• بازدید : 51 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در طی چند دهه اخیر مدیریت بحران به یک مسئله چندوجهی و پیچیده تبدیل شده است. ماهیت یک بحران یا حادثه از حوادث طبیعی مثل طوفانها و زمین لرزه ها تا حوادث ساخت بشر مانند سقوط هواپیماها، حوادث تروریستی، اعمال عمدی، تخریب انبوه، حوادث صنعتی و غیره متغیر است.
با توسعه و گسترش جوامع شهری ، هنگام وقوع یک بحران خطرات جانی و مالی زیادی افراد شهر را تهدید می کند .به این دلیل ایجاد سیستم مدیریت بحران مؤثر و سازمان یافته بسیار ضروری است.  پروسه مدیریت بحران شامل مراحل تحلیل خطر، دریافت ، واکنش ، نظارت و تخفیف آثار یک بحران می باشد.
در صورت وقوع حوادث متعدد در یک محیط شهری با مسئله مدیریت و تخصیص منابع مواجه خواهیم شد
مدیریت بحران
هر جامعه به یک آرایش از واحدهای واکنش اضطراری برای رسیدگی به وقایع بحرانی گوناگون نیاز دارد. مدیریت بحران یعنی ارسال به موقع منابع مورد نیاز به مناطق بحران زده[۱].
پیچیدگی این کار از ناهماهنگی واحدهای واکنش اضطراری مانند ماشینهای آتش نشانی ، آمبولانسها و ماشینهای پلیس ناشی می شود.
بعلاوه این واحدها در یک ناحیه وسیع و کنترل شده توسط سازمانهای متعدد توزیع شده است. هر بحران در شدت، درخواست تعداد و نوع منابع و موقعیت منحصر بفرد است. در صورت وقوع حوادث همزمان متعدد ، تعیین شدت هر بحران و تخصیص تعداد بهینه و نوع مناسب واحدهای اورژانسی به هر موقعیت مهم و حیاتی است. بسته به مکان و ماهیت بحران ممکن است درخواستهای اضافی برای واحدهای اضطراری جهت جلوگیری از بدتر شدن یک وضعیت وجود داشته باشد. اگرچه بعضی وقایع ممکن است بحرانی تر از بقیه باشد اما همه آنها نیاز دارند برای جلوگیری از وقوع حوادث و خسارت بیشتر فوراً کمک شوند. هدف اصلی از تخصیص خدمات اورژانسی ، بیشینه سازی کارایی واحدهای واکنش اضطراری در دسترس و موجود و کمینه سازی زمان واکنش برای کاهش آثار یک یا چند واقعه است. شکل ۱روند مساعدت با درک بهتر موقعیت را نشان می دهد.                 
فرض کنید یک روند بحران فرضی در یک شهر در حال وقوع است:
یک هواپیما در هنگام فرود در فرودگاه سقوط می کند، هواپیمای مسافربری کوچک با ۳۰ تا ۳۵ نفر شامل کارکنان هواپیما. حادثه سقوط بر ۲ تا ۳ هواپیمای مستقر در فرودگاه نیز تأثیر می گذارد.
آپارتمانی در طبقه ششم یک برج بلند آتش می گیردو افرادی در آپارتمان گرفتار می شوند. آتش سوزی کم کم در دیگر آپارتمانهای همان طبقه و طبقه بالایی منتشر می شود.
یک تظاهرات در جلوی ساختمان شهر به شورش تبدیل شده است. چند نفر از شورشگران خشمگین شده اند و اشیاء شعله ور به اطراف پرتاب می کنند.
هر کدام از وقایع بالا به عنوان یک بحران تلقی می شوند ، اگرچه هریک در شدت وضعیت بحرانی و تعداد منابع مورد نیازش متفاوت است. سقوط هواپیما بیشترین اولویت را دارد. چون سوخت هواپیماها بسیار آتشگیر است و سایر هواپیماها نیز در معرض خطر هستند بنابراین در حادثه هواپیماها احتمال تلفات و وخامت اوضاع بیشتر است. باید انفجار قبل از اینکه به دیگر هواپیماها سرایت کند و سبب خسارت بیشتری شود کنترل شود. آتش سوزی در اولویت بعدی است و باید قبل از اینکه همه ساختمان را از بین ببرد و سبب خسارت جانی و مالی بیشتری شود کنترل شود. شورش در اولویت آخر قرار دارد. در این وضعیت سه نوع از منابع ملاحظه می شود. آمبولانسها از بیمارستانها و ماشینهای پلیس از ایستگاه پلیس و ماشینهای آتش نشانی از ساختمان آتش نشانی. سقوط هواپیما و صحنه آتش سوزی به ماشینهای آتش نشانی و آمبولانسها نیاز دارند. هر دو موقعیت ممکن است به تعدادی ماشین پلیس برای کنترل شلوغی و برقراری قانون و نظم و جلوگیری از فرار شورشگران نیز احتیاج داشته باشند. همچنین به تعدادی آمبولانس برای تلفات شورش و تعدادی ماشین آتش نشانی برای کنترل آتش سوزی توسط شورشگران نیاز است و عاملهای زیادی مانند دسترس پذیری، فاصله، شرایط ترافیکی و غیره تعیین می کند چه تعداد منابع و از کدام مرکز منبع به مکانهای بحرانی فرستاده شود. به طور قطع به تعداد کافی آمبولانس و ماشین آتش نشانی در مقایسه با درخواستهایی که از طرف موقعیتهای بحرانی، به مرکز رسیده وجود ندارد. بنابراین بسیار مهم است که یک تخصیص بهینه از منابع انجام شودزیرا که بهره برداری کمتر یا بیشتر از منابع می تواند در حفظ جان مردم تاثیرگذار باشد. تخصیص باید با عامل هایی مانند شرایط بحرانی حوادث، درخواست و دسترس پذیری منابع، فاصله و تعداد مراکز منبع سنجیده شود.
۲-۳-آژانسهای مدیریت بحران
چندین آژانس تاسیس شده است و سیستمهایی برای نظارت و تخفیف آثار حوادث طراحی شده است. بعضی از ویژگیهای برجسته این آژانسها و سیستم ها مورد بررسی قرار می گیرد.
۲-۳-۱- آژانس مدیریت اضطراری فدرال (FEMA)
این آژانس، که پیش از این مستقل بوده و در مارچ ۲۰۰۳ بخشی از سازمان جدید امنیت سرزمین ملی شد وظیفه پاسخگویی، برنامه ریزی ، بازیابی و تخفیف حوادث را دارد. نقطه آغاز FEMA در تصویب نامه کنگره ای ۱۸۰۳ است که یک بخش از قانون مدیریت حوادث جهت مساعدت به یک شهر را به دنبال یک آتش سوزی وسیع فراهم کرد. در قرن اخیر قانون موقت بیشتر از صد بار در واکنش به طوفانها زمین لرزه ها سیلها و دیگر حوادث طبیعی تصویب شده بود. در طی چند سال گذشته تاسیسات نیروی هسته ای، انتقال مواد پرخطر و وظایف دفاع داخلی نیز بر ترکیب پیچیدگی مدیریت اضطراری این آژانس افزوده شده است.
شکل ۲ یک قطعه از راهنمایی محلی و وضعیتی ۱۰۱ را نشان می دهد: راهنمایی برنامه ریزی عملیاتهای اورژانسی چند بحران . اینها رهنمودهایی برای آمادگی اورژانسی است. بخش تحقیق وظایف مربوط به تخصیص منبع را نشان می دهد. هر راه حل پیشنهادی به اطلاعات کاملی درباره پایگاه منبع، نقشه برداری، حوزه قضایی و طبقه بندی اولویت نیاز دارد.
طبق سالهای مالی برنامه راهبردی FEMA از ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸:
بحران/ حادثه: عمومأ تعریف شده در برداشتن حوادث و اضطراراتی را که ممکن است توسط طبیعت یا وقایع ساخت بشر به وجود آید.
واکنش: عملیات اورژانسی هدایت کننده به حفظ جانها و اموال شامل استقرار منابع و تجهیزات اورژانسی تخلیه تلفات تأمین غذا آب پناهگاه و مراقبت پزشکی با توجه به نیاز و ارائه خدمات عمومی و حیاتی
بازیابی: بازسازی جوامع اعم از فردی، شغلی و زیربنای دولتی می تواند روی آنها اثر گذاشته آنها را به حالت عادی برگرداند و در مقابل خطرات آینده پشتیبانی شود
بعد از جمع آوری اطلاعات منابع و خطرات احتمالی، یک سیستم به رهنمودهایی درباره توزیع منابع نیاز دارد. شکل ۳- طرح کلی مختصری از سازمان مدیریت منبع را ارائه می دهد. بخش تحلیل نیازها در این شکل از جهت به روز رسانی های منبع در هر لحظه، اولویت دهی به وقایع و ارسال منابع به این کار مرتبط است.


۲-۳-۲-اینفوسفر –  سیستم دریافت و پاسخ
پروژه اینفوسفر کالتچ به سیستم های مرکب یا سیستم های ساخته شده از اجزای متقابل اختصاص دارد. یکی از کاربردهای این پروژه یک سیستم دریافت و پاسخ را در بر می گیرد. هدف اساسی سیستم نگهداری یک مخزن اطلاعات از منابع متعدد و تنظیم آنها به یک لغت استاندارد شده است.
شرایط معینی تعیین می کنند که اعلام خطرهای سیستم تولید شود. سیستم بر اطلاعات رسیده از سازمانهای مختلف نظارت می کند و هنگامی که شرط معینی برقرار شد اعلام خطرها به سمت مقصد فرستاده می شوند. سیستم می تواند برای کاربردهای مشخصی برنامه ریزی شود مثلاً سیستم هواپیما وقتی که  یک عیب فنی تجهیزاتی پیدا می کند به حالت دیگر تغییر وضعیت می دهد. منابع اطلاعاتی بازبینی شده برای کاربردهای خاص از جهات ظرفیت، سرعت، غیر یکنواختی و ماهیت توزیع شده وسیع است.
سیستم پیشنهاد شده بر مبنای تکرار خطاها ، زمان واکنش ، منابع محاسباتی به کار رفته، شفافیت و سهولت توافق ارزیابی شده است. شکل ۴ نمای کلی از جریان کنترل سیستم پیشنهاد شده را ارائه می دهد.
۲-۳-۳-سیستم مدیریت بحران (CMS) 
 CMS  یک نرم افزار مدیریت بحران قدرتمند است که توسط شرکای علمی کاربردی تهیه و ثبت شده است.  CMS  به عنوان ابزاری برای مدیران واکنش اضطراری دریایی برای مدلسازی ضربات و آثار زیستی ریزش یا یک حادثه طراحی شده است. CMS  همچنین می تواند برای آموزش و شبیه سازی تمرینات، تحلیل مزایای هزینه ای و تسهیل واکنش بلادرنگ در حوادث دریایی به کار برده شود. CMS  برای ریزش روغن و مواد شیمیایی ، مأموریت جستجو و نجات حوادث هسته ای و اورژانسی دریایی طراحی شده است. همه ماشینهای بخش CMS به یک پایگاه اطلاعاتی منبع واحد متصل شده اند و توانایی دستیابی فوری به اطلاعات منبع را دارند. CMS به یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)2 برای دریافت اطلاعات محیطی لحظه ای مجهز شده است. CMS  برای مدیریت و توزیع اطلاعات سازمان جهت رسیدن به واکنش و بازیابی به کار برده می شود.
مدیریت چند بحران یک مسئله پیچیده شامل دریافت ، واکنش و بازیابی از حوادث است. تهیه مقدماتی سودمند در مواجهه با اتفاقات آینده برای فراهم کردن سطحی بهتر از آمادگی و واکنش به حوادث در جهت کاهش تلفات جانی و مالی بسیار مهم است. در بخش قبل سیستمها و آژانسهای طراحی شده برای اصلاح و افزایش توانایی مدیران واکنش اضطراری در جهت ایجاد تصمیمات مدیریت بحران موثر معرفی شد. ابتدا پروتکلها و رهنمودهایی (مانند FEMA) برای تحلیل خطر، کاوش پایگاه منبع و هماهنگی کارکنان و واحدهای منبع ایجاد شدند. بعد از آن مکانیزمهای اعلام خطر (مانند اینفوسفر) جهت نظارت بر حوادث و انجام به روز رسانیهای لحظه ای در آنها و منابع فرستاده شده برای تخفیف آثار آنها هستند. زمانیکه کارهای زیادی در جهت جمع آوری اطلاعات مربوط به منابع و طبقه بندی حوادث انجام می شد، کار قابل توجهی در جهت مکانیزه کردن تخصیص منابع به وضعیتهای بحرانی وجود نداشت. تخصیص واقعی منابع به صورت دستی بر پایه راهنماییهای از پیش تعریف شده و پروتکلها و اطلاعات لحظه ای جمع آوری شده از محل وقوع انجام شده است و در معرض خطای انسانی است.
این پروژه مدلی پیشنهاد می کند که همان اطلاعات را به کار می برد و راهبردهای تخصیص امکان پذیری را بر می شمرد و یک مجموعه بهینه از راهبردهای مدیریت هر بحران را تعیین می کند. کاربردهای پیشنهاد شده بر پایه یک الگوریتم بهینه است برای دریافت بهترین تخصیص ممکن که برای همه مکانهای بحرانی سودمند است.شکل ۵ نمای کلی از سیستم مدیریت بحران را نشان می دهد.
۲-۴-انواع روشهای الگوریتمی تخصیص منابع
چندین راه حل الگوریتمی و تعمیمشان برای رسیدن به راه حل های بهینه مسئله تخصیص منبع پیشنهاد شده است. در این بخش بعضی الگوریتمهای کاربردی برای حل مسئله تخصیص منبع بررسی می شود. اگرچه روشهای الگوریتمی برای مسائل تخصیص منبع گسسته و پیوسته بررسی می شود اما الگوریتمهای گسسته به خاطر ارتباطشان با این پروژه اهمیت داده می شود.
۲-۴-۱-برنامه نویسی پویا:
برنامه نویسی پویا برای مسائل بهینه سازی به کار می رود زمانی که مجموعه ای از انتخابها برای رسیدن به یک راه حل بهینه وجود دارد. ممکن است چندین راه حل برای رسیدن به مقدار بهینه وجود داشته باشد. الگوریتم برنامه نویسی پویا می تواند در چهار مرحله طبقه بندی شود:
تعریف ساختار راه حل بهینه
تعریف بازگشتی راه حل بهینه
محاسبه راه حل بهینه
محاسبه راه حل بهینه در یک روش پایین به بالا
تهیه راه حل بهینه با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مراحل قبلی
فرمول بندی برنامه نویسی پویا برای مسئله تخصیص کار چند عامله با زمان بهینه انجام شده است. m کار به n عامل اختصاص داده شده است و m<n و هر عامل فقط می تواند یک کار را انجام دهد. یک الگوریتم تخصیص کار برای یک تخصیص کار بهینه سراسری، بر پایه یک مسئله بازگشتی خاص وابسته به اصل بهینه سازی بدست آمده است. پس از آن، برنامه نویسی پویا به سبک الگوریتم تخصیص کار زمان بهینه ساخته شده است ، از اینرو هر مرحله الگوریتم بر پایه بازگشت به عقب زودتر است.
برنامه نویسی پویا شبیه به مسئله تقسیم و حل است. اما روش اخیر برای مواقعی که زیر مسائل مشترکی وجود دارد مناسب نیست چون آنها را بطور متناوب حل می کند.
برنامه نویسی پویا هر زیر مسئله را فقط یکبار حل می کند و آنرا در یک جدول ذخیره می کند و به این وسیله از محاسبه مجدد زیر برنامه ای که قبلاً مواجه شده جلوگیری می کند. معایب برنامه نویسی پویا این است که هر وقت برای هر مسئله بهینه سازی به کار رفته است و چندین متغیر وضعیت وجود دارد که هر کدام از آنها مراحل مجزای بزرگی دارند، از نظر ابعادی بسیار گسترده می شود.متغیرهای وضعیت باید با تعداد واحدهای هر مرکز منبع منطبق باشد. همچنین، هزینه محاسباتی الگوریتم پیشنهادی به سرعت با تعداد عاملهایی که موجب غیرعملی شدن آن برای تعداد زیادی از عاملها می شود، افزایش می یابد.
۲-۴-۲-برنامه نویسی عدد صحیح
مسائل بهینه سازی زیادی می تواند به عنوان مسائل برنامه نویسی خطی یا غیرخطی بیان شود. یک برنامه خطی مسئله ای است که به صورت زیر بیان می شود:
Minimize Cx
Subject to Ax=b  x≥۰
که x یک بردار از متغیرهایی است که باید حل شود و A ماتریس ضرایب،  و  c و b بردارهای ضرایب معلوم اند. Cx به تابع هدف فرستاده شده است و عبارت Ax=b یک محدودیت است . یک برنامه غیرخطی مسئله ای است به فرم
Minimize f(x)
Subject to gi(x)=0        i=1,..,m          m≥۰
                 hj(x)≥۰          j=m+1,…,n
f(x) یک تابع هدف شامل چندین متغیر است و دو تابع دیگر محدودیتها هستند. اگر لازم است متغیرهای نامعلوم اعداد صحیح باشند، چنانچه در این مورد لازم است، مسئله به یک برنامه نویسی عدد صحیح ارجاع داده می شود. اگر مسئله فقط به بعضی از متغیرها برای گرفتن مقادیر صحیح نیاز دارد، برنامه نویسی عدد صحیح مختلط (مرکب) نامیده می شود و البته واقعیت این است که برای حل کردن سخت تر است.
روشهای برنامه نویسی عدد صحیح می تواند روی یک محدوده قابل توجه از کاربردها و اندازه های مسئله به کار رود. برنامه نویسی خطی عدد صحیح برای اصلاح راندمان پهنای باند شبکه ها با استفاده از الگوریتم حفاظت بخش به کار می رود. برنامه نویسی خطی عدد صحیح برای دستیابی به یک تخصیص بهینه ثباتها در پردازنده های همه منظوره و سیستم های کار گذاشته شده به کار می رود. اگر چه روشهای برنامه نویسی عدد صحیح برای راه حل های بهینه شناخته شده است، در هر دو کاربرد بالا تشخیص داده شده است که این روشها می توانند برای شبکه با اندازه متوسط، نه بزرگ (در مورد اول) و زمانهای حل کوتاه (در مورد دوم) به کار روند.
۲-۴-۳-روش ضرب کننده لاگرانژ:
در مسائل بهینه سازی ریاضی، ضرب کننده های لاگرانژ در مسائل با محدودیتها به کار برده می شود.
آنها برای یافتن حداکثر و حداقل تابع چند متغیری دارای محدودیت به کار می رود:
Optimize f(x,y)
Subject to g(x,y)=0
لاگرانژ به صورت زیر نوشته می شود:
L=f(x,y)+λg(x,y)
که λ یک ثابت به نام ضرب کننده لاگرانژ است. طبق روش ضرب کننده لاگرانژ، شرایط همزمان زیر وجود دارد:
 (∂L/∂x)x=0           (∂L/∂x ) y=0      
هدف یافتن ماکزیمم و مینیمم مقادیر بدست آمده از f در طول منحنی محدودیت روی نقاط      g(x,y)=0 است. روش لاگرانژ روی همه متغیرها و محدودیتها به یک روش متقارن عمل می کند بنابراین مسائل با متغیرها و محدودیتهای زیاد می تواند به سادگی سازمان دهی شود . متدلوژی لاگرانژی برای زمانبندی و تخصیص منابع در یک واحد ساخت به کار می رود . هدف به کار گیری مؤثر منابع محدود برای رویارویی با نیازهای متقاضی پویا است. مراکز تولید ، یک سیستم ساخت قابل تغییر را با به کار گیری آرایشهای تولیدی برای ساده سازی خطوط روند تولید و افزایش بازدهی به کار می برند . زمانبندی برای تصمیم گیری زمان ساخت یک سلول (المان) برای تعداد زیادی تولید و تعداد ماشینها برای تخصیص به سلول به کار می رود . این مدل از تخفیف لاگرانژ استفاده می کند و یک تابع دوتایی را به وسیله کاهش پیچیدگی محدودیتها با ضرب کننده های لاگرانژ می سازد.
مسئله اصلی به زیر مسائلی که آسانتر حل می شوند تقسیم شده است . این مدل برنامه هایی با ۱۶ تا ۲۹ درصد بهینگی را تولید می کند . روش مشابه دیگر برای بهینه سازی تخصیص منابع در یک محیط محاسبه توزیع شده ، استفاده از تخفیف لاگرانژ و روشهای تابع گرادیان است .ملاحظه می شود که راه حل بهینه در یک تکرار متناوب بدون همگرایی حاصل می شود . همچنین راه حلهای بالا در زیر مسائل عملی نیستند و ابتکارات دیگری برای رسیدن به زمانبندی های عملی به کار رفته است .
۲-۴-۴-باز پخت شبیه سازی شده 
این الگوریتم بر پایه یافتن پیکربندی تعادلی میان مجموعه ای از اتمها در یک دمای داده شده در یک فضای بزرگ است. در سال ۱۹۷۳ ، پینکاس یک تناسب بین این الگوریتم و کمینه سازی ریاضی ترسیم کرد . این کار به عنوان یک تکنیک بهینه سازی برای مسائل ترکیبی پیشنهاد شده بود . بازپخت شبیه سازی شده یک تکنیک جستجوی تصادفی است با این مزیت که در مینیمم محلی نمی افتد . این روش تغییراتی را که سبب کاهش یا افزایش تابع هدف f  می شود می پذیرد . تغییر افزایشی در احتمال P  اثر می گذارد :  
  P= e^(-δt/T)     
                                                 
δ t  یک افزایش در f  است و T یک پارامتر کنترلی وابسته به دمای سیستم است. دمای اولیه T0 اثر مهمی بر اجرای الگوریتم دارد . الگوریتم به یک برنامه بازپخت مسئله خاص شامل دمای اولیه و قواعد کاهش آن به عنوان نتایج جستجو نیاز دارد . 
شکل ۶ ساختار یک الگوریتم بازپخت شبیه سازی شده را نشان میدهد . یکی از مسائل مهم در اجرای بازپخت شبیه سازی شده واقع شدن در دشواری ترسیم تناسب بین T و پارامتر مستقل در مسئله است . بعلاوه اینکه نیفتادن در مینیمم محلی به انتخاب زمانبندی بازپخت ، تعداد تکرارهای انجام شده برای هر دما و میزان کاهش دما در فرآیند خنک سازی بستگی دارد.

عتیقه زیرخاکی گنج