دانشگاه آزاد اسلامی
واحد آیت ا…آملی
دانشکده فنی مهندسی
گروه مدیریت
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M. A.)
عنوان :
مکانیابی ایستگاههای کمک رسانی و تخصیص صحیح نیروی امداد برای واکنش در زمان زلزله در ایران
استاد راهنما :
دکتر امیر حسین آزادنیا
نگارنده :
علی صادق پورآذری
اسفند
1393
به نام خدا
دانشگاه آزاد اسلامی
آیت آملی
دانشکده فنی مهندسی
گروه مدیریت
رساله کارشناسی ارشد
عنوان : مکانیابی ایستگاههای کمک رسانی و تخصیص صحیح نیروی امداد برای واکنش در زمان زلزله در ایران
نگارش : علی صادق پورآذری
كميته ممتحنين:
استاد راهنما : دکتر امیر حسین آزادنیا امضاء :
استاد مدعو : دکتر سعید امام قلی زاده امضاء :
استاد مدعو : دکتر حمید رضا رضوی امضاء :
تاریخ :
30/10/93
تقدير و تشكر
منت خدای را عزوجل که طاعتش موجب قربت است و به شکر اندرش مزید نعمت. هر نفسی که فرو میرود ممد حیات است و چون برمیآید مفرح ذات. پس در هر نفسی دو نعمت موجود است و بر هر نعمتی شکری واجب. باران رحمت بینصیبش همه را رسیده و خوان نعمت بیدریغش همه جا کشیده.
اکنون که این پژوهش به انجام رسیده از باب حدیث “لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق”، بر خود لازم میدانم از زحمات بي دريغ استاد ارجمند و بزرگوارم جناب آقاي دكتر امیر حسین آزادنیا ، كه در به انجام رساندن اين تحقيق مرا راهنمايي و ارشاد نمودند صميمانه تشكروقدرداني كنم.
از جناب آقاي دكتر سعید امام قلی زاده و جناب آقاي دكتر حمید رضا رضوی كه زحمت داوري اين پايان نامه رابر عهده گرفتند نيز، كمال تشكر را دارم.
دانشگاه آزاد اسلامي
فرم شماره 18
واحد آيت ا…آملي
باسمهتعالي
تعهدنامه اصالت پايان نامه
اینجانب علی صادق پورآذری دانش آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته رشته مدیریت صنعتی که در تاريخ 21/11/93 ازپايان نامه خود تحت عنوان:
مکانیابی ایستگاههای کمک رسانی و تخصیص صحیح نیروی امداد برای واکنش در زمان زلزله در ایران
با کسب نمره 5/19 ودرجه دفاع نموده ام بدينوسيله متعهد مي شوم:
اين پايان نامه حاصل تحقيق وپژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده و در مواردي که از دستاوردهاي علمي وپژوهشي ديگران (اعم ازپايان نامه، کتاب، مقاله و…) استفاده نموده ام، مطابق ضوابط و رويه موجود، نام منبع مورد استفاده وساير مشخصات آن را درفهرست مربوطه ذکر و درج کرده ام.
اين پايان نامه قبلا براي دريافت هيچ مدرک تحصيلي (هم سطح، پايين تر يا بالاتر) درسايردانشگاه ها وموسسات آموزش عالي ارائه نشده است.
چنانچه بعد از فراغت ازتحصيل، قصد استفاده وهرگونه بهره برداري اعم ازچاپ کتاب، ثبت اختراع و… ازاين پايان نامه داشته باشم، ازحوزه معاونت پژوهشي واحد مجوز هاي مربوطه را اخذ نمايم.
چنانچه درهرمقطع زماني خلاف موارد فوق ثابت شود، عواقب ناشي از آن را مي پذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق ضوابط ومقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصيلي اينجانب هيچگونه ادعايي نخواهم داشت.
نام ونام خانوادگي: علی صادق پورآذری

تاريخ وامضاء: 30/10/93
فهرست مطالب
چکیده : ………………………………………………………………………………………………………………………………..1
فصل اول : كليات موضوع…………………………………………………………………………………..2
1-1مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………..3
1-2بیان مسئله.3
1-4 اهداف عمده ي تحقيق 8
1-5 سوالات اصلی تحقیق9
1-5-1 سوالات فرعی تحقیق9
1- 6 روند ارائه ي مطالب 9
فصل دوم : مروری بر ادبیات موضوع 11
2-1 مقدمه 12
2- 2 مروری بر مدلهای مکانیابی تحقیق13
2-3 مدل های ایستا 14
2-3-1 مدلهای ایستای قطعی15
2-3-2 مدلهای ایستای احتمالی16
2-4 مدلهای پویا 17
2-5 خطر زلزله در كشورهاي جهان سوم19
2-5-1 ايران و زلزله21
2-6 مروری بر روند امداد رسانی و تخصیص صحیح نیروی انسانی در هنگام زلزله 23
2-7 مروری برروند امداد رسانی در زلزله در ایران 26
2-7-1 فاز اول 26
2-7-2 فاز دوم 26
2-7-3 فاز سوم27
فصل سوم : روش تحقیق 28
3-1 مقدمه 29
3-1 اهمیت موضوع تحقیق30
3-2 روش انجام تحقيق30
3-2-1 حوزه تحقیق 30
3-2-2 تكنيك هاي جمع آوري داده هاي تحقيق 30
3-3 نحوه ی بررسی ادبیات موضوع 31
3- 4 شرح مسئله و مدل ریاضی برای مسئله مکانیابی ایستگاه های فوریت پزشکی 31
3-4-1 بيان مفاهيم و شرح مسئله31
3-4-2 پوشش دهی 31
3-4-3 سطح ادغام نقاط تقاضا31
3-4-4 بازآرايي32
3-4-5 سرعت تردد و فواصل32
3-4-6 وابستگي سرعت تردد آمبولانس ها به بازه زماني و منطقه جغرافيايي33
3-4-7 شرح مسئله33
3-4-8 مدل سازي رياضي مسئله34
3-4-9 فرضيات مدل34
3-4-10 تعريف علائم و پارامترها و متغيرهاي تصميم35
3-4-11 پارامترها 35
3-4-12 متغيرهاي تصميم38
3- 4-13 مدل رياضي مسئله38
3-4-14 لزوم پويايي مدل و حل هم زمان دو مسئله بازآرايي و تخصيص41
3-4-15 اعتبارسنجي و بررسي كيفيت نتايج حاصل از مدل42
3-4-16 پيچيدگي مدل44
3-5 شرح مسئله و مدل ریاضی برای مسئله تخصیص نیروی انسانی در زلزله 44
3-5-1 بیان مفاهیم و شرح مسئله 44
3-5-2 نواحي عملياتي شهر آسيب ديده45
3-5-3 پارامترها و توابع موثر در مدل45
3-5-4 افراد نجات يافته در طول يك دوره عمليات نجات46
3-5-5 نحوه محاسبه تابع تعداد نيروهاي نجات47
3-5-6 نحوه بدست آوردن تعداد نيروهاي نجات47
3-5-7 احتمال زنده ماندن افراد نجات يافته48
3-5-8 عوامل تاثیر گذار آب و هوا51
3-5-9 عوامل تاثیر گذار ساختمان 51
3-5-10 پیچیدگی مدل و مشکالات جمع آوری اطلاعات51
فصل چهارم : روش حل مسئله 53
4-1 مقدمه 54
4- 2 الگوریتم مورد استفاده در مکانیابی ایستگاه های امداد رسان 55
4-2-1 الگوریتم تبرید 55
4-2-2 برنامه سرد سازي56
4-2-3 درجه حرارت آغازين56
4-2-4 دماي پاياني57
4-2-5 كاهش دما57
4-2-6 تعداد تكرار در هر دما57
4-3 شرح كلي رو ش حل ابتكاري58
4-4 مرحله ي اول: توزيع آمبولانس ها و تخصيص بيماران در هر دوره60
4-4-1 الگوريتم( SA1 ) Simulated Annealing 60
4-4-2 الگوریتم( SA2 ) ) Simulated Annealing63
4-5 مرحله دوم: بازآرايي آمبولانس ها66
4- 6 الگوریتم مورد استفاده در مکانیابی ایستگاه های امداد رسان 67
4-6-1 نحوه محاسبه تعداد افراد نيازمند كمك71
4-6-2 نحوه محاسبه نيروهاي دردسترس شهر آسيب ديده 71
4-6-3 نحوه بدست آوردن نفر-ساعت كار مورد نياز72
4-6-4 نحوه بهبود سيستم نجات72
4- 7 یادآوری مدل ریاضی و الگوریتم های مورد استفاده73
4-7-1 الگوریتم شناسایی شهرهای امدادرسان74
4-7-2 تخصیص نیروهای نجات به شهرهای مدل76
فصل پنجم : نتایج و تجزیه تحلیل محاسباتی 84
5-1 مقدمه.. 85
5- 2 نحوه به کارگیری نرم افزار به کار رفته در مسئله مکانیابی 85
5-3 طراحی مثالهای آزمایشی86
5-4 تعيين پارامترها در الگوريتم هاي شبيه سازي تبريد ارائه شده87
5-5 انجام آزمايشات و تحليل نتايج89
5-6 بررسي كارايي الگوريتم هاي فراابتكاري پيشنهادي92
5- 7 آزمون نمونه مدل در مسئله تخصیص صحیح نیروی انسانی در زلزله93
فصل ششم: جمع بندی و پیشنهادات برای تحقیقات آتی99
6-1 مقدمه 100
6- 2 جمع بندی تحقیق 100
6-3 نتیجه گیری101
6-4 پیشنهادات برای تحقیقات آتی102
مراجع 104
پیوستها110
فهرست شکلها
شکل 2-1 دسته بندی مدل های موجود مکانیابی مراکز خدمات فوریتهای پزشکی 13
شکل 2-2 جمعیت شهری مورد تهدید زلزله در جهان 19
شکل 2-3 سهم هزينه هاي جهان كه صرف تحقيقات مهندسي در زلزله مي شود 20
شکل 2-4 متوسط تعداد تلفات به ازای زلزله های مرگبار 20
شکل 2-5 نقش زلزله های بزرگ 21
شکل 3-2 نرخ واقعي و تخميني نجات يافتگان با توجه به نوع ساختمان 48
شکل 3-3 نمودار درصد تجمعي افراد نجات يافته (زنده)در برابر زمان 49
شکل 3-4 احتمال زنده ماندن افراد خارج شده از زیرآوار در برابر زمان 49
شکل 4-1 فلوچارت الگوریتم ابتکاری ارائه شده 59
شکل 4-2 فلوچارت الگوريتم 1SA 61
شکل 4-3 فلوچارت الگوريتم2SA64
شکل 4-4 افراد فعال در شهر آسیب دیده 68
شکل 4-5 افراد نجات یافته برحسب زمان68
شکل 4-6 افراد نجات یافته از زیر آوار و افراد نجات یافته در برابر زمان69
شکل 4-7 افراد نجات یافته برحسب زمان70
شکل 4-8 افراد خارج شده از زیر آور و افراد نجات یافته در برابر زمان70
شکل 5-1 روند جواب های الگوریتم های فراابتکاری برای مسئله شماره 6 91
شکل 5-2 روند جواب های الگوریتم های فراابتکاری برای مسئله شماره 992
شکل 5-3 روند جواب های الگوریتم های فرا ابتکاری برای مسئله شماره 1693
شکل 5-4 گزارش مربوط به حل مدل دقيق توسط نرم افزار لینگو94
فهرست جداول
جدول 2-1 تعداد زلزله های بزرگ در هر کشور با توجه به جدول آماری22
جدول 3-2 تلفات مربوط به زلزله در هر كشور22
جدول 3-1 نتایج در نظر گرفتن هم زمان مسائل بازآرایی و تخصیص42
جدول 3-2 بررسی کیفیت جوابهای حاصل از مدل43
جدول 4-1 نمونه اي از ايجاد جواب ابتدايي براي تخصيص آمبولانسها به مراكز62
جدول 4-2 ترتيب تصادفي از 10 نقطه ي تقاضا63
جدول 4-3 زمان رسیدن و تعدا نیروهای امدادمربوط به شهرهای امداد رسان69
جدول 5-1 مقادير بررسي شده براي انتخاب مقادير مناسب پارامترها87
جدول 5-2 مقادير انتخاب شده براي پارامترها88
جدول 5-3 مقايسه ي نتايج روش حل دقيق و الگوريتم ابتكاري ارائه شده 90
جدول 5-4 اطلاعات مربوط به شهر مثال93
جدول 5-6 زمان لازم براي شروع به كار شهرها در شهر ديگر94
جدول 5-7 حل بدست آمده توسط حل مدل دقيق توسط نرم افزا لینگو 95
جدول 5-8 زمان اتمام عمليات در شهرها با توجه به حل مدل توسط95
جدول 5-9 حل بدست آمده از حل مدل خطي توسط نرم افزار لینگو96
جدول 5-10 مقايسه حل مدل دقيق و حل مدل خطي توسط نرم افزار لینگو96
جدول 5-11 زمان اتمام عمليات در شهرها 97
جدول 5- 12 حل بدست آمده از حل مدل خطي با توجه به برش در مرحله 198

چکیده
بررسی های اخیر بیانگر ان است که زلزله نسبت به سایر بلاهای طبیعی منجر به تلفات بیشتری میگردد زلزله هزینه ایی بیش از سه ترلیون دلار و تلفاتی بیش از دو ملیون نفر را از سال 1950 تا کنون منجر شده است.این پژوهش با توجه به وضعیت بحرانی کشور ايران که در محل تقاطع سه صفحه تکتونيک در امتداد گسلهاي آلپ – هيماليا قرار دارد که در نتيجه در بين کشورهاي منطقه از بيشترين آمار وقوع زلزله برخور دار است صورت پذیرفته تا کمکی به این وضعیت بحرانی کشور صورت پذیرد و در این پژوهش دو مورد اصلی مورد بررسی قرار میگیرد الف ) نحوه مکانیابی صحیح ایستگاه های امداد و نجات با هدف حداکثر رساندن پوشش تقاضا و کاهش زمان امداد و نجات قبا از زلزله و از انجا که وقوع زلزله با توجه به پیشینه کشور و واقع شدن کشور ایران در محل تقاطع چندین گسل امری حنمی به نظر میرسد اقدام بعد از زلزله یعنی موضوع دوم ب ) تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات با هدف به حداکثر رساندن نجات نیروی های آسیب دیده و کاهش تلفات و خسارات وارده بر اثر زلزله را مورد بررسی و ارزیابی قرار میدهد . مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي با رسيدگي به موقع به بيماران باعث كاهش مرگ و مير و زيان هاي جبران ناپذير ناشي از جراحات و صدمات مي شوند، از آنجا كه در اينگونه مسائل هدف نجات جان انسان هاست، پيشنهادها و راهكارهايي كه قادر به بهبود عملكرد اين مراكز باشند بسيار مورد استقبال واقع مي شوند. يكي از مهم ترين پارامترها در ارائه ي با كيفيت خدمات فوريت هاي پزشكي، زمان ارائه ي اين خدمات است. محل استقرار اين مراكز نقش اساسي در كاهش زمان پاسخ به تقاضا دارد و از این رو، مكان يابي اين مراكز در سطح شهرها به خصوص شهرهاي بزرگ و پرجمعيت در هنگام وقوع زلزله از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. مديران اينگونه مراكز عمدتاً با چهار دسته از مشكلات روبه رو هستند:
مكان يابي مراكز خدمات فوريت هاي پزشكی 2-تخصيص تقاضاي موجود براي خدمات فوريت هاي پزشكي بين مراكز و بيمارستان هاي مختلف 3- بازآرايي آمبولانس ها در اين مراكز 4- تخصیص نیروهای امداد و نجات پس از وقوع زلزله با هدف کاهش تلفات و خسارات وارده.
در اين تحقيق به منظور پاسخ به سوالات مطرح شده، برای هر یک از مسایل مورد بررسی این پژوهش (جانمایی و مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات ، تخصیص صحیح نیروی انسانی) يك مدل رياضي به صورت مجزا ارائه شده است، كه با درنظرگرفتن شرايط پويا براي مسئله، در افق برنامه ريزي موردنظر اقدام به يافتن بهترين مكانها براي استقرار اين مراكز، تعداد آمبولانس هاي موجود در هر مركز، بازآرايی بهينه در بازه هاي زماني و بهترين نحوه تخصيص ظرفيت مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي و بيمارستان ها به تقاضاهاي موجود ، و به دنبال ارائه روشی جهت تخصیص صحیح نیرو های امداد و نجات برای کاهش تلفات نیروی انسانی و کاهش خسارات وارده بر اثر وقوع زلزله می باشد که به دليل درجه ي بالاي پيچيدگي مسئله و نياز به حافظه و زمان بالا براي يافتن پاسخ ها، در خصوص هر یک از مسئله های قید شده به صورت مجزا از یک مدل استفاده میشود ، در مسئله مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات يك الگوريتم ابتكاري تركيبي كه در آن از دو الگوريتم فراابتكاري شبيه سازي تبريد استفاده شده است، به منظور حل مسئله پيشنهاد شده است. سپس تعدادي آزمايش با استفاده از اين الگوريتم انجام می شود و نرم افزار گمز1 مورد استفاده قرار گرفت و در مسئله تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات در هنگام زلزله از الگوریتم های پیشنهاد می گردد، و نرم افزار لینگو2 برای حل مسائل و مثالهای ارائه شده برای تخصیص صحیح نیروی انسانی به منظور حل مسئله پيشنهاد شده است. سپس تعدادي آزمايش با استفاده از الگوريتم های پیشنهادی انجام میگردد .
کلمات کلیدی : مکانیابی ، بازآرایی ، تخصیص نیروی انسانی ، خدمات فوریت پزشکی ، شبیه سازی تبرید
فصل اول
كليات موضوع
1-1 مقدمه
زلزله در اثر حركت در پوسته زمين رخ میدهد، زلزله ها عمدتا در نزديكي خطوط گسل رخ مي دهند. بررسيهاي اخير بيانگر آن است كه زلزله نسبت به ساير بلاهاي طبيعي منجر به تلفات بيشتري مي گردد. زلزله هزينه اي بيش از سه ترليون دلار و تلفاتي بيش از دو ميليون نفر را از سال ۱۹۵۰ تا كنون موجب شده است [3] آگاهي از چگونگي اندازه گیری زلزله ها مفيد مي باشد، اما دانستن زمان و مكان رخداد زلزله براي ایجاد و توسعه يك الگوريتم جهت مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات و تخصیص بهینه نیروهای امداد رسان جهت امدادرساني بهينه، حياتي می باشد. متاسفانه دانشمندان هنوز موفق به توسعه ابزار پيش بيني زلزله كه قابل اطمينان باشد، نشده اند، با اين وجود، شيوه اي براي تعيين احتمال رخداد زلزله در يك منطقه معين ارائه شده است که به رابطه بين منطقه جغرافيايي و زلزله به نقشه خطر زلزله3معروف است .
برنامه ارزيابي خطر زلزله جهاني4در سال 1992توسط برنامه بین المللی قسمت سخت زمین5 با هدف تعیین خطر زلزله برای همه مناطق زمین راه اندازی شد. [3] با استفاده از شيوه هاي مهندسي زلزله، متخصصين هر كشور يك نقشه خطر نسبي زلزله را براي هركشور توسعه داده اند.اين نقشه ها به ملتها اجازه مي دهد تا سطح آسيب پذير بودن خود در مقابل زلزله را بسنجند و با استفاده از آن مکانیابی احتمالی مناسبی جهت استقرار مراکز خدمات فوریتهای پزشکی در هنگام وقوع زلزله و تخصیص بهینه نیروهای امداد و نجات و سيستمهاي امدادرساني مناسبي را طراحي كنند.
1-2 بیان مسئله
بررسيهاي اخير بيانگر آن است كه زلزله نسبت به ساير بلاهاي طبيعي منجر به تلفات بیشتری می گردد. زلزله هزينه اي بيش از سه ترليون دلار و تلفاتي بيش از دو ميليون نفر را از سال ۱۹۵۰ تا كنون موجب شده است[3] برخي از زلزله ها به اندازه اي قدرتمند هستند كه ميتوانند باعث فروريختن ساختمانهاي بزرگ و زير آوار ماندن و در بسيار از موارد صدمه ديدگي و مرگ ساكنين گردند با كمك امدادرسانان آموزش ديده مانند نيروي ارتش، مامورين آتشنشاني، و مامورين پليس، مي توان افراد زير آوار را نجات داد. هر كشوري بايد شيوه اي موثر براي سازماندهي و اعزام امدادرسانان به محلهاي مناسب داشته باشد. برخي كشورها مانند چين و ژاپن، داراي مدلهاي امدادرساني پيشرفت هاي هستند. همچنين در اين كشورها، كليه ارگانها دولتي در راستاي بهبود هر چه بيشتر عمليات امداد، بسيج می گردند . با اين وجود، بسياري از ملتها هنوز فاقد مدلهاي امدادرساني قابل قبول مي باشند. چنين امري بسيار ، مصيبت بار است. در ۱۷ آگوست سال ۱۹۹۹ ، زلزله اي به اندازه 2/ 7در مقیاس ریشتر قسمتی از ترکیه را لرزاند ، در اثر فقدان مدل امدادرساني موثر، ۲۰۰۰۰ نفر جان خود را از دست دادند. براي مقايسه مي توان به زلزله اي با اندازه مشابه كه چين را چند سال قبل از اين رخداد لرزاند اشاره نمود. در زلزله مذكور فقط ۳۰۰۰ نفر جان باختند [ ۳]. دولت تركيه به علت سيستم امدادرساني ضعيف خود به شدت مورد انتقاد قرار گرفت. شيوه مناسبي براي اعزام امدادرسانان به منطقه آسيب ديده وجود نداشت كه اين امر موجب تاخير زياد در عمليات نجات شد. همچنين فقط ۱۱۷ دكتر به منطقه اعزام گرديد. سرانجام، مسئولين شهر از شدت نااميدي به نيروهاي انگليسي پناه بردند [ ۳]. در اين ميان، هزاران فرد نيازمند به كمك جان خود را از دست دادند. در كشور ايران، وضع از اين هم بدتر است. زلزله ۲۶ دسامبر سال ۲۰۰۳ بم شاهد عيني اين حقيقت است.اندازه این زلزله 7/6 در مقیاس ریشتر بود . تلفات ناشي از اين زلزله بيش از ۴۲۰۰۰ نفر تخمين زده شده بود [1] با توجه به اندازه زلزله و ميزان تلفات و همچنين كم جمعيت بودن شهر بم، ميتوان به عمق فاجعه پی برد. در واقع با ایجاد مکانیابی های ایستگاه های امداد و نجات قبل از زلزله در مناطق بحرانی و يك سيستم امدادرساني معقول مي توانست جان هزاران انسان را نجات دهد. با توجه به اينكه ايران يكي از زلزله خيزترين كشورها مي باشد، طراحي يك سيستم امدادرساني موثر براي آن امري ضروري مي باشد. اين پایانامه در ابتدا مدلی را براي مکانیابی ایستگاه های امدادرسانی به شهر آسيب ديده ارائه مي دهد. سپس مدلي را جهت تخصيص بهينه نيروهاي نجاب براي گسترش توان امدادرساني شهرهاي مختلف، توسعه مي دهد.[1]
مکانیابی ایستگاه خدمات فوریت پزشکی کمک شایانی به پایین آمدن تلفات ناشی از شرایط بحرانی خواهد نمود, مکانیابی مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي با رسيدگي به موقع به بيماران از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود و باعث كاهش مر گ و مير و زيان هاي جبران ناپذير ناشي از جراحات و صدمات مي شوند. اين مراكز پس از انجام اقدامات اوليه در محل حادثه، درصورت نياز اقدام به انتقال بيمار به بيمارستان مي كنند. از آنجا كه در اينگونه مسائل هدف نجات جان انسانها ست، پيشنهادها و راهكارهايي كه قادر به بهبود عملكرد اين مراكز باشند بسيار مورد استقبال واقع مي شوند. محل استقرار اين مراكز نقش اساسي در كاهش زمان پاسخ به تقاضا دارد و از اين رو، مكان يابي اين مراكز در سطح شهرها به خصوص شهرهاي بزرگ و پرجمعيت از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. در این پژوهش به دليل درجه ي بالاي پيچيدگي مسئله و نياز به حافظه و زمان بالا براي يافتن پاسخ ها، يك الگوريتم ابتكاري تركيبي كه در آن از دو الگوريتم فراابتكاري شبيه سازي تبريد استفاده شده است، به منظور حل مسئله پيشنهاد شده است. سپس تعدادي آزمايش با استفاده از اين الگوريتم انجام می شود
همچنین این پژوهش به صورت اجمالی به مسئله تخصیص بهینه نیروی امداد و نجات برای واکنش در هنگام زلزله و عملیات نجات پس از زلزله نیز می پردازد با توجه به اینکه زلزله نسبت به ساير بلاهاي طبيعي منجر به تلفات بيشتری مي شود. عمليات نجات پس از رخداد زلزله تا حد زيادي در تلفات ناشي از زلزله تاثير گذار است. در اين پژوهش سعي داريم تا روشي براي تخصيص نيروهاي نجات بين شهرهاي مختلف يك كشور توسعه دهيم. هدف اين تخصيص، حداكثر كردن متوسط تعداد افراد نجات يافته مي باشد.
اهمیت موضوع تحقیق
کشور ايران در محل تقاطع سه صفحه تکتونيک در امتداد گسلهاي آلپ – هيماليا قرار دارد و در نتيجه در بين کشورهاي منطقه بيشترين آمار وقوع زلزله را دارد [1] اين مساله منجر به افزايش ريسک و خطر براي ساختمانها، تاسيسات و تجهيزات شده است [2] . بررسي زمين لرزه هاي قرن گذشته که مرگ و مير بالاي هزار نفر داشته اند نشان ميدهد که از بين 84 زمين لرزه با مرگ و مير بالاي 1000 نفر که در قرن بيستم روي دادند، 12 زمين لرزه در ايران رخ داده است که در آنها مجموعاً بيش از 140 هزار نفر کشته شده اند [3] . بر اساس مطالعات انجام شده بر روي زلزله هاي بزرگ حادث شده در دوره 25 ساله 1986 تا 2010، بيش از 120 زلزله بالاي 5 ريشتر در اين دوره ايران را لرزانده است که 12تاي آن بالاي 6 ريشتر بوده است.يعني به طور متوسط هر 1 تا 2 سال يک بار زلزله اي بزرگ يکي از مناطق کشور را ويران مي کند [3]
بررسي نقشه هاي زلزله شناسي کشور نشان ميدهد که عمده مراکز استانها در مناطقي با خطر بالاي زلزله قرار دارند [4] به عنوان مثال پایتخت کشورمان تهران بر روي گسلهاي زيادي بنا شده است. بر اساس داده هاي تاريخي، در منطقه تهران در پريودهاي 175 ساله، زلزله هايي به بزرگي 0.7 ريشتر روي ميدهد [5] هم اکنون 179 سال از آخرين زلزله اي که تهران را لرزانده مي گذرد و بنابر تحقيقات انجام شده، زلزله آينده با احتمال 70 درصد بيش از 7 ريشتر قدرت خواهد داشت [5] . مطالعات انجام شده بيانگر اين مساله هستند که وقوع زلزله اي 7 ريشتري در تهران منجر به مرگ بيش از يک ميليون و چهارصد هزار نفر و مجروح شدن چهار ميليون و سيصد هزار نفر خواهد شد [6].
بررسي حوادث چند سال گذشته مشخص ميکند که روشهاي پيش بيني، پيش گيري، امدادرساني، بازسازي و … در کشور ما توانايي چنداني ندارند. مشاهدات انجام شده در مورد زلزله بم و زلزله مرزن آباد موارد ذيل را روشن مي سازند [7]
1- اطلاع رساني دقيقي در مورد چنين حوادثي وجود ندارد به طوريکه تا چند ساعت پس از لرزش تهران مرکز زمين لرزه مشخص نبود
2- رسيدن نيروهاي امدادي به منطقه حادثه ديده با تاخير بسيار زيادي صورت ميگيرد (نيروهاي امدادي روسيه تنها 3 ساعت بعد از زلزله بم در محل حاضر بودند در حالي که هلال احمر و ساير ارگانهاي ذيربط تا شب حادثه به محل نرسيدند، همچنين در مورد برخي روستاهاي حادثه ديده کمک رساني بعد از سه الي چهار روز شروع شد.
3- نيروهاي مردمي که قبل از نيروهاي امدادي به منطقه ميرسند آموزشهاي امدادي لازم را نديده اند (گزارشهاي بسياري در مورد نقص عضوهاي مصدومين به علت عدم آشنايي امدادرسانان به گوش ميرسد.)
4- هماهنگي بين گروههاي امدادي مختلف وجود ندارد.
براي پيشگيري وقوع اين مشکلات نياز به برنامه ريزي براي کنترل بحران است. برنامه ريزي براي كنترل بحران از چهار مرحله تشكيل مي‌شود: نخست بايد حوادث ناگوار پيش‌بيني شوند، سپس بايد برنامه‌هاي اقتضايي شامل مهندسي ساخت و ساز، برنامه ريزي فيزيکي، برنامه ريزي اقتصادي و سياست گذاري تنظيم گردند، پس از آن بايد گروههاي مديريت بحران سازماندهي شده و آموزش داده شوند، و سرانجام بايد براي تكميل برنامه‌ها بصورت عملي تمرين شود و برنامه هاي آموزشي اجرا شود [5] و [8].
با توجه به موارد مطرح شده و وضعیت کشور ایران از نظر خطر زلزله و عدم وجود برنامه ایی برای مدیریت بحران زلزله این پژوهش به دنبال اصلی زیر را مورد بررسی و توجه قرار میدهد
الف ) مکانیابی ایستگاه های فوریت پزشکی به هدف حداکثر کردن پوشش نقاط مورد تقاضا جهت کاهش تلفات خسارات جانی و کاهش زمان رسیدگی به نقاط آسیب دیده
ب ) تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات با هدف به حداکثر رساندن نقاط مورد تقاضا و کاهش خسارات مالی و جانی
الف ) مراکز خدمات فوریت پزشکی
خدمات فوريت هاي پزشكي به قسمتي از تمهيدات پزشكي گفته مي شود كه از بالين بيمار شروع و در اورژانس بيمارستان خاتمه مي يابد. زنجيره ي اتفاقاتي كه در يك فرآيند عرضه ي خدمات فوريت هاي پزشكي انجام مي گيرد شامل چهار مرحله است [5] و [8].
١. گزارش حادثه
٢. بررسي شدت حادثه
٣. ارسال وسيله
۴. عمليات پزشكي
هدف اصلي اين مراكز كاهش مرگ و مير، معلوليت و رنجش انسان ها است،از آنجا كه در اينگونه مسائل هدف نجات جان انسان ها می باشد، پيشنهادها و راهكارهايي كه قادر به بهبود عملكرد اين مراكز باشند، بسيار مورداستقبال واقع مي شوند.يكي از مهمترين پارامترها در ارائه ي با كيفيت خدمات فوريت هاي پزشكي، زمان ارائه ي اين خدمات است. محل استقرار اين مراكز، نقش اساسي در كاهش زمان خدمت دهي به تقاضاها دارد.از اين رو، تعيين اين محل استقرار در سطح شهرها به خصوص در شهرهاي بزرگ از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. تعيين محل مراكز از بين تعدادي مكان بالقوه و همچنين تعداد آمبولانس هاي موجود درهريك از اين مراكز با استفاده از مدل هاي مكان يابي صورت مي پذيرد و هدف اين مدل ها عمدتاً به دست آوردن حداكثر پوشش تقاضا در سطح شهر با توجه به محدوديت زمان و بودجه مي باشد. طي30 سال گذشته تحقيقات و مطالعات گسترده اي در اين زمينه صورت پذيرفته و مدل هاي متعددي نيز ارائه شده است.
اما پيش از انجام مدل سازي و يافتن محل اين مراكز بايد به دو نكته ي بسيار مهم كه تاكنون چندان مورد توجه قرار نگرفته اند، پرداخته شود.اول آنكه چون تقاضا براي خدمات مراكز فوريت هاي پزشكي در سطح يك شهر، در زمان زلزله ، و در مناطق و زمان هاي مختلف داراي تغييرات قابل ملاحظه اي است، لازم است كه براي پاسخ گويي به اين تقاضاها ظرفيت مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي نيز در مناطق و زمان هاي مختلف با توجه به تغييرات تقاضا تغيير كند؛ و از آنجايي كه ظرفيت اين مراكز وابسته به تعداد آمبولانس مستقر در هر مركز است، بنابراين نياز به بازآرايي آمبولانس ها دراين مراكز حياتي مي باشد.
دوم آنكه باتوجه به محدود بودن ظرفيت پذيرش مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي و بيمارستان ها مي بايست تقاضاي موجود براي خدمات فوريت هاي پزشكي را به گونه اي به اين مراكز و بيمارستان ها تخصيص داد كه اين محدوديت اساسي نيز رعايت شود.
به طور کلي براساس ويژگيهاي کشور ايران، 23 بحران پس از زلزله تعريف شده است. از جمله اين بحرانها مي توان به بحران امنيت، بحران کودکان بي سرپرست، بحران اطلاع رساني و … اشاره کرد [9] يکي از بحرانهاي بعد از زلزله، بحران تخصيص منابع و تيمهاي امدادي است. تخصيص منابع پس از بحران از مواردي است که در کشور ما با مشکل مواجه است. در صورت تخصيص مناسب منابع پس از بحران ميتوان از بسياري از خسارتها پيشگيري کرد و آمار تلفات را کاهش داد.
با توجه به احتمال بالاي وقوع زمين لرزه در ایران و اينکه در حال حاضر سيستم مديريت بحران فاقد ابزاري مناسب براي مکانیابی صحیح ایستگاهای امداد و نجات و تخصيص امکانات و تيمهاي امدادي به مناطق آسيب ديده است، پژوهشگر در اين تحقیق به دنبال معرفي يک مدل براي تخصيص مناسب استفرار و جانمایی ایستگاه های امداد و نجات و وارائه مدلی جهت تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات جهت در زمان زلزله میباشد
1-4 اهداف عمده تحقیق
با توجه به مسائل ذكر شده و اهميت خدماتي كه مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي و تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات در زمان و پس از زلزله جهت کاهش تلفات انسانی ارائه مي دهند در اين مطالعه قصد داريم با ارائه مدلي رياضي و حل آن به سه سوال زير پاسخ دهيم.
1 – بهترین نحوه ي تخصيص تقاضا درهر دوره
هنگامي كه زلزله رخ مي دهد و در نتيجه با مركز فرمان دهي خدمات فوريت هاي پزشكي تماسي برقرار مي شود با توجه به دوره ي زماني كه در آن قرار داريم و منطقه اي كه حادثه در آن رخداده است اپراتور بايد بداند كه ازكدام يك از مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي مي بايست آمبولانسي به محل حادثه اعزام كند و همچنين درصورتي كه بيمار نياز به انتقال به بيمارستان داشته باشد، آمبولانس بايد وي را به كدام بيمارستان انتقال دهد.
2 – بهترین نحوه بازآرايي چيدمان آمبولانس ها در دوره هاي مختلف
با توجه به وقوع زلزله و با توجه به به تغييرات تقاضا و سرعت تردد در دوره هاي زماني و مناطق مختلف و به منظور پاسخ گويي مناسب به تقاضاي بيماران، آمبولانس ها در هر دور هي زماني چگونه بين مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي توزيع شوند و در صورتي كه نياز به تغيير اين توزيع بود، از كدام مركز خدمات فوريت هاي پزشكي بايد آمبولانس كم و به كدام يك افزوده شود.
3 – بهترین نحوه تخصیص کارآمد نیروی امداد و نجات
با توجه به وقوع زلزله و استقرار مراکز فوریت پزشکی و تجهیز این مراکز و تعیین ظرفیت نیروی امداد و نجات برای هر مرکز که با توجه به وضعیت جغرافیایی و جمعیت نقاط تقاضا می باشند میتوان مسئله را حل کرد
سوالات تحقیق
1-5-1 سوالات اصلی تحقیق
الف ( نحوه صحیح مکانیابیبرای مراکز خدمات فوریت های پزشکی چگونه است ؟
ب ( نحوه تخصیص تقاضای موجود برای خدمات فوریت پزشکی بین مراکز بیمارستانهای مختلف چیست ؟
ج ( باز آرایی آمبولانسها در مراکز خدمات امداد و نجات چگونه شکل می گیرد ؟
د ( نحوه تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات برای مناطق آسیب دیده چگونه انجام می شود ؟
1-5-2 سوالات فرعی تحقیق
الف ( آیا مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات در زمان زلزله موثر است؟
ب ( آیا تخصیص بهینه نیروهای امدادی در هنگام بحران )زلزله ( موثر است ؟
ج ( بین مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات و کاهش صدمات ناشی از زلزله رابطه وجود دارد؟
د ( بین تخصیص بهینه و کاهش تلفات در هنگام بحران ) زلزله ( رابطه وجود دارد؟
1- 6 روند ارائه مطالب
در ادامه و در فصل دوم به مرور ادبيات موضوع و مطالعاتي كه تاكنون در اين زمينه انجام شده است پرداخته مي شود. در فصل سوم پس از تشريح مسئله موجود و ذكر تمامي نكات و مفاهيم مربوط به آن اقدام به ارائه مدلي رياضي از مسئله شد. در اين فصل تعريف مسئله و مدل سازي آن به تفصيل بيان مي شوند. همچنين نشان ميدهيم كه در نظر گرفتن مسئله به صورت پويا كاملا ضروري است و منجر به بهبودي چشم گير در پوشش دهي مي گردد.
به دليل پيچيدگي بسيار بالاي مدل ارائه شده و نياز به حافظه ي بالا به منظور حل آن، و در نتيجه ناتواني روش حل دقيق رياضي در به دست آوردن جواب در بسياري از نمودها، در فصل چهارم ، روش ابتكاري ارائه و مراحل آن به طور كامل بيان مي شود.
در فصل پنجم توضيحاتي در مورد مسائل آزمايشي، مشخصات نرم افزار و زبان برنامه نويسي به كار رفته و نيزمشخصات كامپيوتر مورد استفاده، ارائه شده و پس از آن به تجزيه و تحليل جواب هاي حاصل از مدل رياضي والگوريتم پيشنهادي پرداخته مي شود. همچنين با بررسي نتايج حاصل از الگوريتم ارائه شده ، نشان داده مي شودكه اين الگوريتم داراي كارايي بالا است.
در فصل ششم نيز به نتیجه گیری و بيان دستاوردهاي تحقيق پرداخته و در پايان نيز پيشنهاداتي براي تحقيقات آتي در اين زمينه بيان مي شود.
فصل دوم
مروري بر ادبيا ت موضوع
2-1 مقدمه
در اثر وقوع زلزله، بحرانهاي مختلفي ايجاد ميشود. عمده کشورها و مناطق زلزله خيز برنامههايي از پيش تعيين شده براي مقابله با اين بحرانها دارند [1] نبود برنامههاي از پيش تعيين شده براي مقابله با بحرانهاي پس از زلزله در برخي از کشورها، آمار خسارات اين پديده طبيعي را بالاتر برده است. زلزلههاي دهه گذشته در ايران و ترکيه شاهدي بر اين مدعا است. خسارات زلزله در اين دو کشور بسيار بيشتر از ميانگين مربوط به کشورهاي داراي برنامه مقابله با زلزله همچون چين و ژاپن است [2].
بعد از جستجو و مرور مقالات گوناگون، متاسفانه كار مشابهي يافت نگرديد. بطور كلي در ارتباط بامسئله مکانیابی و جانمایی ایستگاه های امداد و نجات و تخصیص صحیح نیروهای امدادرساني در هنگام وقوع زلزله، بندرت از روشهاي برنامه ریزی رياضي استفاده شده است. سيستمهاي مديريت بحران مرسوم، صرفا سيستمهاي اطلاعاتي مي باشند كه براي ارائه گرافيكي داده های (سیستم اطلاعات جغرافیایی)6 مربوط به بحران مورد استفاده قرار مي گيرند [5] اما هيچ يك از اين سيستمها از روشهاي بهينه سازي براي تخصيص منابع محدود استفاده نكرده اند. معدود كارهايي كه تا كنون انجام شده است نيز مربوط به برنامه ريزي بعد از وقوع زلزله مي باشد. براي مثال فرندیش و همکارانش 7[5] كارهايي كه به برنامه ريزي پيش از وقوع زلزله پرداخته اند نيز بيشتر مربوط به تعيين ريسك زلزله هستند براي مثال: دیویدسون8 ، شاخصي را براي نشان دادن ريسك زلزله توسعه داد. [12]
اين شاخص براي مقايسه خطر زلزله در شهرهاي مختلف جهان ارائه شده است پروژه اي9 که توسط مرکز (UNCRD) سازمان ملل متحد برای توسعه منطقه ای 10تعريف شد نيز كار مشابهي است كه قصد در شناسايي شهرهاي آسيب پذير دارد. در اين دو پروژه علاوه برآسيب پذير بودن هر شهر، سهم عوامل مختلف در اين آسيب پذيري نيز مشخص ميگردد.همانطور كه مشاهده مي كنيد در اين گونه كارها صرفا به شناسايي خطر در مناطق گوناگون پرداخته اند و اقدامي براي تخصيص بهينه منابع موجود نكرده اند. [4]
2- 2 مروری بر مدلهای مکانیابی تحقیق
مسئله ي مكان يابي مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي به طور گسترده اي در 30 سال گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است. اولين مدل هايي كه در اين زمينه مطرح شدند فرضيات ساده كننده ي بسياري را در نظر گرفته بودند و مدل مناسبي از شرايط مسئله در واقعيت را نمايش نمي دادند[50] در سال هاي اخير، تحقيقات بيشتري در اين زمينه انجام گرفته و مدل ها به مراتب پيچيده تر شده اند ومشخصات بيشتري از شرايط مسئله در دنياي واقعي را در بر می گیرند [5] و [8]. به طوركلي مطالعات انجام شده و مدل هاي ارائه شده در زمينه ي مسائل مكان يابي مراكز خدمات فوريت هاي پزشكي را مي توان به دو دسته ي اصلي مدل هاي ايستا11 و پويا12 تقسيم كرد، بسياري از مدل هاي ارائه شده به صورت يك مسئله ي بهينه سازي با تابع هدف و محدوديت هاي خطي بوده كه شامل متغير هاي عددصحيح وپيوسته13 هستند.
هدف مدل هاي ايستا، مكان يابي پايگاه ها وتخصيص آمبولانس ها به آنها است. مدل هاي ايستا خود به دودسته ي قطعي 14 و احتمالي 15تقسيم مي شوند. تفاوت مدل هاي احتمالي نسبت به مدل هاي قطعي در ديدن احتمال عدم دسترسي به آمبولانس ها است. آمبولانس ها بنا به دلايلي، مانند اعزام براي پاسخ به تقاضاي قبلي و يا خرابي، ممكن است دور ازدسترس قرار گيرند و در مدل هاي احتمالي سعي شده است تا اين عدم دسترسي به نحوي در مدل مورد توجه قرار گيرد. مدل هاي پويا كه در گام بعد از مدل هاي ايستا قرار مي گيرند و اساس آنها نيز بر پايه ي مدل هاي ايستا مي باشد، به مسئله مكان يابي امكانات خدمات فوريت هاي پزشكي با در نظر گرفتن بازه هاي زماني و يافتن چيدمان مناسب آمبولانس ها در هر يك از اين بازه ها پاسخ مي دهند، هدف اين مدل ها علاوه بر بيشينه كردن پوشش تقاضاها، حداقل كردن جابجايي آمبولانس ها نيز مي باشد. بسياري از مطالعاتي كه تا كنون صورت گرفته اند و مدل هايي كه براي حل اين مسئله ارائه شده اند به مسئله ي بازآرايي چيدمان آمبولانس ها در مراكز مختلف خدمات فوريت هاي پزشكي توجه نكرده اند. شكل 2-1 دسته بندي مدل هاي موجود مكا نيابي خدمات فوريت هاي پزشكي را نشان مي دهد
شکل 2-1 دسته بندی مدل های موجود مکانیابی مراکز خدمات فوریتهای پزشکی
در ادامه به مهم ترين مدل هاي موجود در اين زمينه ، با توجه به دسته بندي مطرح شده در فوق، اشاره مي شود.
2-3 مدل هاي ايستا
مدل هاي مكان يابي ایستگاه های امداد و نجات بر روي شبكه ي گراف ها تعريف مي شود. مجموعه نقاط با تقاضا V و مجموعه محلهای باقوه قرار گیری آمبولانسها با W نشان داده می شود.زمان صفر از راس I به راس J را با tij نمایش میدهند Wi نيز مجموعه اي از مراكز بالقوه ي EMS 16 است كه در فاصله اي كمتر از فاصله ي پوشش دهي با نقطه تقاضاي i قرار دارند .[19]
مدل هاي ايستا به دو دسته ي قطعي و احتمالي تقسيم مي شوند:

2-3-1 مدلهای ایستای قطعی
مدل پوشش مجموعه پايگاه17 (LSCM)
تورگاس و همكاران 18در سال 1971مدل LSCM را ارائه دادند. اين مدل جنبه هاي متعددي از مسئلهي موجود در واقعيت را در نظرنمي گيرد ، هدف LSCM حداقل كردن تعداد آمبولانس هاي لازم براي پوشش تمام تقاضاها است.[54]
مهم ترين ايراد اين مدل اين است كه، تنها فاصله بين نواحي را به عنوان معيار تخصيص آمبولانس درنظرمي گيرد و ظرفيت آمبولانس ها ناديده گرفته مي شود. براي روشن تر شدن مطلب، يك شهر با نواحي مختلف را درنظر بگيريد، فرض كنيد ناحيه اي در مركز شهر وجود دارد كه فاصله آن با نواحي اطراف در بازه زمانی T قرارداشته باشد . یک جواب مدل میتواند این باشد که در ناحیه مرکزی یک آمبولانس قرار گيرد و به ساير نواحي آمبولانس تخصيص داده نشود، اين در حالي است كه ممكن است يك آمبولانس به هيچ وجه كفاف تقاضاي ناحيه مركزي و اطراف



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

دیدگاهتان را بنویسید