بخشی از مقاله
چکیده
متروی تهران در چند سال اخیر در یک بازهی کوتاه توسعهای بیسابقه داشته است و به یکی از وسیلههای اصلی حمل و نقل عمومی تبدیل شده است. روند رو به رشد میزان تقاضا و تراکم بالای مسافرین نیازمند بررسی و توجه زیاد به مشکلات و طرح و برنامهریزی اقدامات پیشگیرانهی ایمنی مترو در شرایط اضطراری است. به دلیل محیط بسته و فضای ایستگاهها و تونلهای شبکهی حمل و نقل زیر زمینی، حوادث گوناگونی میتواند باعث ایجاد شرایط اضطراری در شبکهی مترو شود. آتشسوزی در سیستمهای حمل و نقل زیرزمینی ریلی - به عنوان مثال در تونلها و ایستگاهها - میتواند باعث پیامدهای ویرانکنندهای شود.
حوادث متروهای جهان و همینطور وقایع اخیر متروی تهران - اگرچه تلفات جانی نداشته است - اهمیت موضوع را نشان میدهد. تراکم مسافرین و ازدحام در سکوها و مسیرهای خروجی باعث کند شدن روند تخلیه میشود. مدلهای مختلفی از جمله مدل اتوماتای سلولی، مدل جریان مبنا، مدل سیستم ذرات و مدل عامل مبنا برای شبیهسازی روند تخلیه مکانهای عمومی و ساختمانها وجود دارد. مدلسازی عامل مبنا یکی از مدلهای بهروز و کارآمد در روند تخلیه بوده و مناسب برای شبیهسازی تخلیه فضاهای پیچیده از جمله ایستگاههای مترو است.
بنابراین با مدل کردن افراد و شبیهسازی تخلیه ایستگاه مترو میتوان زمان کل تخلیه یک ایستگاه مترو را برای سناریوهای مختلف بدست آورد. مدل ایجاد شده در نرمافزار NetLogo کدنویسی و شبیهسازی روند تخلیه برای حالتهای مختلف پله برقی ها اجرا شد. در این مطالعه با سناریو سازی چهار حالت عملکرد پله برقیها در یک سکوی ایستگاه مترو با دو خروجی، زمان کل تخلیه برای حالتهای مختلف بدست آورده شد. نتایج نشان داد با افزایش پله برقیها و تغییر جهت آنها به سمت بالا، زمان تخلیه به شکل قابل توجهی کاهش مییابد. این موضوع میتواند در مدیریت تخلیه ایستگاههای مترو در شرایط بحرانی و همینطور طراحی ایستگاههای مترو در آینده موثر باشد.
.1 مقدمه
افزایش جمعیت کلان شهرها و به تبع آن افزایش ازدحام و ترافیک معابر شهری ، آلودگی هوا و خطرات بهداشتی و زیست محیطی مرتبط با دود ناشیاز اگزوزِ خودروها، سبب توجه و رشد استفاده از ناوگان حمل و نقل عمومی از جمله مترو شده است. کلانشهر تهران نیز از این قاعده مستثنی نبوده و در پیش گرفتن تمهیدات لازم برای گسترش حمل و نقل عمومی را به امر حیاتی بدل کرده است.
تراکم ترافیک با توجه به رشد سریع شهرها و افزایش وسایل نقلیه موتوری یک مسئله بحرانی در کل دنیا محسوب میشود. برای نمونه سالانه بیش از دو میلیارد ساعت از وقت شهروندان و روزانه بیش از 12 میلیون لیتر بنزین در ترافیک شهر تهران هدر میرود و همینطور پیامدهای مخرب آلودگی هوا بر سلامت حدود 70 درصد منبع آلودگی هوای شهری مربوط به وسایل نقلیه است و ازدحام ترافیکی در این بین سهم به سزایی دارد. خسارت مرگ و میر ناشی از آلودگی هوای شهری سالانه 640 میلیون دلار و خسارت بیماریهای ناشی از آلودگی هوای شهری سالانه 260 میلیون دلار برآورد شده است.
متاسفانه مسئلهی ترافیک را نمیتوان با ساخت مسیرهای بیشتر و پهنهسازیهای موجود به دلیل فضای محدود، زمان طولانی ساخت و هزینههای بالای آن حل کرد.[1] بنابراین گرایش به سوی گسترش و استفاده از حمل و نقل عمومی در کلان شهرها یکی از راه حلهای مناسب و منطقی است. ایجاد و توسعه شبکه مترو در راستای افزایش و رشد ناوگان حمل و نقل عمومی و حل بسیاری از معضلات ترافیکی است.
متروی تهران در چند سال اخیر در یک بازهی کوتاه توسعهای بیسابقه داشته است و به یکی از وسیلههای اصلی حمل و نقل عمومی تبدیل شده است. روند رو به رشد میزان تقاضا و تراکم بالای مسافرین، نیازمند بررسی و توجه زیاد به مشکلات و طرح و برنامه ریزی اقدامات پیشگیرانهی ایمنی مترو در شرایط اضطراری است. جسم و روان شهروندان یکی از واقعیتهای تلخی است که به همراه دارد.[2]
.2 تعریف مسأله و اهداف تحقیق
آتشسوزی در سیستمهای حمل و نقل زیرزمینی ریلی - به عنوان مثال در تونلها و ایستگاهها - میتواند باعث پیامدهای ویرانکنندهای شود. طی سالهای گذشته در ایستگاههای متروی شهرهای مختلف دنیا حوادث دلخراشی روی داده است که چند نمونه در ادامه آمده است. در 11 نوامبر سال 2000، در متروی شهر کاپرون1 اتریش، سیستم تهویه قطاری دچار آتشسوزی شد. در این فاجعه تنها 12 نفر جان سالم بردند و 155 نفر مسافر دیگر همگی کشته شدند.[3]
در 18 اکتبر سال 2003، ایستگاه جونگانگو2 متروی شهر دائگو3 در کره جنوبی دچار آتشسوزی شد و 189 نفر کشته و 147 نفر زخمی شدند.آتش از قطاری که در ایستگاه متوقف بود شروع شد .[5 ,4] در 16 مه سال 2005، در ایستگاه رینکبی4 متروی شهر استکهلم در سوئد، قطاری دچار آتشسوزی شد و 12 نفر زخمی شدند.[6] گزارشات این حوادث نشان میدهد انتشار سریع دود و کاستیهای استراتژیهای تخلیه موجب پیامدهای جدی شده است.
با در نظر گرفتن این حوادث و انجام مطالعات گسترده، متخصصین سناریوی آتشسوزی را به عنوان یک سناریو اصلی و بحرانی از سناریوهای ممکن، برای ملاحضات ایمنی در نظر گرفتهاند. تراکم مسافرین و ازدحام در قسمت خروجیها باعث کند شدن روند تخلیه میشود. بنابراین عرض خروجیها و تعداد پله برقیها وجهت آنها از فاکتورهای مهم طراحی ایستگاهها بهشمار میآید. هدف این مطالعه بهکارگیری یک مدل شبیهساز عامل مبنا1 برای بررسی تعداد پله برقیها وجهت آنها بر روند تخلیه سکوهای یک ایستگاه مترو است.
برای رسیدن به این هدف باید رفتارهای مسافرین را درک کنیم . بازآفرینی صحنهی فاجعه دشوار است و همینطور مانورهای تمرینی و انجام تخلیه، اغلب به هزینه و زمان زیادی نیاز دارد.[7] بنابراین با استفاده از رویکرد مدلسازی و شبیهسازی ازدحام، یک ایستگاه مترو را به عنوان یک سیستم پیچیده انطباقی2 در کامپیوتر مدل میکنیم.
زمانی که قطاری دچار حادثه شده و وارد ایستگاه میشود، رانندهی قطار پس از توضیح وضعیت، از مسافران میخواهد قطار را سرعاًی تر کنند. مسافران در این چنین شرایط اضطراری باید به نقاط ایمنی بروند. در این مقاله نقطهی ایمن انتهای پلههای سکو به سمت سالن فروش بلیت بوده و مدت زمان تخلیه برابر زمانی است که آخرین نفر از سکو خارج شده و به سطح سالن فروش بلیت برسد.
.3 عامل مبنا
مدلسازی عامل مبنا بطور گستردهای به عنوان یک تکنیک برای مطالعه پدیدههای پیچیدهی اجتماعی و بیولوژیکی بکار میرود و رویکردهای جدیدی را در زمینههای اقتصادی، بیولوژی، روانی، ترافیک و حمل و نقل بوجود آورده است.[8] در فرآیند حل هر مسئلهای سه مرحله اصلی شناسایی، طراحی و انتخاب اجزای کلیدیهستند. اگر تمام مراحل فوق کاملاُ مشخص باشند به ان مسئله ساختار یافته میگوییم. در واقع میتوان گفت که در مسائل ساختار یافته یک رویه یا الگوریتم برای حل مسئله وجود دارد، که میتوان آن را با زبان های برنامه نویسی متداول، پیاده سازی نموده و فرایند حل مسئله را خودکار نمود.
سیستمهای حمل و نقل زیرزمینی امروزه با چالش بزرگی به نام ازدحام3 روبرو هستند، از آنجا که پدیدههای ترافیکی و ازدحام دارای خصوصیاتی از جمله پیچیدگی ، جز به پایه بودن4 و پویایی5 است، مدلسازی آن با مدلهای ریاضی معمول بسیاردشوار و بعضاُ غیر ممکن است. به همین منظور در مدلسازی پدیده ازدحام و تشخیص پارامترهای موثر در کاهش یا افزایش آن میتوان از تکنولوژیهای مبتنی بر عاملها که همخوانی بالایی با این خصوصیات دارند بهره گرفت. این تکنولوژیها به علت ماهیت خاصشان که این امکان را فراهم میکند که هر عامل به طور مستقل و بدون نیاز به کمک عاملهای دیگر نیز بتواند عمل کند، ابزاری مناسب برای مدیریت هوشمند ترافیک, عابرین و کاربران سیستمهای حمل و نقل - بخصوص حمل و نقل زیرزمینی - به حساب میآیند.
.1-3 عاملها
عامل یکی از شاخه های جدید هوش مصنوعی میباشد که امروزه نظر محققان و دانشمندان این علم را به خود جلب کرده است و به اندازهای در این سالها پیشرفت کردهاند که برخی محققان و دانشمندان بر این عقیدهاند که این زمینه توانسته است اهداف مورد نظر در هوش مصنوعی را تا حد زیادی ارضا کند، و این باور تا جایی گسترش پیدا کرده است که برخی معتقدند میتوان کلمهی عامل هوشمند را معادل هوش مصنوعی در نظر گرفت..[11-9]
