中船對船及船對橋間之碰撞風險大幅增加,因此於內河中船舶航行行為備受重視。本研究為解決內河船舶穿越橋樑前後船舶之航行安全,提出船舶穿越橋樑優先順序指標,以船舶自動識別系統(Automatic Identification System, AIS)所提供之船舶動靜態資訊如船長、船寬、速度、艏向等資訊,以及依據橋樑區即時環境狀況如風速、流速、水深等數值為輸入,利用模糊理論中的模糊控制系統建立內河船舶穿越橋樑優先順序系統模型(Bridge Crossing Priority Model, BCPM),利用兩個輸入值解算單一輸出值的方式建立,這樣多層次化的系統模型能使指標更為客觀。為使輸出結果更加細膩,本研究檢定初始板模組的輸出值並且調整模型語意變數,修正為進階版模組,並藉由海洋地理資訊系統(Marine Geographic Information System, MGIS)模擬實況已驗證其可行性。過去並無學者將模糊區分法應用於內河船舶行為研究中,本研究貢獻為首篇透過真實船舶自動識別系統數據做為參數,並且利用模糊區分法建置內河船舶穿越橋樑優先順序指標(Bridge Crossing Priority Index, BCPI)之研究,本研究模型輸出值能提供未來內河船舶交通服務系統(Inland River Vessel Traffic Service, IRVTS)管制人員,在水上交通於橋區避讓順序時最佳安全決策,該指標不僅能促進內河交通流暢及航行安全,亦可降低船舶等待時間,同時降低船舶排放廢氣的污染,最後達到效率增加、碰撞減少以及降低空污之多面向考量指標。
Base on the numbers of ships density and bridge have been rapidly increased, therefore, the risks of collisions between the ship-to-ship and ship-to- bridge in the river have been increased substantially. The behavior of ships has been more important and become a new issue. For solving this inland river transportation issue, this study proposed the novel Fuzzy model which is called Bridge Crossing Priority Model (BCPM), the BCPM is combined with ship condition data includes length, width, speed and heading collected from Automatic Identification System (AIS) and environmental data obtained from local weather station as Fuzzy linguistic variables. There are two inputs with one output in every Fuzzy Logic Control (FLC) system of this model. In order to confirm the index can work successfully, this research adjusts the fuzzy linguistic language in the last FLC system of the model. This research applies Fuzzy Logic Control theory and spatial decision assessment by Marine Geographic Information System (MGIS). In the past, there were no scholars applied the fuzzy distinguish method into the study of ships behavior in the inland river. The contribution of the study is it the first research of applying the real AIS data as parameters, and using the fuzzy distinguish method to build the Bridge Crossing Priority Research on Index (BCPI). Finally, after considerate ships characteristics, and the hydrologic environment in the real-time around the bridge area, the study has proposed the novel BCPI for inland river vessels, which can provide the best decision support for Inland River Vessel Traffic Service (IRVTS) to enhance the inland river navigation safety. Therefore, BCPI will promote traffic circulation and reduce the waiting time for ships, and reduce the pollution of ships emissions.
摘要 ................................................................................................................... I
Abstract ............................................................................................................. II
目次 .................................................................................................................III
圖目次............................................................................................................... V
表目次............................................................................................................ VII
第一章 緒論 ................................................................................................... 1
1.1研究動機與目的 ...................................................................................... 1
1.2研究背景與限制 ...................................................................................... 2
1.3研究流程與架構 ...................................................................................... 5
第二章 文獻回顧 ........................................................................................... 7
2.1模糊邏輯理論 .......................................................................................... 7
2.2模型語意變數建置 .................................................................................. 8
2.3海洋地理資訊系統應用 .........................................................................10
第三章 研究方法 ..........................................................................................12
3.1模糊理論 ................................................................................................12
3.2程式語言應用 .........................................................................................13
3.3船舶自動識別系統 .................................................................................16
3.4地理資訊系統 .........................................................................................18
第四章 模型建置 ..........................................................................................21
4.1模型概述 ................................................................................................21
4.2模型程式語言設計 .................................................................................24
4.3模型語意變數 .........................................................................................27
4.3.1內河影響指標 ..................................................................................28
4.3.2環境衝擊指標 ..................................................................................31
4.3.3船舶迴轉能力指標 ...........................................................................34
4.3.4船舶狀況指標 ..................................................................................37
4.3.5船舶適航能力指標 ...........................................................................41
4.3.6船舶衝止能力指標 ...........................................................................44
4.3.7船舶穿越橋樑優先順序指標 ...........................................................47
4.3.8模型解模糊化 ..................................................................................55
第五章 情境模擬與分析 ...............................................................................59
5.1模型應用對象與流程 .............................................................................59
5.2模擬船舶資訊 .........................................................................................59
5.3模型解算值分析 .....................................................................................60
第六章 結論與建議 ......................................................................................64
6.1結論 ........................................................................................................64
6.2建議 ........................................................................................................64
參考文獻 ..........................................................................................................66
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長江航道局,http://www.cjienc.com/index.jsp 。
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