列車行經高架橋引致之土壤振動之類神經網路應用

Abstract

本研究目的在於建立一個能夠準確預測列車引致地表振動反應之類神經網路模型，只需利用列車、橋梁及土壤等幾個主要參數即可有效獲得地表各處之振動強度。首先建立列車行駛於高架橋梁所引致地表振動反應之分析模型與程序，並利用所建立之程序進行參數分析，進而探討列車引致地表振動之特性與主要影響參數。根據參數分析結果，建構出前饋式倒傳遞類神經網路，同時利用參數分析得到之訓練與測試數據集，進行曲線擬合，決定所需權重值及偏權值，最後比較網路預測值與測試數據集，以評估所建類神經網路之可靠性。 根據參數分析與類神經網路訓練結果，將影響地表振動反應之主要參數縮減為4個，即列車速度、列車車廂長度、橋梁跨距及土壤彈性係數，作為類神經網路輸入層元素，可大幅簡化類神經網路之複雜度，同時在訓練數據集有限的情況下，必須考慮網路之廣義化，避免網路過度配置問題。另外，由於列車與橋梁間會發生車-橋共振現象，在建立訓練數據集時須於共振速度附近加密計算及選取，使所建立之類神經網路能夠充分預測出車-橋共振發生時之地表振動反應。