京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第24575号 / 工博第5081号 / 新制||工||1973(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科建築学専攻 / (主査)教授 大崎 純, 教授 池田 芳樹, 准教授 藤田 皓平 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Transport infrastructure projects, including tunneling, suffer from timedelays and cost overrun. A literature review shows that the effect ofuncertainty has been neglected in explaining time and cost overrunmeaning that technical explanations matter. Probabilistic estimations oftime and cost can be employed for dealing with uncertainty in transportinfrastructure projects.In this licentiate thesis, KTH’s probabilistic time and cost estimationmodel for tunneling projects (Isaksson and Stille, 2005, Rock Mech. RockEng., 38, 373-398) was improved. The improvements include breakingdown the production activities into their sub-activities, which form thebasis for assessing times (or costs) for tunnel construction. In addition, theexceptional time and the length of model’s geotechnical zones aredescribed as stochastic variables instead of deterministic values used in theoriginal model. Given its hierarchical structure, the model can be used fortime and cost estimation of all types of tunnels and all constructionmethods in various geological condition.The improved version of the model uses three types of input parametersthat are probabilities of occurrences of different geological condition andidentified undesirable events, production effort of sub-activities (i.e. timespent for performing the sub-activity per unit length of tunnel) andadditive delay time that is imposed as a result of occurrence of undesirableevents. The important issues in modeling the uncertainty in the productionefforts of sub-activities are also explained. / Transportinfrastrukturprojekt, inklusive tunnelbyggnad, lider ofta avförseningar och ökade kostnader. En litteraturgenomgång visar atteffekten av osäkerhet inte har beaktats när man försöker förklara orsakentill förseningar och kostnadsökningar, vilket betyder att osäkerheten omgeotekniska förhållanden mycket väl kan spela en stor roll. För att hanteradenna osäkerhet när man bedömer tid och kostnad för tunnelprojekt kansannolikhetsbaserade metoder användas.I denna licentiatuppsats förbättrades den sannolikhetsbaserade modellför tid och kostnadsskattning i tunnelprojekt som tidigare utvecklats påKTH (Isaksson och Stille, 2005, Rock Mech. Rock Eng., 38, 373-398). Denviktigaste förbättringen var att dela upp produktionsaktiviteterna idelaktiviteter, för vilka man sedan enklare kan bedöma tidsåtgång (ellerkostnader). Dessutom beskrivs exceptionella förseningar och längden påmodellens geotekniska zoner nu med stokastiska variabler istället för meddeterministiska värden. Modellen är flexibel nog att kunna användas förtids- och kostnadsskattning av alla typer av tunnelprojekt ochkonstruktionsmetoder i olika geologiska miljöer.Den förbättrade versionen av modellen använder tre typer avindataparametrar: sannolikheter för förekomster av olika geologiskatillstånd och identifierade oönskade händelser; produktionsinsats fördelaktiviteter (d.v.s. den tid som används för att utföra delaktiviteten permeter tunnel); samt försening som orsakas av oönskade händelser.Uppsatsen diskuterar även de viktigaste aspekterna vid modellering avosäkerheten i produktionsinsatsen för delaktiviteter. / <p>QC 20211102</p>

Dans le domaine automobile, bien qu’assez élaborées, les approches actuellement mises en œuvre pour analyser et prédire l’état vibro-acoustique d’un véhicule ne sont pas encore représentatives de la complexité réelle des systèmes mis en jeu. Entre autres limitations, les spécifications pour la conception restent essentiellement basées sur des cas de chargement extrêmes, utiles pour la tenue des structures mais non représentatifs de l’usage client pour les prestations vibro-acoustiques. Un objectif principal est ainsi de construire des modèles probabilistes aptes à prendre en compte les usages client et les conditions de fonctionnement réelles, en même temps que les incertitudes structurelles du véhicule comme les dispersions en fabrication. Ces modèles sont destinés à maîtriser un domaine s’étendant jusqu’aux moyennes fréquences. Pour ce faire, quatre étapes sont proposées : (1) une modélisation générique du système mécanique constitué par un véhicule, cohérente avec les réponses dynamiques dont la prédiction est souhaitée par les ingénieurs automobile ; (2) l’estimation de l’ensemble des efforts qui s’appliquent sur ce système, pour une large plage de conditions de fonctionnement véhicule ; (3) l’analyse et la modélisation de ces efforts considérés comme fonctions des conditions de fonctionnement; (4) l’étude de l’application des efforts modélisés à une structure dont les fonctions de transfert ont été calculées par une méthode d’élément finis stochastique non-paramétrique. La réponse ainsi obtenue est une image bien plus fidèle des conditions de fonctionnement du véhicule et de ses incertitudes structurelles. Pour ces étapes, des algorithmes bayésiens ad hoc sont développés et mis en œuvre sur une importante base de données issue de projets automobiles. Le cadre bayésien est particulièrement utile dans ce travail pour prendre en compte toute connaissance a priori, notamment celle des experts véhicule, et pour facilement propager l’incertitude entre les différents niveaux du modèle probabilisé. Enfin, les méthodes d’analyse choisies ici se révèlent intéressantes non seulement pour la réduction effective des données, mais aussi pour aider la compréhension physique et l’identification des phénomènes dynamiquement dominants. / In the automotive domain, although already quite elaborate, the current approaches to predict and analyse the vibro-acoustic behaviour of a vehicle are still far from the complexity of the real system. Among other limitations, design specifications are still essentially based on extreme loading conditions, useful when verifying the mechanical strength, but not representative of the actual vehicle usage, which is instead important when addressing the vibro-acoustic performance. As a consequence, one main aim here is to build a prediction model able to take into account the loading scenarios representative of the actual vehicle usage, as well as the car structural uncertainty (due, for instance, to production dispersion). The proposed model shall cover the low and mid-frequency domain. To this aim, four main steps are proposed in this work: (1) the definition of a model for a general vehicle system, pertinent to the vibro-acoustic responses of interest; (2) the estimation of the whole set of loads applied to this system in a large range of operating conditions; (3) the statistical analysis and modelling of these loads as a function of the vehicle operating conditions; (4) the analysis of the application of the modelled loads to non-parametric stochastic transfer functions, representative of the vehicle structural uncertainty. To achieve the previous steps, ad hoc Bayesian algorithms have been developed and applied to a large industrial database. The Bayesian framework is considered here particularly valuable since it allows taking into account prior knowledge, namely from automotive experts, and since it easily enables uncertainty propagation between the layers of the probabilistic model. Finally, this work shows that the proposed algorithms, more than simply yielding a model of the vibro-acoustic response of a vehicle, are also useful to gain deep insights on the dominant physical mechanisms at the origin of the response of interest.