بخشی از مقاله
چکیده
در دهههاي اخیر، بحرانهاي طبیعی، به دلیل عواملی نظیر رشد جمعیت، تغییرات شرایط جوي و یکپارچگی سامانهها، رشد چشمگیري داشته و هر ساله نیز میلیونها انسان بواسطه بحرانهاي طبیعی یا انسانی، آسیب میبینند؛ لذا نیازمند یک مدل یکپارچه هستیم که کلیه فرآیند پیش و پس از بحران را بصورت یکپارچه در نظر بگیرد. مدل یکپارچه تصادفی ارائه شده در این مقاله شامل دو دسته تصمیمات است؛ تصمیمات مرحله اول شامل انتخاب محل احداث انبارهاي منطقهاي از بین نقاط کاندید و میزان پیشموجودي ذخیره شده در آنها و تصمیمات مرحله دوم شامل طراحی شبکه توزیع اقلام امدادي و تعیین جریان کالایی درون آن است. تابع هدف این مدل کمینهسازي هزینههاي زنجیره امدادرسانی است. در نهایت جهت بررسی کارایی مدل از یک مطالعه موردي با دادههاي واقعی از سناریوهاي زلزله در تهران بزرگ و خسارات ناشی از آنها، استفاده خواهد شد.
.1 مقدمه فاجعه یا بحران ، به مجموعه حوادثی اطلاق میگردد که منجر به مختل شدن ارتباطات زیستمحیطی بشر با محیط اطرافش است .[2] بحران میتواند طبیعی - زلزله، سیل، طوفان - یا انسانی - حمله تروریستی، نشت مواد شیمیایی - باشد. ماهیت تصادفی بودن و غیرقابل پیشبینی بودن بحرانهاي طبیعی ایجاب مینماید که طرحهاي بحرانی جامعی جهت کاهش و تسکین خطرات و نتایج ناشی از بحران ارائه شود. برنامهریزي جهت رویارویی با این قبیل پیامدها و آگاهی عمومی مردم موجب کاهش خسارات جانی و مالی میشود که این امر رویکرد اصلی واکنشهاي امدادي است .[3] بعد از اینکه سازمانهاي امدادرسانی تجهیز شده و در پایگاههاي خود مستقر شدند، وظیفه اصلی و تعیینکننده در امدادرسانی، توزیع اقلام امدادي یا لجستیک امداد است.
لجستیک امداد ضمن ایجاد هماهنگی بیشتر در تحویل کالاها و ارتباطات بین لایهها، موجب افزایش سرعت تحویل و پاسخگویی میگردد .[4] بطور کلی میتوان گفت جهت نیل به اهداف مدیریت بحران، لجستیک به عنوان حوزهاي است که میتواند بهبود زیادي ایجاد کند و یکی از استراتژيهاي لجستیکی جهت حرکت به سوي پاسخگویی سریعتر و بهتر، مکانیابی از پیش انبارهاي موجودي است. در این قسمت، مکانیابی از بعد جغرافیایی با توجه به فاکتورهایی نظیر هزینه، عدالت و زمان پاسخ مد نظر است .[5] وقتی یک حادثه اتفاق میافتد خیلی راحت میتوان پی برد که آیا سیستم پاسخدهی به بحران کارآمد بوده یا خیر. خوشبختانه برنامهریزي مدیریت بحران و بهینهسازي عملیات امدادرسانی میتواند کارآمدي سیستم پاسخدهی را افزایش دهد.
[6] ایران نیز بعلت قرار داشتن در قسمت میانی کمربند پرتنش آلپ- هیمالیا، که هنوز به تعادل نهایی نرسیده است، هر از گاهی شاهد زمینلرزهاي مخرب بوده است. فشردگی لایههاي زیرین ساختار صفحات ایران سبب چینخوردگی و قرار گرفتن ما در معرض تنش دائمی گردیده که عامل اصلی بیشتر زمینلرزههاي ایران است. غیرقابل پیشبینی بودن بعضی از این حوادث، بعلاوه تعداد زیاد قربانیان آنها، زمینه امدادرسانی و تدارکات به حادثهدیدگان را به یکی از حساسترین زمینههاي عملیات امداد و نجات تبدیل میکند.
.2 مرور ادبیات مرور ادبیات بر اساس تقسیمبندي عملیاتهاي امداد به دو دسته پیش از بحران و پس از بحران است. عملیات قبل از بحران شامل دو دسته فعالیت است؛ فعالیتهایی که نقش برنامهریزي استراتژیک داشته مانند مکانیابی تسهیلات و پیشموقعیت موجودي، و فعالیتهایی که نقش کاهش اثر بحران دارند مانند تخلیه و فعالیتهاي مربوط به پدافند غیرعامل. عملیات بعد از بحران به آن دسته فعالیتها اطلاق میشود که پس از وقوع بحران آغاز میشوند که به دو دسته کوتاهمدت و بلندمدت قابل تقسیم است.
برنامهریزي کوتاهمدت شامل فعالیتهایی میشود که بلافاصله پس از وقوع بحران باید انجام شوند نظیر توزیع اقلام امدادي به آسیبدیدگان، توزیع اقلام پزشکی به بیمارستانها، تخلیه و ساماندهی افراد بیسرپناه و انتقال و درمان آسیبدیدگان . برنامهریزي بلندمدت شامل فعالیتهایی میشود که به بازه چند روزه بعد از وقوع بحران آغاز میشوند مانند بهبود ، ساخت و ساز مجدد و مواجهه با بحرانهاي همزمان.
.2.1 مکانیابی تسهیلات
مدلهاي مکانیابی تسهیلات غالبا مبتنی بر برنامهریزي عدد صحیح مخلوط با متغیرهاي تصمیم مکانی صفر و یک هستند. اکثر مدلهاي مکانیابی موجود در ادبیات تک-پریودي بوده چراکه فقط فاز پیش از بحران را در نظر گرفتهاند.[7] ناجی و همکاران [8] یک مدل مکانیابی را ارائه کردند که در آن نقاطی از میان تعدادي نقطه بالقوه انتخاب شده و مردم براي دریافت اقلام امدادي به این مکانها مراجعه میکنند.
نیاز این مراکز توزیع نیز توسط یک تامینکننده تامین میشود. الگوریتم ابتکاري جستجوي محلی تغییریافته براي حل این مدل مورد استفاده قرار گرفت. هدف مدل کمینه کردن کل مسافت طی شده توسط وسائل نقلیه بوده است. بالکیک و همکاران [4] ، یک مدل تک هدفه توسعه دادند که تعداد و مکان مراکز توزیع در شبکه امدادرسانی و مقدار کالایی که باید در هر مرکز ذخیره شود را مشخص میکند. مدل آنها چندکالایی بوده و محدودیت بودجه نیز در آن در نظر گرفته شده است.
.2.1.1 با درنظر گرفتن توزیع اقلام امدادي و پیشموقعیت موجودي
دستهاي دیگر از مدلهاي مکانیابی، پیشموقعیت موجودي و توزیع اقلام امدادي را بصورت ترکیبی در مدل خود درنظر میگیرند که اغلب با هدف کاهش هزینه است. این مدلها با در نظر گرفتن جنبههایی نظیر تعیین ساختار سازمانی اولویتبندي شده، محدودیتهاي بودجهاي و هزینه تقاضاي ارضا نشده توانستند نوآوريهایی ایجاد کنند .[7] رائولز و ترنکوئیست [9] با توجه به عدم قطعیت موجود در مورد زمان و مکان بروز حوادث طبیعی، مدل تصادفی دومرحلهاي عدد صحیح مخلوطی را براي مکانیابی انبارها و همچنین تعیین میزان پیشموقعیت هر کدام از انواع کالا در هر انبار و تعیین جریان در شبکه بعد از وقوع بلایا، تحت سناریوهاي احتمالی ارائه دادند.
متغیرهاي تصمیم مرحله اول شامل مکان تسهیلات انبارش، اندازه آنها و همچنین تصمیمات ذخیرهسازي مقادیر انواع مختلف کالا و تصمیمات مرحله دوم شامل توزیع کالاهاي در دسترس، در فاز پاسخ، با توجه به شرایط هر سناریو میباشد. بعلت پیچیدگی محاسباتی مسئله، الگوریتم ابتکاري لاگرانژ ال-شکل براي حل مسائل با اندازه بزرگ بکار گرفته شد. مت و زابینسکی [10] تصمیمات استراتژیک و عملیاتی مدیریت بحران را در قالب یک مدل تصادفی دومرحلهاي و یک مدل MIP مدلسازي کردهاند.
در مرحله اول مدل تصادفی ارائه شده، انبارهایی براي ذخیره اقلام پزشکی از بین چند کاندیدا انتخاب و سطوح موجودي آنها نیز تعیین میشوند، در مرحله دوم مقدار اقلام پزشکی ارسالی از هر انبار به هر بیمارستان تحت هر سناریو تعیین میشود. سپس اطلاعات تجمیع شده ارسال کالا منتج از مدل تصادفی، در یک مدل MIP تبدیل به برنامه تخصیص وسائل نقلیه براي انتقال اقلام به بیمارستانها شده است. مطالعه موردي این مقاله، بررسی زلزله در سیاتل بوده است. این پژوهش در حالت تک- دورهاي مورد بررسی قرار گرفته و ارتباطات درونلایه را نیز در نظر نگرفته است.
.2.2 توزیع اقلام امدادي و انتقال مجروحان
دستهاي دیگر از مقالات به برنامهریزي توزیع اقلام امدادي و در برخی موارد انتقال مجروحین پرداختهاند که بخشی از آنها مکانیابی تسهیلات را نیز در نظر گرفتهاند.
.2.2.1 تخصیص منابع
مدلهاي تخصیص منابع، به تخصیص منابع یا وظایف، بدون در نظر گرفتن جریان کالاي در هر مسیر میپردازند .[7] زنگ و لینگ [11] یک مسئله برنامهریزي حمل و نقل اضطراري لجستیک امداد را در قالب بهینهسازي فازي چندهدفه مدل کردهاند که در آن سه نوع حمل هوایی، ریلی و زمینی را در نظر گرفته شده است. آنها با استفاده از سه معیار رتبهبندي فازي مرتبط، اعداد فازي را ارزیابی کرده و از همین طریق عدم قطعیت را مدل کردند. در این مدل برنامهریزي حمل و نقل بصورت تخصیص وسائل نقلیه انجام شده است.
براي حل مدل نیز روش بهینهسازي تعاملی استفاده شده است که در آن مسئله اصلی را به مجموعهاي از زیرمسئله تقسیم کرده و پس از حل همزمان زیرمسئلهها و تجمیع آنها، جواب مسئله اصلی را پیدا میکند. این پژوهش نیز تمامی زنجیره تامین امداد را بصورت یکپارچه ندیده و فقط به برنامهریزي حمل و نقل بعد از بحران پرداخته است. همچنین مدل براي حالت تک-دورهاي توسعه داده شده است.
ازدامار و همکاران [12] یک مدل جریان شبکه چند دورهاي و چندکالایی ارائه دادند. فرض مدل آنها این است که تقاضاي فعلی مشخص است ولی ممکن است تقاضا، عرضه یا دسترسی به شبکه در دورههاي زمانی آتی دچار تغییر شوند. بنابراین مدل باید در هر دوره زمانی، با توجه دادههاي جدید، مجددا حل شود. هدف این مدل حداقل کردن تاخیرات ناشی از تحویل اقلام امدادي است. دادهها در این مدل قطعی بوده و تصمیمات اتخاذ شده فقط براي زمان پس از بحران است.
.2.2.2 تعیین جریان کالا
مدلهایی که جریان کالاي درون شبکه را تعیین میکنند، تصمیمات مربوط به مقادیري که باید از هر مسیر مشخص حمل شود را بدون تخصیص هیچ منبعی نظیر وسائل نقلیه، اتخاذ میکنند.
تزنگ و همکاران [13] با در نظر گرفتن 3 هدف کمترین هزینه کل، کمترین زمان ارسال و بیشترین میزان رضایت به تعیین مقدار کالایی که باید از انبارها به نقاط تقاضا ارسال شود پرداخت. حل مدل با بکارگیري منطق فازي در تعیین سطح دسترسی به هر هدف بوده است. شو [14] یک رویکرد ترکیبی گروهبندي-بهینهسازي فازي براي امدادرسانی بلافاصله بعد از وقوع بحران ارائه داده است. روش ارائه شده در این مقاله از دو فرآیند بازگشتی استفاده میکند: - 1 - گروهبندي مناطق آسیبدیده بر اساس شاخصهاي تعریف شده و - 2 - برنامهریزي توزیع اقلام امدادي در قالب تعیین جریان اقلام در شبکه.
.2.2.3 تعیین جریان کالا و تخصیص منابع
اغلب مدلهایی که در حوزه توزیع اقلام و انتقال مجروحین ارائه شدهاند، تعیین جریان کالا و تخصیص منابع را بصورت توأمان انجام میدهند. نجفی و همکاران [15] یک مدل تصادفی چندهدفه، چندکالایی و چند دورهاي ارائه دادند که توزیع اقلام امدادي، حمل و نقل مجروحین و تخصیص وسائل نقلیه را بعد از وقوع زمینلرزه برنامهریزي مینماید. آنها از یک رویکرد پایدار براي اطمینان از عملکرد مناسب برنامه در شرایط مختلف بعد از زلزله، نیز استفاده نمودند.
هاونگ و همکاران [16] با در نظر گرفتن اهداف بشردوستانه، مدلی براي برنامهریزي تخصیص منابع و توزیع اقلام امدادي توسعه دادند. آنها سه هدف »کاهش تعداد تلفات«، »کاهش هزینه تاخیر در ارسال اقلام « و » عدالت در توزیع« را براي مدل خود برگزیدند . بروزرسانی اطلاعات بحران و تصمیمگیري در مورد آنها نیز از طریق رویکرد افق غلطان در شبکه وارد شده است. براي حل مسئله از الگوریتم نابرابري تغییرات استفاده شده است.
.2.3 نوآوريهاي این مقاله
با توجه به مرور ادبیات ارائه شده و شکافهایی که بین مدلهاي موجود و مدل یکپارچه مدیریت بحران، در این پژوهش نوآوريهایی بکار رفته است که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد. در این پژوهش یک مدل تصادفی دومرحلهاي خطی صفر و یک در فضاي عدم قطعیت توسعه داده شد که داراي ویژگیهاي زیر است؛
-1 تاثیر ارتباطات دوطرفه بین دو توزیعکننده در یک لایه از زنجیره در مدلی که در این پایاننامه ارائه شده است، علاوه بر اینکه ارتباطات بین لایههاي مختلف در نظر گرفته میشود، ارتباطات درون لایهاي نیز در نظر گرفته خواهد شد . ویژگی ارتباط دوطرفه این انعطافپذیري را به مدل خواهد داد که بین هزینه کمبود یکی از انبارها و هزینه انتقال کالا از انبارهاي اطراف، بالانس انجام داده و تصمیمی در راستاي اهداف در نظر گرفته شده اتخاذ نماید. زیرا در شرایط بحران کمبود یک کالا، نظیر بسته امدادي و دارویی، ممکن است تبعات جبرانناپذیري را در پی داشته باشد.
-2 چندمرحلهاي در نظر گرفتن فاز پاسخ بحران فاز پاسخ بحران در این پژوهش بصورت چندمرحلهاي در نظر گرفته شده است که منجر به افزایش واقعگرایی مدل خواهد شد.
-3 تخصیص مناطق آسیبدیده به انبارها جهت تمرکز توزیع با تعریف یک متغیر صفر و یک جهت تعیین ارتباط بین انبارها و مناطق آسیبدیده، هر منطقه آسیبدیده فقط و فقط به یک انبار تخصیص پیدا خواهد کرد که با در نظر گرفتن امکان رابطه دوطرفه بین انبارها، هر انبار نقش یک نقطه متمرکز توزیع را براي مناطق تحت پوشش خود ایفا خواهد نمود. -4 پیادهسازي مدل ارائه شده براي یک مورد واقعی - شهر تهران بزرگ - همواره در تحقیقات علمی، قابلیت پیادهسازي مدل براي شرایط واقعی، یکی از ویژگیهاي مد نظر است. در این پژوهش تلاش شده است، مستندترین اطلاعات در این زمینه جمعآوري گردد. اطلاعات مورد استفاده در این پژوهش، از گزارش نهایی ریزپهنهبندي لرزهاي تهران بزرگ، تهیه شده توسط جایکا ، گردآوري شده است.
