第二章 颱風與船舶動態特性分析
2.3 輸入資料之設定與修正
本計畫依花蓮港記錄的船舶動態資料，將模式學習目標 ISE 設定 共分1-4 級，考慮記錄資料當時發佈船隻出港警訊 ISE 3 後，颱風持續 接近後並無發佈提高 ISE 等級的警訊，因此，當颱風直撲或氣象局對 花蓮港區域發佈颱風陸上警報時，將修正 ISE 3 提升至 ISE 4。由 95 年度之颱風影響船舶動態參數颱風動態參數為颱風路徑、颱風所處經 緯度、颱風規模、颱風風速及颱風中心與花蓮港之方位角等皆屬於連 續的函數，相對應顯示的ISE 預報的 4 個等級屬於步階函數。
因此，學習及預測的過程不容易提高準確度，考慮颱風事件與距 離由直接的關係且距離的尺度較大的條件下，將步階函數性質的資料 (ISE)除以距離的對數進行修正，使步階函數轉換成為接近連續的函數 的性質呈現，以提高類神經網路學習的能力並降低誤差。經過95 年度 之研究結果與相關資料綜合分析，原始模式經修正後，選用颱風與花 蓮港距離(D)、颱風最大風速(Vmax)、颱風中心至花蓮港之角度(θ1)、颱 風行進方位角(θ2)、風場能量 En(Vmax/Log(D))與中央氣象局發佈之海、
陸上警報(WI,Waring Index)等六個影響船隻動態的颱風因子建立颱風 與ISE 間的關係，其相關因子之示意圖如圖 2.4 所示。其中，海上颱風 警報定義為：颱風七級暴風圈二十四小時後進入臺灣或金門、馬祖海 岸線一百公里以內海域時發布，之後每三小時發報一次，必要時得加 發之。海、陸上颱風警報定義為：預測颱風七級暴風圈十八小時後進 入臺灣或金門、馬祖陸上時發布，之後每一小時發報一次。必要時得 同時發布海上陸上颱風警報，不受上列條件所規範。解除颱風警報定 義為：當颱風的七級風暴風範圍離開臺灣或金門、馬袓陸地，但仍未 離一百公里近海時，改發海上颱風警報；當確定颱風離開一百公里近 海時，即發布解除警報。颱風轉向或消散時，得直接解除颱風警報。
圖2.4 影響船舶動態之颱風因子示意圖
本計畫以95 年度建構之船舶動態類神經網路架構為基礎，並將模 式修正方向歸納為以下三點：
1. 類神經網路船舶動態預報模式之輸入值將連結颱風預報中心颱風氣 象資料，預報資料來源包括：中央氣象局、JTWC 所發佈的颱風 48 小時預測颱風的路徑、規模及移動速度。於颱風可能侵襲花蓮港之
D θ1
θ2
前，由預測的颱風氣象資料推測未來48 小時船舶在港內受到颱風波 浪影響的相對行為，依船舶可能受影響的程度提供 1-4 級不同的警 告，以維護船舶及港區之安全，便於管理者提前因應颱風事件確實 掌握船隻狀況，隨時準備出港避風降低颱風對船隻的影響。
2. 建立不同類型及颱風路徑的獨立運算模式，依颱風侵台方式歸類進 行船舶動態預報。由 94、95 年度的研究結果並參考花蓮港務局對颱 風侵襲花蓮港七種路徑，經分析顯示不同種類路徑對花蓮港影響的 程度差異甚大。颱風在相似路徑與規模的條件下，每次颱風事件之 間的差異如路徑、位置與移動速度間複雜的關係對花蓮港內造成的 影響仍有不同。
3. 本計畫將參考花蓮港務局對颱風侵襲花蓮港七種路徑的歸類，以及 花蓮港紀錄之船舶動態資料進行分析與建立適當的模式，藉以充分 反應七種路徑、颱風運動行為與船舶動態間的關係。
考量颱風路徑及颱風停滯、加速、轉向等行為對颱風波浪的影響 時，就必須探討颱風過去時刻的行為。藉由連續時間的資料輸入，可 增加輸入參數間的關聯性，如連續時間的颱風的位置可取代颱風移動 速度。本計畫將上述修正方式對照95 年度之模式輸入值，修正颱風動 態參數，包括：
1. 本計畫初步依花蓮港務局對颱風侵襲花蓮港七種路徑，配合颱風、
船舶動態實測資料進行適當的調整。
2. 配合颱風影響的範圍，以直角座標經緯度表達的方式改為颱風中心 與花蓮港距離D 及颱風中心與花蓮港之方位角θ1等兩個參數，以 符合颱風位置與船舶動態的關係。
3. 颱風影響範圍 En，最大風速與距離比(Vmax/Log(D))，此參數的目的 在表達不同規模的颱風影響範圍，也可描述不同En值與 ISE 間的關 係。
4. 颱風最大風速 Vmax，則表示不同位置下颱風規模與ISE 的直接關係。
5. 颱風行進之方向角θ2，則是建立不同位置時颱風風向特性，藉以區 分颱風左右半圓與ISE 間的關係。
6. 海、陸上颱風警報 WI，則是配合氣象局發佈的預警系統建立與 ISE 的關係，其中WI 值在颱風生成時為 1，海上警報發佈時為 2，陸上 警報發佈時為3。
藉由上述參數之統計分析，進而可獲得定性上的颱風動態特性，
並同時考慮颱風運動軌跡對船舶動態的影響，並將颱風動態參數時間 序列資料對船舶動態進行關聯性分析。