بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
انتخاب محل دپوي باطله با استفاده از روش VIKOR تحت محيط فازي
چکيده
با توجه به ماهيت معادن روباز، حجم برداشت ، معمولاً نياز است که براي دسترسي به مواد معدني حجم زيادي از عمليات باطله برداري صورت گيرد. بنابراين ، يکي از مهم ترين بخشهاي طراحي معادن روباز، انتخاب محل دپوي مواد باطله مي باشد. بسياري از عوامل در انتخاب محل دپوي مواد باطله موثر هستند. اين عوامل گاهي در تضاد با يکديگرند. بنابراين انتخاب محل مناسب برايدپوي مواد باطله فرآيند پيچيده و چند معياره است . روش هاي گوناگوني براي تصميم گيري تحت شرايط پيچيده وجود دارند، که مي توان به روشهاي فازي، دلفي، تصميم گيري چند معياره و سيستم هاي خبره اشاره کرد. روش VIKOR، که يکي از روش هاي تصميم گيري چند معياره است ، ابزاري مفيد براي تصميم گيري است . از سوي ديگر با توجه به عدم اطمينان در تصميم گيري، رويکرد فازي ابزار مفيدي براي اين هدف است . در اين مقاله توسط فازي VIKOR بهترين سايت براي دپوي مواد باطله ي معدن طلاي ساري گوناي انتخاب شده است . نتايج نشان مي دهد که موقعيت C اولويت بالاتري نسبت به موقعيت هاي ديگر دارد.
واژه هاي کليدي: دپوي باطله ، انتخاب ، روش فازي VIKOR، معدن طلاي ساري گوناي.
١- مقدمه
هدف از استخراج معادن اين است که بتوان تقاضا براي فلزات و مواد معدني جهت توسعه زيرساخت ها را پاسخگو بود.
همچنين به منظور بهبود کيفيت زندگي مردم ،اين مواد استخراج شده ، در موارد بسياري به عنوان مواد اوليه براي توليد بسياري از کالاها و مواد بکار مي روند [١]. مواد باطله از استخراج معادن فلزي و غير فلزي منتج مي شوند. در مورد استخراج معادن فلزي، حجم بالايي از باطله ها به دليل عيار کم يا خيلي کم فلز در کانسنگ توليد مي شود. در واقع ، باطله معدن بالاترين نسبت ضايعات توليد شده توسط فعاليت هاي صنعتي را تشکيل مي دهد. باطله حاصل از معادن در سطح زمين و به صورت کپه هايي انبار مي شوند که مناظر طبيعت را بد شکل مي کنند [٢]. سنگ باطله معمولاً درشت است و به صورت تکه - هاي سنگ ، يا تخته سنگ هاي همراه با ذرات ريز طبقه بندي مي شوند. گزينه هاي دفع مواد باطله شامل دره ها، دامنه تپه ها، تپه ماهورها، و يا به صورت خاکريز مي باشد. انتخاب نهايي محل دفع باطله معمولاً براساس نقشه برداري دقيق محل ، نتايج طراحي مهندسي و مطالعات هزينه ، ارزيابي اثرات زيست محيطي و نتيجه جلسات عمومي انجام مي گيرد[٤].
انتخاب محل يک دپو يک مشکل پيچيده مهندسي مي باشد که شامل ملاحظات مالي، زيست محيطي و ملاحظات ايمني
است ، اين مشکلات در زير توصيف شده اند[١]:
١- ملاحظات مالي شامل هزينه هاي تخليه ، ساخت جاده ، حمل و نقل مواد باطله و توانبخشي و بازسازي محل مي باشد.
٢- ملاحظات زيست محيطي شامل امکان توليد اسيد و واکنش پذيري، زهکشي مورد نياز که بوسيله تجزيه و تحليل نقاط تخليه آبهاي زيرزميني تعيين مي شود، اثرات آن بر موجودات زنده ، وجود آلودگي هاي فيزيکي آب زيرزميني در اثر هوازدگي مواد باطله ، و اقدامات براي حفاظت از محيط اطراف از آلاينده ها توسط شاخص فيزيکي بازسازي دپوهاي باطله معدن مي باشد.
٣- ملاحظات ايمني نياز به آناليز پايداري ساختاري دارد زيرا دپوها بايد به گونه اي طراحي شوند که فرسايش ، مهاجرت آلاينده ها به محيط اطراف و ديگر احتمالات شکست را به حداقل رسانند.
بسياري از مدل هايي که تعريف شده اند، مدل هاي پشتيباني تصميم گيري هستند، برخي از اين مدل ها مانند ارزيابي ريسک ، ارزيابي اثرات زيست محيطي، تجزيه و تحليل هزينه -سود، تصميم گيري چند معياره ، به عنوان بخشي از فرايند تصميم گيري مي باشند[٥]. با توجه به اهميت انتخاب محل دپوي باطله در معادن روباز، در اين زمينه کارهاي مختلفي انجام شده است .
حکمت و همکارانش (٢٠٠٨) محل دپوي باطله را توسط روش هاي MADM (شامل SAW ،AHP و TOPSIS )
انتخاب کردند[٦]. Golestanifar و Bazazi (٢٠٠٩) با استفاده از الگوريتم WDL در وضعيت نامشخص انتخاب گروهي را براي محل دپوي باطله در معادن روباز مورد بررسي قرار دادند [٧]. Yesilnacar و Cetin (٢٠٠٥) به انتخاب محل دپوي باطله هاي خطرناک پرداختند، آنها بر روي يک مطالعه ي موردي در منطقه GAP کار کردند [٨].Ekmekciog و ديگران (٢٠١٠) روش دفع باطله فازي چند معياره را به کار بردند و پس از آن به انتخاب محل براي مواد زائد جامد شهري پرداختند [٩]. Kumral و Dimitrakopoulos (٢٠٠٨) به انتخاب محلهاي دپوي باطله با استفاده از الگوريتم جستجوي تابو پرداختند .[1]
اورعي و گودرزي (٢٠٠٧) به بررسي روش معمول براي توزيع سنگ هاي باطله بين محل هاي دپوي مواد در معادن روباز پرداختند [١٠]. Galante و ديگران (٢٠١٠) دو هدف متناقض را ارزيابي کرده اند، اين اهداف عبارتند از به حداقل رساندن هزينه ها و به حداقل رساندن اثرات زيست محيطي که بوسيله ميزان آلودگي اندازه گيري مي شود، بنابراين طراحي سيستم مديريت فاضلاب يکپارچه در چارچوب بهينه سازي چند هدفه را بررسي کردند، براي تعيين بهترين راه ، روش هاي برنامه - ريزي آرماني، مجموع وزن دار و فازي چند هدفه به کار گرفته شدند [١١].
در برخي از مطالعات فوق انتخاب بدون در نظر گرفتن تصميم گيري تحت شرايط نامطمئن انجام گرفته اند. نظريه مجموعه ي فازي مجموعه هاي معمولي و يا کلاسيک را براي مدل و شبيه سازي مفاهيم زباني در حوزه مشخص شده توسط داده هاي ناقص ، مبهم ، نامشخص و مبهم بکار مي برد [١٢]. همچنين ، روش VIKOR ابزاري مفيد براي تصميم گيري در شرايط پيچيده و چند معياره ميباشد. در اين مقاله ترکيبي از روش فازي و روش VIKOR براي انتخاب بهترين محل براي دپوي مواد باطله در معدن طلاي ساري گوناي به کار گرفته شده است .
٢- مجموعه ي فازي
اين نظريه براي اولين بار توسط لطفي زاده (١٩٦٥) ارائه شده است [١٣]. با توجه به عدم اطمينان از اطلاعات و مبهم بودن احساسات انسان ، ارائه دقيق ارزش عددي براي اين مفاهيم و ارزيابي دقيق انتقال احساس و شناخت از اشياء براي تصميم گيرندگان دشوار است . بنابراين ، بسياري از پارامترهاي انتخاب را نمي توان به دقت بدست آورد [٩]. بنابراين ، ارزيابي مناسب بودن داده ها براي معيارهاي مختلف ذهني و وزن معيارها معمولاً در شرايط زباني توسط تصميم گيرندگان بيان مي شود [١٤].
٣- عدد فازي
مجموعه فازي توسط تابع عضويت تعريف مي شود، تابع عضويت به هر عنصر x در مجموعه ي مرجع X عدد حقيقي در بازه [٠ ، ١] را اختصاص مي دهد. عدد فازي مثلثي را مي توان توسط سه مولفه ي (a, b, c) تعريف کرد.
تابع عضويت به صورت زير تعريف مي شود [١٥] :
٤- فازي VIKOR
روش MCDM را مي توان براي تعيين راه حل مطلوب از ميان گزينه هاي متعدد با معيارهاي متضاد بکار برد [١٦]. هدف اصلي از MCDM يافتن راه حل بهينه با حداکثر اثربخشي از طريق کمترين هزينه است [١٧].
مراحل اصلي تصميم گيري چند معياره به شرح زير است [١٨]:
(الف ) ايجاد معيار ارزيابي سيستمي که مربوط به توانايي هاي سيستم هدف است ؛ (ب ) توسعه سيستم هاي جايگزين ديگر را براي رسيدن به اهداف (ايجاد جايگزين ) ؛ (ج ) ارزيابي گزينه ها از نظر معيار(مقادير توابع معيار) ؛ (د) استفاده از روش تجزيه و تحليل اصولي چند هدفه ؛ (ه ) قبول يک جايگزين به عنوان "مطلوب " (دلخواه ) ؛
(و) اگر راه حل نهايي قابل قبول نيست ، جمع آوري اطلاعات جديد و رفتن به تکرار بعد از بهينه سازي .
VlseKriterijumsa Optimizacija I Kompromisno Resenje)VIKOR) توسط Opricovic در سال ١٩٩٨ معرفي گرديد[١٩]، و براي حل مسائل تصميم گيري فازي چند معياره و بهترين راه حل توافقي در وضعيت موجود بکار گرفته شد. روش فازي VIKOR حداکثر "بهره وري گروه " "اکثريت " و حداقل تاسف فردي "مخالف " را فراهم مي کند، راه حل توافقي به دست آمده مي تواند به راحتي توسط تصميم گيرندگان پذيرفته شود[٢٠]. مفاهيم راه حل هاي توافقي براي اولين بار توسط YU (١٩٧٣) [٢١] و Zeleny (١٩٨٢) آغاز شد[٢٢]. راه حل توافقي راه حل است که نزديکترين راه حل به ايده آل مي باشد[17]، و توافق به معناي موافقت ايجاد شده توسط امتيازات متقابل است ، در شکل ١ اين مطلب بوسيله
نشان داده شده است .
شکل ١: راه حل توافقي و ايده آل
رويکرد فازي VIKOR که اولين بارتوسط Wang و ديگران (٢٠٠٦) با روش فازي ترکيب شد[٢٣] و به صورت فازي ويکور (Fuzzy VIKOR) شناخته شده شامل مراحل زير است :
مرحله ١: ايجاد گزينه هاي ممکن ، تعيين معيارهاي ارزيابي، و تشکيل تصميم گيرندگان . فرض کنيم که چندين گزينه m، k معيار ارزيابي و n تصميم گيرنده وجود دارد[٢٤].
مرحله ٢: شناسايي متغيرهاي زباني مناسب براي وزن اهميت معيار و امتياز براي گزينه ها با توجه به هر معيار (همانطور که در جدول ١ و جدول ٢ نشان داده شده است ).
جدول ٢: متغيرهاي زباني براي امتيازدهي به گزينه ها [١٧]
مرحله ٣ : يکپارچه کردن اولويت ها و نظرات تصميم گيرندگان . تصميم توسط گردآوري وزن فازي معيارها و درجه فازي گزينه ها که بوسيله نظرات n تصميم گيرنده بدست مي آيد، محاسبه مي شود[٢٤]:
علاوه بر اين ، اولويت ها و نظرات n تصميم گيرنده با توجه به معيار j براي وزن مهم هر معيار و درجه ي هر گزينه در گزينه i ام مي تواند بدين صورت محاسبه شود[٢٤]:
مرحله ٤: محاسبه ميانگين وزن فازي و ساخت ماتريس تصميم گيري (نرمال ) فازي
