بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین چالشهای سازمانهای خدمات اضطراری و حیاتی مانند آتشنشانی، ارائه خدمات در سطح استاندارد به تمامی افراد جامعه با صرف حداقل زمان ممکن میباشد. از وظایف ایستگاههای آتشنشانی تضمین امنیت جانی و مالی شهروندان، به کمک تجهیزات متناسب با نوع حادثه میباشد. در راستای کاهش ریسک کل سیستم، تخصیص بهینه انواع تجهیزات و ماشینآلات آتشنشانی به ایستگاهها اهمیت مییابد. به منظور تخصیص بهینه تجهیزات آتشنشانی به ایستگاهها، ریسک ناحیه تحت پوشش هر پایگاه با توجه به ماهیت حوادثی که در آن ناحیه رخ میدهد، محاسبه میگردد. ریسک هر ناحیه به کمک تحلیل سلسلهمراتبی در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی از حاصلضرب امتیاز احتمال رخداد در امتیاز شدت اثر حوادث محاسبه میگردد. این تحلیل ریسک نقش اساسی در راستای اولویتدهی مناطق جهت تخصیص تجهیزات و ماشینآلات موجود خواهد داشت.
بدین صورت که پس از شناسایی ریسک هر یک از مناطق موجود در سطح شهر، تخصیص مناسبتری از امکانات و تجهیزات در مواقع حادثه صورت خواهد پذیرفت. بر اساس موارد ذکر شده در خصوص تخصیص تجهیزات آتشنشانی به ایستگاهها، از ابزارهای مدلسازی ریاضی استفاده میشود. در این راستا با در نظر گرفتن وضعیت جاری شهر مشهد، تجهیزات بهگونهای در ایستگاهها مکانیابی میشوند که در کل، ریسک موجود در سطح مشهد به حداقل مقدار ممکنه برسد. با توجه به مطالعات صورت گرفته، مبحث تخصیص تجهیزات آتشنشانی به ایستگاهها، در مقالات و کارهای عملی انجام شده بهصورت محدود مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و غالب کارهای انجام شده صرفا جنبه تئوری داشته و در عمل قابل اجرا نمی باشند. بنابراین با توجه به اهمیت موضوع و ماهیت پیچیده این مساله در شرایط دنیای واقعی، طراحی یک مدل مناسب امدادرسانی با درنظر گرفتن کلیه محدودیتها میتواند تأثیرات مثبت اجتماعی و همچنین اقتصادی به همراه داشته باشد. در مدل برنامهریزی آرمانی ارائه شده، هدف تخصیص تعداد و انواع مناسبی از تجهیزات و ماشینآلات، با توجه به استاندارد و ریسک حوادث هر ایستگاهها میباشد.
کلمات کلیدی: آتشنشانی؛ برنامهریزی آرمانی؛ تخصیص؛ تصمیمگیری چند معیاره؛ سیستم اطلاعات جغرافیایی
-1 مقدمه
امروزه با گسترش روز افزون شهرها و تجمع انسانها در این نواحی، احتمال رخداد حوادث و از بین رفتن سرمایههای جانی و مالی افزایش مییابد. مقابله با این حوادث و پیامدهای زیانبار آنها از مهمترین اهداف سازمان آتشنشانی میباشد. به این منظور تخصیص بهینه انواع تجهیزات و خودروهای آتشنشانی به ایستگاههای آتشنشانی با هدف کاهش ریسک کل سیستم اهمیت مییابد. در این مطالعه، ابتدا با درنظرگرفتن ویژگیهای هر منطقه، سطح ریسک هر ایستگاه آتشنشانی مشخص میشود. این تحلیل ریسک نقش اساسی در راستای اولویتدهی مناطق جهت تخصیص نیروها و تجهیزات موجود خواهد داشت. بدین صورت که پس از شناسایی ریسک بالقوه هر یک از مناطق موجود در سطح شهر، تخصیص مناسبتری از تجهیزات به ایستگاهها صورت خواهد پذیرفت. در مطالعه موردی این مطالعه، با در نظر گرفتن وضعیت جاری شهر مشهد، تجهیزات بهگونهای در ایستگاهها مکانیابی میشوند که در کل، ریسک موجود در سطح مشهد به حداقل مقدار ممکنه برسد. در این راستا، از ابزارهایی مانند تصمیمگیری چندمعیاره1، سیستم اطلاعات جغرافیایی2 و مدلسازی ریاضی استفاده شده است.
-2 مرور ادبیات
مطالعاتی که در زمینه بهینهسازی سازمانهای خدمات اضطراری، و بهطور خاص، سازمان آتشنشانی صورت گرفته است را میتوان بهصورت زیر دستهبندی نمود: - 1 مکانیابی تسهیلان اضطراری، - 2 تخصیص تجهیزات و ماشینآلات به ایستگاهای آتشنشانی، - 3 تخصیص ایستگاههای آتشنشانی به نقاط حادثهدیده. در این مطالعه هدف ارائه رویکردی بهینه جهت تخصیص تجهیزات به ایستگاهها ارائه میشود. بنابراین در بخش 1-2 برخی از جدیدترین مطالعات صورت گرفته در این زمینه بررسی میشود.
-1-2 تخصیص خودروها و تجهیزات به ایستگاهها
مدلهای بهینهسازی مرتبط با مکانیابی خودروهای خدمات اضطراری که تاکنون ارائه شدهاند، اغلب به بحث خدمات پزشکی اضطراری پرداختهاند. این در حالی است که مکانیابی خودروهای سازمانهایی مانند آتشنشانی به علت تنوع در انواع و نوع کاربری خودروها در حوادث مختلف، حائز اهمیت میباشد. توابعی که بهطور معمول برای مکانیابی آمبولانسها بررسی میشود، با هدف حداکثر نمودن پوشش با رویکردهایی مانند، ماکزیممسازی پوشش3 و یا ماکزیممسازی میزان دردسترس بودن خدمتدهندهها میباشند. این در حالی است که در سالهای اخیر، حداکثرسازی احتمال زنده ماندن افراد، در نظر گرفته میشود. چراکه این رویکرد در نهایت منجر به پوشش بهتر میشود .[1] از جمله مطالعاتی که با هدف حداکثرسازی پوشش به مکانیابی تسهیلات امداد پرداختهاند میتوان به مقالات جیا و همکاران در سال [2] 2007 با استفاده از الگوریتم ژنتیک، Alsalloum و Rand در سال [3]2006 ، با استفاده از برنامهریزی آرمانی اشاره نمود. همچنین فرض احتمال مشغول بودن تسهیلات در مدلهای احتمالی مساله پوشش، مانند مساله حداکثرسازی پوشش موردانتظار4 بررسی میشود. از جمله مقالاتی که با این هدف به مکانیابی آمبولانسها پرداختهاند، پژوهش Rajagopalan و همکاران - 2008 - میباشد. در این مقاله از سه الگوریتم ژنتیک، جستجوی ممنوعه و شبیهسازی تبرید به منظور مقایسه جوابها استفاده شده است .[4]
چیو و همکاران در سال2010، یک مدل برنامهریزی عدد صحیح برای تخصیص انواع وسایل نقلیه اضطراری به ایستگاه های کاندید، بهمنظور حداکثرکردن پوشش ارائه نمودند. در مدل پیشنهادی، زمانی که درخواست اضطراری برای وسیله نقلیه نوع v دریافت میشود، مرکز فرماندهی وسیله نقلیه بیکاری که در نزدیکترین ایستگاه به محل حادثه قرار دارد، جهت اعزام انتخاب میکند . این در حالی است که ممکن است این وسیله مشغول باشد و در دسترس نباشد. از اینرو میبایست احتمال مشغول بودن را برای هر وسیله، در هر نقطه حادثه محاسبه نمود. در این مطالعه بر خلاف مدلهای پیشین، تغییرات زمان سفر و فراوانی تقاضا در بازههای مختلف در روز در نظر گرفته میشود. همچنین مدل پیشنهادی از جهت افزودن ایستگاههای جدید، افزایش ظرفیت ایستگاهها و تعداد نیروهای امداد، انعطافپذیر میباشد .[5] همچنین هوانگ و فن در سال 2011 رویکرد مشابه حداکثرسازی پوشش نقاط حادثه را جهت تخصیص تعداد محدودی از تجهیزات آتشنشانی و آمبولانس به ایستگاههای آتشنشانی سنگاپور ارائه نمودند. در مدل پیشنهادی فرض بر آن است که در دسترس بودن وسایل نقلیه و زمان سرویسدهی آنها که به علت نوسانات ترافیکی و یا اختلالات ناگهانی در سیستم حمل و نقل میباشد، با عدم قطعیت روبهرو است. از اینرو، برنامهریزی تصادفی یا بهینهسازی پایدار جهت حل مدل پیشنهادی ارائه شده است .[6]
کنایت و همکاران در سال 2012، مدلی جهت استقرار سرویسهای امدادرسانی - آمبولانسها - ، به منظور حداکثر نمودن احتمال زنده ماندن بیماران ارائه نمودند. در این مدل سه دستهبندی از بیماران با زمانهای پاسخ متفاوت و شرایط مختلف پزشکی در نظر گرفته شده است. بهطوریکه برای هر یک از انواع بیماران، تابع احتمال زنده ماندن بهصورت مجزا تعریف شده است. رویکرد پیشنهادی در سیستم امدادرسانی والس، به دلیل در نظر گرفتن همزمان معیار پاسخگویی در زمان معین و احتمال زنده ماندن بیماران در چندین دسته، منجر به تخصیص بهتری از آمبولانسها به ایستگاهها گردید. همچنین رویکردی تقریبی برای توسعهی تصادفی مدل ارائه شده است .[7] پیرز و همکاران - 2015 - ، یک مدل ریاضی به منظور بازنگری مکان ایستگاههای آتشنشانی و نحوهی تخصیص ناوگانها - تخصیص وسایل نقلیه به ایستگاهها - در شهر سانتیگو ارائه نمودند. بهطوریکه هدف، افزایش سطح خدمت در پاسخگویی به حوادث در یک زمان از پیش تعیین شده میباشد. مدل ریاضی پیشنهادی، یک مدل چند دورهای با در نظر گرفتن بازههای زمانی و منابع متفاوت - ایستگاهها و وسایل نقلیه - و حوادث مختلف میباشد. انواع حوادث شامل حریق و نجات در ده دسته تقسیمبندی شده است. همچنین شش نوع تجهیز و خودور آتشنشانی دردسترس میباشد. این تجهیزات با توجه به ماهیت هر یک از حوادث به آنها تخصیص یافته است .[8]
-3 روش تحقیق
هر یک از ایستگاهها با توجه به منطقهای که در آن واقع شدهاست، با سطح ریسک متفاوتی روبهرو است. بهطوریکه ریسک هر ایستگاه از حاصلضرب احتمال رخداد و شدت اثر حوادث، با استفاده از تحلیل سلسلهمراتبی در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی محاسبه میگردد. از اینرو ریسک ناحیه تحت پوشش هر ایستگاه میتواند به عنوان معیار مهمی از جهت شناسایی حوادثی که امکان دارد در آن ناحیه رخ دهد، مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی هریک از این حوادث به تجهیزات و ماشینآلاتی نیازمند هستند تا بتوانند در حداقل زمان و کمترین میزان ریسک ممکن، حادثه مربوطه را پوشش دهند. بنابراین تعیین تعداد و نوع تجهیزات تخصیص یافته به هر ایستگاه، اهمیت مییابد. در بخش4 مدل برنامهریزی آرمانی با هدف تعیین تعداد و انواع تجهیزات و ماشینهای آتشنشانی تخصیص یافته به هر ایستگاه، ارائه شده است.
-4 مدلسازی ریاضی
رویکرد ارائه شده برای تخصیص تجهیزات به ایستگاهها با استفاده از برنامهریزی آرمانی میباشد. بهطوریکه تعداد تجهیزات تخصیص یافته به هر ایستگاه به تعداد استاندارد تعریف شده برای هر ایستگاه همگرا شده و انحرافات از این تعداد استاندارد، حداقل شود. در این میان با توجه به اینکه هر یک از ایستگاهها دارای ناحیه تحت پوشش منحصر بهفرد و در نتیجه ریسک متفاوتی هستند، میبایست ضریبی به عنوان ریسک هر ایستگاه در تعداد انحراف از آرمان تعریف شده ضرب شود. در ادامه پس از معرفی متغیرها و پارامترهای مورد استفاده، مدل ریاضی پیشنهادی ارائه میشود.
علائم:
: J مجموعهای از وسایل نقلیه J j
: I مجموعهای از ایستگاهها i I پارامترها:
: aij تعداد استاندارد مورد نیاز از تجهیز j ام در ایستگاه i ام
: i ریسک ایستگاه i ام I iمتغیرها:
: yij تعداد تجهیز تخصیص یافته از نوع j به ایستگاه i
: nij متغیر کمبود از تعداد استاندارد تجهیز نوع j ام تخصیص یافته به ایستگاه i ام
: pij متغیر مازاد از تعداد استاندارد تجهیز نوع j ام تخصیص یافته به ایستگاه i ام
مدل ریاضی:
مدل پیشنهادی با هدف حداقل نمودن میزان انحرافات از تعداد استاندارد تجهیز تخصیص یافته به هر ایستگاه، بهطوریکه ریسک کل سیستم کاهش یابد، بهصورت زیر میباشد:
تابع هدف : - 1 - حداقل نمودن میزان انحرافات از تعداد استاندارد تجهیزات تخصیص یافته به ایستگاهها.
محدودیت : - 2 - تعداد تجهیزات تخصیص یافته به هر ایستگاه، تا حد امکان به تعداد استاندارد تعریف شده، همگرا شود.
محدودیت : - 3 - حداکثر وسایل نقلیه تخصیص یافته به ایستگاهها برابر با تعداد کل تجهیزات دردسترس میباشد.
-5 نتیجه گیری
از عوامل تشدید کننده پیامد حوادث میتوان به آمادگی ناکافی ایستگاههای آتشنشانی در زمان وقوع حادثه از نظر برنامهریزی تجهیزات اشاره کرد. و درصورتیکه برنامهریزی یکپارچهای برای مقابله با حوادث غیرمترقبه انجام نگیرد، ممکن است جان افراد بسیاری به خطر بیفتد. این در حالی است که میتوان با اتخاذ تدابیر مناسب و امدادرسانی به موقع از صدمات مالی و جانی جلوگیری بعمل آورد. لذا مکانیابی بهینه تجهیزات و خودورهای آتشنشانی در ایستگاهها بهمنظور ارائهی خدمات در کوتاهترین زمان به افراد حادثه دیده ضروری به نظر میرسد. هدف این مطالعه مکان یابی بهینه تجهیزات و خودروهای آتشنشانی در ایستگاهها با توجه به ریسک ناحیه تحت پوشش هر ایستگاه میباشد. ریسک هر ایستگاه به کمک تحلیل سلسلهمراتبی در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی از حاصلضرب امتیاز احتمال رخداد در امتیاز شدت اثر حوادث محاسبه میگردد. سپس با در نظر گرفتن ریسک بدست آمده و سایر ورودیهای مساله، مدل برنامهریزی آرمانی با هدف کاهش ریسک کل سیستم ارائه شده است .
