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本研究蒐集交通部運輸研究所港灣技術研究中心提供的臺北港 實測波浪與風速資料,與 JMA RSMC-Tokyo Center 所提供的颱風資 料,並以颱風與目標點距離(D)、目標點的方位角(θ1)、颱風侵襲角 3)、目標點計算風速(V10)為輸入參數建立類神經颱風波浪推算模式 ANN-B、以颱風與目標點距離(D)、高斯函數轉換後方位角影響度 1)、高斯函數轉換後颱風侵襲角影響度(λ3)、目標點計算風速(V10)為 輸入參數建立類神經颱風波浪推算模式 ANN-M、以颱風與目標點距 離(D)、波高空間資訊參數(Ch)、利用回歸公式之修正風速(Vc)為輸入 參數建立類神經颱風波浪推算模式 ANN-V 以及利用颱風與目標點距 離(D)、波高空間資訊參數(Ch)、風速類神經網路推算風速(Vann)為輸 入參數建立類神經颱風波浪推算模式 ANN-P,並比較四者的差異。

ANN-B 推算驗證組之平均誤差指標 ΔHs,p為 0.82 米、Δtp為 14.83 小時、RMSE 為 0.77 米、R2為 0.47。ANN-M 推算驗證組之平均誤差 指標ΔHs,p為 0.57 米、Δtp為 14.00 小時、RMSE 為 0.57 米、R2為 0.56。

ANN-V 推算驗證組之平均誤差指標 ΔHs,p為 0.41 米、Δtp為 5.67 小時、

RMSE 為 0.50 米、R2為 0.57。ANN-P 推算驗證組之平均誤差指標 ΔHs,p

為 0.41 米、Δtp為 5.33 小時、RMSE 為 0.60 米、R2為 0.42。由 ANN-V 模式的推算結果較佳,但此模式模擬較差的情況,有以下幾點結論:

1. 颱風路徑屬於由太平洋側經臺灣東部往東北方向前進至日本,且 距目標點較遠的颱風推算結果較差。

2. 最大波高較大之颱風可供類神經學習之資料甚少,導致模式無法 對大波高的颱風進行學習與推算。

3. 當颱風由東往西直撲臺灣,穿越中央山脈時,類神經網路無法模

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擬颱風受地形影響,因此推算出的波高有誤差。

4. 當波高偏低時,最大波高發生時間便容易產生很大的誤差。

5. 有些颱風的波高訊號震盪較大,所建構的類神經網路無法有效學 習及推算出較理想的結果。

6. 5-1 節及 5-2 節所提出的空間資訊參數,因每個颱風的特性不同在 建立此參數的空間資訊圖時,無法將大部分的資訊包含在內。再 利用內插的方式求得此係數更是會造成此參數錯誤的計算,提供 類神經錯誤的資訊,造成錯誤的波高推算結果。

7. 由推算波高峰值的誤差分析可知,ANN-V 模式在推算最大波高與 實測最大波高誤差上的推算結果較佳。

6-2 建議

本研究利用波高空間資訊參數輸入類神經網路的輸入參數,使得 整體颱風推算結果提升,整體模式仍然有改善的空間。依目前研究的 成果提出改進及修正的建議,以利後續研究:

1. 臺北港的風速測量儀器為 10 米上空風速儀,風與浪之間的關係兩 者應更加強烈,若輸入參數中的風速能與實測風速資料越相近會 增加學習與推算效果。

2. 對於推算結果較差的颱風,我們必須重新檢視其是否適用於模式 的學習與推算,而這些颱風屬於特殊案例,或者本研究之輸入參 數無法用來描述這些特例颱風,在篩選使用的颱風以及選擇要輸 入的參數時,可能需要更仔細判斷。

3. 模式對於大波高颱風之推算結果有較大的誤差,由於臺北港之整 體颱風資料皆為波高較小之颱風,在學習上缺乏大波高之颱風資 料。若能獨立建立一組針對大波高颱風推算的類神經模式,對於

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規模較大、影響度較強之颱風會有較好的推算結果。

4. 建置風速類神經網路時並未驗證模式,因資料數太少,若未來可 以將其建置得更完整,可由颱風資訊推得接近實測風速資料的推 算風速數據,進而輸入波高類神經網路來增加學習及推算精度。

5. 建立波高空間資訊資料也是有限,本研究以內插方式輸入新的颱 風所在位置(經緯度)進而推得波高空間資訊參數,很容易因不同颱 風特性的狀況在內插工作時算出錯誤的值,提供類神經網路錯誤 的資訊。若能有更多資訊將波高空間資訊網格加密,可減低內插 工作時出現的誤差。

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