臺灣博碩士論文加值系統

近年郵輪觀光於亞洲興起，基隆港也隨此轉型為郵輪母港。然而在2019年底爆發影響全球的2019冠狀病毒疾病(COVID-19)，使此旅遊型態不如從前。不過疫情中臺灣能夠快速並適當地應對，使郵輪仍能於國內營運，基隆港亦為全球首座讓郵輪復航的港口。本研究預期未來疫情結束，郵輪全球旅遊型態將恢復往年盛況，基隆港須具備因應多艘郵輪靠泊的需求，有效率地使大型船舶進港停泊。
為了解郵輪進港情況，將船舶自動識別系統(Automatic Identification System, AIS)所提供的郵輪進港路徑資料匯入海洋地理資訊系統(Marine Geographic Information System, MGIS)使航跡可視化並進行分析。本研究以模糊控制系統建構郵輪進港優先順序模型，應用船舶動、靜態資訊，如：船長、船寬、船速、經度、緯度等，根據海氣象條件，如：風速及海況數值為輸入項目，模擬並分析2017年至2019年每年7月的郵輪進港數據，提供船舶交通管理系統與臺灣港務公司各郵輪於基隆港航行安全優先順序決策之建議，提高多艘郵輪靠泊航行安全係數，增加進港停泊效率。

The recent boom of cruise tourism in Asia has transformed the Port of Keelung into a cruise home port. At the end of 2019, the outbreak of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2, SARS-CoV-2, generally known as the pandemic, COVID-19, severely affected the world. However, Taiwan was able to respond rapidly and properly to the pandemic, so that tourists were still able to travel domestically in 2020. Keelung Port was also the first port in the world to allow cruise ships to start their operations. In the future, global cruise tourism is expected to resurge upon the end of the pandemic. Taiwan International Ports Corporation may have to meet the demand of cruise ships berthing in one day at the terminal, and efficiently let large ships dock in the port.
To understand the inbound environment for passenger ships and visualize their navigation route, this study analyzes the annual July cruise inbound data that are collected from 2017 to 2019 by Automatic Identification System to display the tracks of passenger ships in Marine Geographic Information System. Fuzzy control system is used to construct the model of inbound priority sequence of passenger ships by considering the inputs of ship dynamic and static information such as ship length, ship breadth, ship speed, longitude and latitude, and taking weather and environmental conditions into account including wind speed and sea state. The results offer effective decision-making processes in increasing the safety factor of multiple cruise ships to berth while improving the berthing efficiency in Keelung Port. This study contributes to present the port-ship traffic inbound scenarios and provide vessel traffic system and Taiwan International Ports Corporation with cruise safety strategies.

致謝 3
摘要 4
Abstract 5
目次 6
圖次 9
表次 11
第一章 緒論 13
1.1研究背景 13
1.2研究目的 14
1.3研究範圍與限制 16
1.4研究流程 16
第二章 文獻回顧 18
2.1郵輪旅遊相關文獻 18
2.1.1各國郵輪港口發展 18
2.1.2港口航行安全發展 19
2.2基隆港港區 20
2.3 智慧航運概述 26
2.3.1臺灣港口現況與港口智慧化推動情形 27
2.3.2歐洲智慧港口 30
2.4 AIS相關文獻及應用 30
2.5 GIS相關文獻 31
2.6 模糊理論相關研究 31
第三章 研究方法 33
3.1 船舶自動識別系統 (Automatic Identification System, AIS) 33
3.1.1全球AIS起源與發展 37
3.1.2國內AIS使用狀況和發展 38
3.1.3本研究之應用 38
3.2地理資訊系統(Geographic Information System, GIS) 39
3.2.1 地理資訊系統 39
3.2.2 海洋地理資訊系統(Marine Geographic Information System, MGIS)…………………………………………………………………………….48
3.2.3其他地理資訊應用 48
3.3模糊理論 49
3.3.1概述 49
3.3.2模糊集合 49
3.3.3隸屬函數(Membership Function, MF)及其對應數值 50
3.3.4模糊控制系統基本架構 52
3.3.5 建立模糊專家控制系統 55
3.3.6 MATLAB (Matrix Laboratory，矩陣實驗室)的模糊邏輯工具 55
第四章 模糊區設置 57
4.1船舶迴旋能力(Turning Ability, TA) 59
4.1.1船舶長度(Length, L) 59
4.1.2船舶寬度(Breadth, B) 63
4.1.3 迴旋能力模糊集與規則庫建立 65
4.2船舶衝止能力(Stopping Ability, SA) 68
4.2.1噸位(Tonnage, T) 69
4.2.2速度(Speed, S) 72
4.2.3衝止能力模糊集與規則庫建立 73
4.3船舶操縱能力(Ship Maneuverability, SM) 76
4.3.1兩變數之模糊集界定 76
4.3.2船舶操縱能力模糊集與規則庫建立 77
4.4距離影響力(Distance Influence Index, DII) 78
4.4.1離堤口中心距離(Distance to Center of Dike, D) 79
4.4.2 船舶操縱能力(Ship Maneuverability, SM) 82
4.4.3距離影響力模糊集與規則庫建立 82
4.5環境影響力(Environment Influence Index, EII) 85
4.5.1風 (Wind, W) 86
4.5.2海況(Sea State, SS) 90
4.5.3環境影響力模糊集與規則庫建立 93
4.6郵輪進港順序指標值(Cruise Inbound Sequence Index, CISI) 96
第五章 模擬結果與分析 100
5.1 船舶資訊篩選及彙整 100
5.2 模糊區分法應用於郵輪進港順序 103
第六章 結論與建議 111
參考文獻 112
附錄一 蒲福風級表 117
附錄二 模糊區分法計算表 119

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