مقاله طراحی پایگاه اطلاعاتی متمرکز جهت مدیریت یکپارچه تاسیسات شهری ( نمونه موردی : شهرک مدرس شهر همدان )

بخشی از مقاله

طراحی پایگاه اطلاعاتی متمرکز جهت مدیریت یکپارچه تاسیسات شهری
(نمونه موردی: شهرک مدرس شهر همدان)

چکیده

شهرها،اصلیترین و مهمترین مکان زیست و فعالیت انسانی و همچنین مکان مهمی جهت برقراری ارتباط بین انسانهـا در جوامع مختلف میباشند.در جوامع کنونی و در دهههای اخیر زندگی در شهر بدون وجود تاسیساتی که فعالیتهـای مختلف انسانی را تسریع و تسهیل میکنند، عملا امکان پذیر نیست. در هر شهر،طیف گسـتردهای از انـواع تجهیـزات و تاسیسات مانند حاملان و انتقال دهندههای آب و فاضلاب،برق،گاز و پیامهای مخابراتی و دیگر موارد مشـابه وجـود دارد که بدون آنها زنـدگی و کـار و فعالیـت در شـهرهای کنـونی هرچنـد ممکـن ولـی بسـیار سـخت و مشـقت بـار اسـت. سازمانها،ارگانها و نهادهای مختلفی اعم از دولتی،نیمه دولتـی و خصوصـی مسـئولیت حفظ،نگهـداری،تعمیر، توسـعه و بروزرسانی این قبیل تاسسیات را دارا میباشند که عدم هماهنگی میان فعالیتهای آنهـا در انجـام وظـایف خـود، گاهـآ موجبات دوبارهکاریهای پیاپی، موازی کاری های متعدد، ایجاد خسارت به به تاسیسات سایر ارگـانهـا،آلودگی محـیط زیست و در نتیجه هدر رفت زمان و اعمال هزینههای گزاف و بیهوده را فراهم میکنـد. بـا بکـارگیری ابزارهـایی ماننـد سیستمهای " زیر ساخت اطلاعات مکانی (SDI)" بر پایه" سیستم های اطلاعات مکانی"((GIS امکان ایجـاد مـدیریتی هماهنگ و متمرکز دراستفاده و توسعه تاسیسات و زیر ساختهای شهری مهیا میگردد که در مقاله پیش رو بـا تکیـه به نمونه موردی شهرک مدرس همدان، روش های منتج به طراحی وبه کارگیری این سیستم مدیریت مکـان محـور در شهر همدان بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که استفاده از این سامانه سهم مهمی در اعمال مـدیریت هماهنـگ بر تاسیسات و زیر ساختارهای شهری دارد کـه خـود باعـث میگـردد سـرعت انجـام فعالیـتهـای عمرانـی مـرتبط بـا زیرساختارهاو تجهیزات شهری افزایش یافته و هزینههای توسعه ،تعمیر ،نگهداری و بـروز رسـانی آن بـه مقـدار قابـل ملاحظه ای کاهش یابد.

واژههای کلیدی: تاسیسات شهری، سیستم اطلاعات مکانی، مدیریت متمرکز،زیرساختار های شهری

مقدمه

در شهرهای نوین انبوهی از عوارض فیزیکی و پدیدههای مکانی و جغرافیایی ساخته دست انسان جهت ایجاد تسهیل در زندگی وتسریع فعالیتهای گوناگون روزمره وجود دارد که هر کدام ویژگیها،خصوصیات و صفات مربوط به خود را دارند. زیرساختها و تاسیسات زیربنایی شهری سهم مهمی از این ساختههای کاربردی و تسهیلاتی را تشکیل میدهند

که هر بخش از آن بسته به نحوه عملکرد و نوع فعالیت خود دارای متولیان وتصمیم گیران خاصی میباشند. مساله زیر ساختهای شهری با عوامل مختلفی در ارتباط و تعامل میباشد و این عوامل طیف وسیعی از معیارهای کالبدی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی را شامل میشود. عمده عناصری

که که معمولا در قالب شبکه، تأسیسات و تجهیزات زیربنائی را تشکیل می دهند عبارتند از -1: شبکه آبرسانی -2 شبکه دفع آبهای سطحی -3 شبکه برق رسانی -4 شبکه سوخت رسانی و توزیع برخی از انرژی ها (نظیر گازرسانی) -5 شبکه ارتباطات از راه دور -6 شبکه جمع آوری، تصفیه و دفع پسماندها

این زیرساختها جزوداراییها و سرمایههای فیزیکی موجود یک شهر محسوب میگردند که برای پشتیبانی از فعالیـت-های زیستی ،اقتصادی و اجتماعی جامعه، لزوم آنها تردید ناپذیر است. حفظ و نگهداری،توسعه و بروز رسانی هـر دسـته وگروه از این عوارض و تاسیسات در حوزه کاری ارگان و متولی خاصی قرار دارد. هر یک از این دستگاههـای متـولی در حوزه کاری و اختصاصی خود و در درون آرشیوهاو بایگانیهای سازمانی مربوطه خود حاوی انبـوهی از اطلاعـات و داده-های غیر متمرکز، ناپیوسته با دقت و صحت نامعلوم،متغیروغیر مطمئن ،دررابطه با تاسیسات تحـت حـوزه کـاری خـود میباشد و چون جزیرهای جدا افتاده و بدون کمترین ارتباط با دیگرارگانهای دستاندرکار تاسیسات شهری، امورمربـوط به حوزهکاری خود را به انجام میرسانندوسامان میبخشند.

استفاده ازسیستمهای اطلاعات مکانی یکی از روش ها و سناریوهایی است که امکان شکل دهی بـه مـدیریت متمرکـز ،هماهنگ و هوشمندانه برکلیه داده های مکانی مرتبط با زیر ساختارهای شهری را بدست میدهـد . ایـن نـوع مـدیریت نهایتآ خود تسریع وتسهیل دربکارگیری واعمال تغییرات مربوط به عوارض مختلف در تاسیسات شـهری و جلـوگیری از تداخلات کاری را در پی دارد. در این نوع سیستم ها جمع آوری، طبقهبندی، ایجاد ساختارها و زمینـه هـای مشـترک، بازیابی،پردازش و تجزیه و تحلیل اطلاعات مراحلی است که امکان ایجاد یک مدیریت یکنواخت،متمرکز ومشترک را بر کلیه عوارض شهری امکان پذیر میسازد.
سیستم های اطلاعات مکانی میتوانند کلیه نقشه های مرتبط با مسائل شهری و داده های مربوط به آن را در خود جای دهند و مجموعه ای منسجم از اطلاعات مربوط به شهر را اعم از مکانی(نقشـه) و توصـیفی – رقـومی بـه وجـود آورنـد (آرنوف-.(1996 این اطلاعات بنا به در خواست کاربر تحت عناوین مختلف اطلاعاتی ذخیره میشـود. بـرای مثال،نقشـه خیابان های یک شهر به همراه اطلاعات مربوط به تک تک معابر ( نام ، طـول، عـرض ، زمـان آخـرین آسـفالت ،نـوع و جهت و محدودیتهای تردد) در لایه مخصوص خود ذخیره میشود. سوالی اصلی پژوهش حاضر این است که آیا میتـوان سیستم اطلاعاتی مکان محور با محوریت تاسیسات زیربنایی وبر مبنای پایگاه اطلاعـاتی مشـترک کلیـه دسـتگاه هـای اجرایی، با هدف ایجاد مدیریت متمرکز ویکپارچه برتاسیسات شهری برای شهر همدان طراحی و اجراکرد؟

طرح مسئله

شهر همدان چهاردهمین شهر کشور از لحاظ جمعیت و دارای تعدا د سکنه ای معـادل 548000 نفرطبـق آمـار سال 1390 میباشد. این شهر دارای مساحتی معادل 6285هکتار و دارای زیرساخت ها و تاسیسات زیرزمینی متعددی شامل شبکه های آب،برق،گاز، تلفن و سایر تاسیسات شهری است. تاسیسات زیر بنایی وخدماتی این شهر ماننـد دیگـر شهرهای کشور به جای استفاده از تونل مشترک،عمدتآدر زیر زمین مدفون است و شرکتهای خدماتی متعـددی جهـت توسعه، تعمیر و نگهداری از این تاسیسات از روش حفاری استفاده میکنند. وجود یک سیستم اطلاعات مکانی و دیتایی یکپارچه با بیس جغرافیایی مشترک که موقعیت، وضعیت و خصوصیات مربوط به هر شـبکه از خطـوط تاسیسـات زیـر بنایی را در خود ذخیره سازد و سازمانها و ارگانهای مرتبط مختلف بتوانند با سطح دسترسـی هـای متفاوت،اطلاعـات و

داده های مربوط به تاسیسات تحت نظارت و مدیریت خود را در کنار شبکه های تاسیساتی دیگر نهادهـای دسـت انـدر کار شهری،مشـاهده و مـورد سـنجش قـرار دهنـد موجـب جلـوگیری و اجتنـاب از انـواع و اشـکال ناهنجاریهـا،موازی کاریها،آسیب رسانی های سهوی به شبکه های تاسیساتی سـایر دسـتگاهها،تخریب متعـدد آسـفالت معابر،مزاحمـت در عبور و مرور شهروندان وایجاد جلوه ایی ناخوشایند از شهر میگردد. از این رو میتوان اذعان نمـود ایجـاد یـک سیسـتم متمرکز ازاطلاعات مکان محور و پایگاه اطلاعاتی مشترکی که همزمان بتواند اطلاعات متنی(خصوصیات و ویژگی هـا) و تصویری(عکس ،نقشه ،کروکی، نمودار) کلیه خطوط شبکه های تاسیساتی و زیربنایی را در خود جای داده و به نمـایش گذارد و امکانات طبقه بندی،بازیابی،اندازه گیری و پردازش و تحلیل این اطلاعات را دارا باشد، یکی از نیازهای ضـروری و زیر بنایی برای مدیریت بهینه شهری دراین شهر غربی کشور است.

سوال تحقیق

-آیا میتوان سیستم اطلاعاتی مکانمند با محوریت تاکید بر تاسیسات زیربنایی وبر مبنـای یـک پایگـاه اطلاعـاتی مشترک برای کلیه دستگاه های اجرایی ،در شهر همدان ایجاد کرد؟

- تشکیل چنین سامانه ای تا چه حد میتوانددر ایجاد مدیریت متمرکز و یکپارچه بر تاسیسات شهری و جلوگیری از انواع و اقسام نارسایی هاو ناهماهنگی ها ی ناشی از مدیریت غیر متشکل و جزیره ای، نقش ایفا کند؟

مبانی نظری و پیشینه تحقیق

مدیریت یکسان،متمرکز و هماهنگ در امور مربوط به شهر و مسائل مربوط به شهر وندان یکی از بزرگتـرین ایـده هـای نوین در زمینه های مربوط به برنامه ریزی شهری است. در بسیاری ازکشورهای در حال توسـعه،مدیریت شـهری دارای محدودیت هایی است که این محدودیت ها شامل ساختارهای سازمانی ناکارآمد، فقدان اطلاعـات ودیـدگاه غیـر حرفـه ای،خرد و محدود به مسائل شهری است. اعمال مدیریت کارا و اثر بخش بر فعالیتهای گوناگون شهری به صورت عـام و زیر ساخت های شهری به طور خاص و ارائه اطلاعات مربوط به مسایل زیر سـاخت هـای شـهری و شـرایط موجـودو استاندارد جزو لاینفک مبانی تحقق و ارتقای این نوع مدیریت میباشد.(صارمی پور-(1385 در دهه های جدید،در پس ایجاد جهان دانایی محور، تحقق مدیریت توانمند و اثر گذار بر پدیده هـای گونـاگون اعـم از

شهری و غیر شهری نیازمند وجود دانش و اطلاعات کافی با مسائل مربوطه و حصول اطلاعات جامع و صحیح میباشد . از طرفی لازمه این موضوع ایجاد پایگاه هاو مخازن اطلاعاتی مشترک و جـامعی میباشـد کـه سیسـتم هـایی بازیـابی و پردازش داده را پشتیبانی کنند.

"سیستم های داده های مکانی1GIS "و "زیرساختار های اطلاعات مکانی "2SDI دو ابزاریند کـه در مـدیریت شـهری به عنوان بستر توانمند سازی در سطوح مختلف جهت تسهیل در جمع آوری، نگهداری و تبادل اطلاعات مکان مرجع به کار میروند.(آرنوف (1996-

استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی (GIS) از سال 1960 در آمریکا و کانـادا آغازگردیـدو در دهـه 1980 گسـترش فوق العادهای پیدا کرد. GIS سیستم قدرتمندی است که برپایه سیستم های مدیریت پایگاه داده قادر به ذخیره،طبقـه

بندی، بازیابی و پردازش انواع داده های شکلی و نوشتاری است که هرکدام نشان دهنده نوع یا ویژگـی عارضـه خاصـی میباشد.

SDI مجموعه ایی از سیاست ها، استانداردها، شبکه هـای دسترسـی، فناوریهـا، داده هـای مکـانی، سـازمانها و نیـروی انسانی می باشد که امورمختلف دسترسی و استفاده بهینه از داده های مکانی را تسهیل و هماهنگ می سازد. بـه SDI به عنـوان مکـانیزم پایـدار بـرای اتصـال اطلاعـات مکـانی کـاربران و تولیـد کننـدگان داده هـا بـه یکـدیگر نگریسـته میشود(سازمان نقشه برداری کشور- اداره ( SDI

استفاده از SDI باعث تسهیل در روند تصمیم گیری در کاربردها و فعالیت های متنوعی چون مدیریت شهری و منطقه ای،مدیریت بحران، آمایش سرزمین و مدیریت زمین و املاک و کاداستر میگردد. (همان )

هدف در SDI آن است که هر سازمانی متولی تهیه و به هنگام رسانی لایه ها مختلف داده هـای مکـانی خـود باشـد و لایه داده های مکانی دیگر که در کار او تاثیر گذار است از سازمان متولی با مکانیزم مشخصی دریافت نماید. زیرا که هر سازمان برای تهیه یا خرید داده های مکانی مورد نیاز توان معینی دارد.(اورلاندو ودریگرز-( 2011

چیزی که از SDI شهری انتظار میرود عبارت است از:

· توسعه و نگهداری مجموعه ایی استاندارد از داده های مکانی شهری

· توسعه راه حل های ممکن برای کشف،دستیابی و استفاده از داده های مکانی جهت پاسخ به نیـاز گـروه های مختلف کاربری شهری
· ایجاد روابط بین سازمانهای شهری جهت حمایت از توسعه پایدار(همان)

استفاده از سیستم هایی همچون GIS وSDI درمدیریت شهری قدمتی چند ده ساله دارد. در اکثـر شـهرهای ایـالات متحده آمریکاو همچنین در کانادا مدیریت متمرکز شهری با مکانیزم استفاده از سیسـتم هـای مـدیریت پایگـاه وSDI تحت شبکه های پوششی Web-GISدر حال انجام است. دراروپا بسیاری از کلان شهرها از جمله مـونیخ وریکجاویـک دارای سیستم های محلی SDI میباشند که تحت قوانین یک پروتکل خاص به تولید کنندگان و نیز کاربران با سـطوح دسترسی متفاوت سرویس میدهد.(آرنوف-(1996
در ایران از سال 1372 شورایی تحت عنوان شورای کاربران GIS تشکیل گردید که نهادهـا، سـازمانها و شـرکت هـای فراوانی از جمله ارگانهای متولی تاسیسات شهری شامل شرکت گاز،آب و فاضلاب ،توانیر،مخابرات، ،شهرداری، وقـت بـه عضویت آن درآمدند.وظیفه این شورا سیاستگذاری، برنامه ریزی وایجاد هماهنگی در فعالیتها وتهیـه سـاختار مشـترک برای داده هاواطلاعات موجود در هر سازمان و دستگاه اجرایی عضوی اسـت کـه بـه نحـوی داده هـای مکـانی را مـورد استفاده قرار میدهد ودر صدد ایجاد سیستم مدیریت اطلاعات مکان محور میباشد. از جملـه وظـایف ایـن شـورا تهیـه دستورالعمل های لازم برای شناسایی و جمع آوری "فراداده"(1)3 منتسب به داده های مکانی بر اسـاس اسـتانداردبین المللی ISO-19115 در کلیه دستگاه های اجرایی کشور به خصوص دستگاه های متولی تاسیسات زیـر زمینـی مـی-باشد.(سازمان نقشه برداری کشور- اداره کل سیستم های اطلاعات مکانی - اداره ( SDI

در سال 1385 با تشکیل اداره SDIدر سازمان نقشه برداری کشور، سازمان هـاو دسـتگاه هـای اجرایـی عضـو شـورای کاربران اقدام به تشکیل کار گروه ها و تشکیل جلسات متعدد کارشناسـی باهـدف ایجـاد بسـتر و زمینـه بـرای اجـرای سیستم های SDI شهری نمودند.(سازمان نقشه برداری کشور- اداره کل سیستم های اطلاعات مکانی - اداره (SDI

از طرف دیگر بر پایه تجربیات دیگر کشورها،چند شهر از جمله شهرقم از سال 1377 با استفاده از سیستم های GIS و SDI توانسته است بخش هایی ازشبکه خطوط زیر زمینی خود را به صورت یکپارچه پیاده سازی نموده و مورد استفاده قرار دهد.در این شهر با کمک سیستم Web-GIS سازمانهایی چـون آب و فاضلاب،شـرکت ملـی گـاز و اداره پسـت و تلگراف با همکاری بخش خصوصی توانسته اند سیستم اطلاعـاتی یکپارچـه ای را جهـت هماهنـگ نمـودن فعالیتهـای مرتبط با وظایف دستگاه های اجرایی مرتبط با تاسیسات شهری پایه گذاری نمایند.(صارمی پور- اسدی (1385

شکل .1ساختار کارگروه SDI در ایران- منبع :سازمان نقشه برداری کشور،اداره sdi ،1388

روش تحقیق

از آنجایی که درتصمیم گیری ها یا اتخاذ هر گونه روش و سـناریو در سـطوح خـرد و کـلان مـدیریت در زمینـه هـای مختلف مسائل شهری، قدم اول شناسایی، جمع آوری و اخذ داده هـا و اطلاعـات مکـانی مـرتبط اسـت در ایجـاد یـک سیستم متمرکز با محوریت داده های مکانی نیز، در گام اول ایجاد یک پایگاه داده مشترک از اطلاعات مربوط به کلیـه دستگاه های اجرایی اجتناب ناپذیر است.

جهت شناخت و کسب آگاهی از داده های موجود مرتبط با عوارض مختلف شـهری و شـبکه هـای تاسیسـاتی در هـر دستگاه اجرایی یا نظارتی، نیاز به طرح پرسشنامه و توزیع آن در سطح سازمانها و شرکتهای درگیـر بـا مسـائل شـهری میباشد. این پرسشنامه سوالاتی در مورد تعداد، ساختار،زمان تهیه، دقت،صحت و میزان قابل اعتماد بـودن، زمـان بـروز رسانی و سایر سوالات لازم و کمک کننده در مورد داده ها واطلاهات مربوط به زیرساخت ها و تاسیسات شـهری را در برمی گیرد.اطلاعات موجود درپاسخ های اخذ شده از پرسشنامه ها گویای این است که کدام دسته از داده های مکـانی سازمان های مورد نظـر،از لحـاظ کمـی و کیفـی امکـان و قابلیـت جایگـذاری در سیسـتم را بـا توجـه بـه پارامترهـا و استانداردهای تعیین شده دارا میباشد و نیز کدام سازمان ها امکان جمع اوری داده هایی بـا کیفیـت بـالاتر و بهتـر یـا انجام بروز رسانی داده های قدیمی و بدون استفاده، در بازه زمان تعیین شده را دارند.

با احصا وکسب آگاهی از اطلاعات و داده های مکانی موجود در سازمانهای شهری و شناخت نوع وساختار آنها و با توجه به این که غالبا داده های موجود در سازمانها و نهادهای مرتبط با مسائل شهری دارای چارچوب و فرمـت

یکسانی با داده های سایر دستگاههای اجرایی نمی باشند، دستورالعمل هایی جهت یکسان سـازی و یکنواخـت نمـودن دیتاهای مربوطه تدوین و کلیه دستگاه های اجرایی مرتبط با مسایل شهری ملزم به ایجاد تغییرات در داده های موجود خود جهت ورود به سیستم مورد نظر میگردند.این تغییرات طیف گستردهای از عملیات مختلف اعم از اسـکن کـردن و رقومی سازی نقشههای خطی موجود در یک سیستم مختصات یکسان و انجام عملیات GIS-Ready تا ایجـاد جـدول هایی با ساختارها و فرمت های استاندارد از داده های توصیفی را در بر میگیرد.

شکل .2ساختار شماتیکی عواقب ناشی از عدم رعایت استاندارد-منبع :سازمان نقشه برداری کشور،اداره sdi ،1388

جمع آوری اطلاعات

جمع آوری و اخذ مقوله های اطلاعاتی آماده سازی شده از دستگاه های اجرایی و ایجاد پایگاه مشترک و متمرکـز داده گام بعدی از اجرای سیستم را تعیین میکند. بـه ایـن ترتیـب مجموعه (GIS) یک شهر، به شکل مجموعه ای متشکل از نقشه های گوناگون و داده های توصیفی مربوط به نقشه هـا در لایـه هـای مجزا ذخیره میگردد. نقشه ها و اطلاعـات مرتبط با آنها دراین سیستم میتواند شامل موارد زیر باشد:

-نقشه رقومی وضع موجود شهر در مقیاس استاندارد 1/1000 یا 1/2000 به عنوان بیس گرافیکی سیستم که بسیاری از لایه های غیر مرتبط با مسائل شهری در آن حذف و یا "خلاصه سازی" 4 گردیده است.

- نقشه کاربری اراضی شهر بهمراه اطلاعات توصیفی شـامل:کـاربری هرملـک (مسـکونی- تجـاری- اداری- آموزشـی-مذهبی- فرهنگی- بایر- صنعتی و...)
- نقشه اجزای داخلی هر واحد مسکونی مندرج در پرونده شهرسازی ملک مربوطه (نقشه حاصل از عملیات ممیزی هـر پنجسال یکبار شهرداری)- کد نوسازی و پلاک پستی -منطقه - ناحیه- محله و بلوک -مساحت ومحـیط هـر پارسـل و سایر بخش های درون هر پارسل

- نوع مالکیت(شخصی، دولتی، وقفی، نهادها، نامشخص و غیره)

-نقشــه شــبکه خیابانهــا بــا اطلاعــات توصــیفی مربوطــه:نــام هــر خیابان،ابعــاد فیزیکــی هــر خیابــان(طول و عــرض و مساحت)(شماره یا کد خیابان - تاریخ آخرین آسفالت -شاخص های ترافیکی خیابان .......) -نقشه شبکه های آب و فاضلاب- برق- گاز و مخابرات با اطلاعـات توصـیفی خـاص خـود ماننـد :شـبکه آب شـهری-

انشعابات مشترکین- شبکه فاضلاب - شیرخط ها و مخازن به همراه اطلاعات توصیفی -شبکه های توزیـع گـاز- علمـک های انشعاب -ایستگاههای کاتدی و تقلیل فشار -کافو و پست و...... موقعیت تیر های برق -کابلهای زیرزمینی برق- بـرق فشار قوی و فشار ضعیف هوایی و .... که جهت مدیریت حفاریها وجلوگیری از تخریب تاسیسـات شـرکتها در عملیـات حفاری و مدیریت بحران کاربرد دارند.

دسته بندی اطلاعات بصورت لایه های مجزا این امکان را فراهم می آورد که بتوان مشخصات پدیـده هـای شـهر را بـه آسانی و به سرعت مشخص کرد.بازیابی اطلاعات در یک مجموعه (GIS) هم بصورت کلی و هم بـه صـورت انتخـابی و شرطی عملی است.
علاوه بر دسته بندی اطلاعات در یافت شده از سـازمان هـا ونهادهـای مشـارکت کننـده ایجـاد "همبنـدی" در بـین عوارض، جهت ایجاد ارتباط بین عوارض مربوط به هر لایه اطلاعاتی با عوارض مربوط به سا یر لایه ها با هدف اسـتفاده