بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، نوع خاصی از مساله مکانیابی-مسیریابی بالگرد با در نظر گرفتن محدودیتهای مربوط به بالگردها، با امکان برداشت همزمان افراد و تحویل کالاهای امدادی مورد مطالعه قرار می گیرد. این مساله، سعی در کمینه سازی زمان انجام ماموریت و طراحی مسیرهایی دارد که در آن بالگرد، تقاضای برداشت و تحویل کالاهای هر نقطه حادثه دیده را به گونه ای ارضا نماید که ملاحظات و محدودیت های هوایی موجود نیز در نظر گرفته شوند .
به منظور حل مسائل با ابعاد واقعی در مدت زمان مناسب، از یک الگوریتم فراابتکاری ژنتیک بهره گرفته شده است. در پایان، به منظور اعتبارسنجی روش حل پیشنهادی، جواب های به دست آمده از الگوریتم ارائه شده، با جواب های دقیق به دست آمده از نرم افزار بهینه سازی گمز مقایسه شدند که نتایج، حاکی از برتری الگوریتم فراابتکاری پیشنهادی پژوهش - هم از نظر زمان حل و هم از نظر کیفیت جواب های به دست آمده - در مسائل با ابعاد بزرگ و در محدودیت زمانی تعیین شده، دارد.
-1 مقدمه
از آنجا که در امدادرسانی حادثه، اهمیت توزیع مایل آخر و برداشت مجروحان افزایش پیدا می کند، بهبود کارایی در حمل و نقل کالاها و مجروحان به صورت گسترده ای روی نرخ نجات یافتگان بعد از حادثه تاثیر می گذارد. بیشتر مسائل در زمینه امدادرسانی حادثه، روی بهینه سازی تصمیمات مسیریابی و مکان یابی وسایل نقلیه زمینی، با تعدادی رویکرد برای مدلسازی آن ها تمرکز کرده اند. با توجه به استفاده از بالگرد در محدوده های مکانی گسترده در شرایط اضطراری پزشکی و امدادرسانی حادثه از این وسیله جهت برنامه ریزی بهره جسته ایم.
با توجه به اهمیت امداد رسانی حادثه، در این پژوهش برداشت و توزیع مواد کمکی پزشکی، واکسن و سایر اقلام کمکی همانند چادر، پتو، دارو و... از انبارهایی که مکان یابی آنها را انجام داده ایم، به مکان های آسیب دیده بعد از وقوع ناگهانی حوادث طبیعی و برای عملیات تخلیه 1 نیز، برداشت مجروحین از مناطق آسیب دیده و انتقال آنها به بیمارستان ها را مد نظر قرار می دهیم. هدف، تعیین مجموعه ای از مسیرها است که کمترین زمان پرواز را دارا باشند که باید از بیمارستان ها آغاز شوند و در بیمارستان ها نیز پایان یابند و همچنین هدف دیگر کمینه سازی میزان مصرف سوخت توسط بالگردها می باشد.
مدیریت زنجیره تامین بشردوستانه کارآمد باید بتواند در سریع ترین حالت ممکن و کوتاه ترین چارچوب زمانی، پاسخگوی شرایط پیش آمده باشد. در این تحقیق، علاوه بر آخرین مرحله زنجیره تامین امدادرسانی، یعنی »مسئله توزیع مایل آخر«2 که در امدادرسانی حادثه افزایش پیدا می کند، روی مکان یابی انبارها نیز تمرکز شده است. مقاله پایه انتخاب شده، با توسعه مساله توزیع مایل آخر، هر دو عملیات تحویل و تخلیه را در نظر می گیرد.
در امدادرسانی حادثه، مکان یابی انبارها و انتقال مواد کمکی پزشکی و واکسن ها و سایر اقلام کمکی همانند چادر، پتو، دارو و غیره از انبارها به مکان های آسیب دیده بعد از شروع حوادث طبیعی در نظر گرفته می شود. برای عملیات تخلیه هم، انتقال افراد مجروح از مناطق آسیب دیده به بیمارستان ها در نظر گرفته می شود. تمام این فعالیت ها به صورت گسترده ای روی نرخ نجات یافتگان بعد از حادثه تاثیر می گذارند. زمانی که مکان های آسیب دیده دور هستند یا دسترسی به آن ها مشکل است و یا وقتی که سایر وسایل نقلیه نتوانند، بالگردها عملی ترین وسیله نقلیه برای رسیدن به حادثه دیدگان به خصوص آسیب دیدگان سیل و زلزله هستند .
مجروحی می تواند در هنگام زلزله با توجه به صعب العبور بودن مسیرها با امداد هوایی نجات پیدا کند. این موضوع و بسیاری مثال های دیگر از این نوع، به امدادرسانی سریع بعد از حادثه بستگی دارد. در شهری به مانند تهران که روی گسل زلزله واقع شده و هنگام زلزله احتمال مسدود شدن خیابانهای باریک شهر به خاطر انبوه خرده سنگهای ساختمانی تخریب شده و همچنین احتمال عدم قابلیت استفاده از پل های متصل کننده اتوبانها به یکدیگر پس از ریزش وجود دارد، باید از تکنولوژی استفاده از بالگرد به نحو احسن بهره برد.
استفاده از تجهیزات هوایی برای موقعیت های امدادی هنوز در ایران آن طور که باید توسعه پیدا نکرده است. استفاده از بالگرد در فعالیتهای غیرنظامی از چند دهه پیش در کشورهای توسعه یافته رواج داشته است. یکی از موارد مهم استفاده از بالگردها، موقعیتهای امدادرسانی است. در این تحقیق به وسیله مینیمم کردن زمان ماموریت کل و همچنین میزان مصرف سوخت توسط بالگردها که اهداف مساله می باشند، سیستم برنامه ریزی به صورت غیرمستقیم تعداد بالگردهای مورد نیاز برای تکمیل ماموریت را مینیمم می سازد.
هر دو هدف در امدادرسانی حادثه مهم هستند و سیستم برنامه ریزی به تصمیم گیرنده اجازه اولویت بندی ترجیحات را می دهد. یکی دیگر از ضرورت های تحقیق، اهمیت اقتصادی و استراتژیک تهران به عنوان پایتخت ایران است که با انجام این تحقیق در نظر داریم گامی در جهت بهبود مدیریت بحران در آمادگی برای زلزله احتمالی برداریم.
نوآوری تحقیق در دست، در نظر گرفتن تاثیرات دمایی و ارتفاع موثر بر وزن بار روی نرخ مصرف سوخت می باشد. بر اساس مطالعات صورت پذیرفته، مقاله ای مسیریابی بالگرد - یا وسایل نقلیه دیگر - و مساله مکان یابی انبارها را با امکان برداشت و تحویل همزمان در شرایط اضطراری، مدلسازی ننموده است. در این مدلسازی، علاوه بر جدا کردن انبارها از پایگاههای هلیکوپتری که محل پرواز و فرود آنها بر پشت بام بیمارستان ها قرار دارد و اضافه کردن مکانیابی انبارها، با در نظر گرفتن تخصیص بیمارستان به انبار و هزینه راه اندازی انبار و تجهیز و آماده سازی بیمارستان، فرض وجود چند نوع بالگرد با ویژگی های فنی متفاوت را نیز در نظر گرفته ایم و درصدد کمینه سازی زمان و میزان مصرف سوخت می باشیم.
-2 مرور ادبیات
در این بخش، به ارائه تحقیقات صورت پذیرفته در انواع مسائل مسیریابی وسایل نقلیه و مکان یابی تسهیلات در شرایط اضطراری و بحرانی پرداخته شده است. تحقیق روی برنامه ریزی ماموریت بالگردی نسبتا در ادبیات کمیاب است، علی رغم این حقیقت که بالگردها در محدوده های مکانی گسترده ای مانند تعویض خدمه بین سکوهای نفتی دور از ساحل، بازدیدهای روزانه نظامی در نواحی دشوار، شرایط اضطراری پزشکی و امدادرسانی حادثه مورد استفاده قرار می گیرند.
سه رویکرد مورد استفاده اساسی در مدلسازی مساله های امدادرسانی حادثه وجود دارد. در رویکرد نخست مدلسازی هر مسیر وسیله نقلیه به وسیله یک متغیر باینری چند اندیسه نشان داده می شود که اندیس ها شناسه وسیله نقلیه و مسیر و گره های شروع و پایان هستند. دومین رویکرد مدلسازی شمردن تمامی مسیرهای ممکن بین همه جفت گره های عرضه و تقاضاست.
سپس، تصمیم تخصیص یک مسیر به هر وسیله نقلیه در مدل به عنوان یک متغیر باینری نشان داده می شود . یک مسئله تخصیص ظرفیت سریع تر از یک مسئله مسیریابی وسیله نقلیه حل خواهد شد اما این رویکرد سایز مسئله را وقتی شبکه امدادرسانی بزرگ باشد، به صورت نمایی افزایش می دهد. رویکرد سوم مدلسازی ساخت یک مدل جریان شبکه است که خروجی هایش مسیرهای وسیله نقلیه نیستند.
خروجی های این مدل شامل جریانات وسیله نقلیه و اجناس است که این خروجی ها برای ساخت مسیرهای وسیله نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند. مدل رویکرد سوم متغیرهای عدد صحیح سه اندیسه ای دارد که گره های شروع و پایان و زمان شروع سفر وسیله نقلیه را نشان می دهد. سایز این مدل به تعداد مسیرها یا وسایل نقلیه مورد استفاده بستگی ندارد، بلکه تنها به تعداد گره ها در شبکه و طول افق برنامه ریزی وابسته است. با وجود این، یک اشکال مدل جریان شبکه این است که طول افق برنامه ریزی، T، باید معین باشد. اگر T خیلی کوچک تخمین زده شود، آنگاه، برخی از کالاها علی رغم وجود فراهم بودن موجودی، تحویل داده نشده می مانند.
