پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M. A.)

عنوان : مکانیابی ایستگاههای کمک رسانی و تخصیص صحیح نیروی امداد برای واکنش در زمان زلزله در ایران

 استاد راهنما :

دکتر امیر حسین آزادنیا

اسفند 

1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

چکیده     : ………………………………………………………………………………………………………………………………..1

فصل اول : کلیات موضوع………………………………………………………… ………………………………2

1-1مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………..3

1-2بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………….. .3

1-4   اهداف عمده ی تحقیق …………………………………………………………………………………………. 8

1-5   سوالات اصلی تحقیق……………………………………………………………………………………………. 9

1-5-1 سوالات فرعی تحقیق………………………………………………………………………………………….. 9

1- 6  روند ارائه ی مطالب …………………………………………………………………………………………….. 9

 

فصل دوم   : مروری بر ادبیات موضوع …………………………………………………………………. 11

2-1    مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………. 12

2- 2  مروری بر مدلهای مکانیابی تحقیق………………………………………………………………………….. 13

2-3 مدل های ایستا  ………………………………………………………………………………………………….. 14

2-3-1  مدلهای ایستای قطعی………………………………………………………………………………………. 15

2-3-2  مدلهای ایستای احتمالی……………………………………………………………………………………. 16

2-4 مدلهای پویا ……………………………………………………………………………………………………….. 17

2-5 خطر زلزله در کشورهای جهان سوم………………………………………………………………………….. 19

2-5-1 ایران و زلزله…………………………………………………………………………………………………… 21

2-6    مروری بر روند امداد رسانی و تخصیص صحیح نیروی انسانی در هنگام زلزله ……………….. 23

2-7   مروری برروند امداد رسانی در زلزله در ایران ………………………………………………………….. 26

2-7-1  فاز اول ………………………………………………………………………………………………………. 26

2-7-2  فاز دوم ………………………………………………………………………………………………………. 26

2-7-3  فاز سوم………………………………………………………………………………………………………. 27

 

فصل سوم   : روش تحقیق   ……………………………………………………………………………….. 28

3-1       مقدمه ………………………………………………………………………………………………………… 29

3-1  اهمیت موضوع تحقیق………………………………………………………………………………………….. 30

3-2    روش انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………. 30

3-2-1  حوزه تحقیق …………………………………………………………………………………………………. 30

3-2-2  تکنیک های جمع آوری داده های تحقیق …………………………………………………………….. 30

3-3    نحوه ی بررسی ادبیات موضوع  ……………………………………………………………………………….. 31

3- 4      شرح مسئله و مدل ریاضی برای مسئله مکانیابی ایستگاه های فوریت پزشکی ……………… 31

3-4-1   بیان مفاهیم و شرح مسئله……………………………………………………………………………….. 31

3-4-2   پوشش دهی ……………………………………………………………………………………………….. 31….

3-4-3   سطح ادغام نقاط تقاضا…………………………………………………………………………………… 31

3-4-4    بازآرایی……………………………………………………………………………………………………… 32

3-4-5    سرعت تردد و فواصل………………………………………………………………………………….. 32

3-4-6   وابستگی سرعت تردد آمبولانس ها به بازه زمانی و منطقه جغرافیایی…………………………. 33

3-4-7    شرح مسئله………………………………………………………………………………………………… 33

3-4-8    مدل سازی ریاضی مسئله……………………………………………………………………………….. 34

3-4-9   فرضیات مدل………………………………………………………………………………………………. 34

3-4-10 تعریف علائم و پارامترها و متغیرهای تصمیم……………………………………………………….. 35

3-4-11   پارامترها ………………………………………………………………………………………………….. 35

3-4-12  متغیرهای تصمیم…………………………………………………………………………………………. 38

3- 4-13  مدل ریاضی مسئله………………………………………………………………………………………. 38

3-4-14 لزوم پویایی مدل و حل هم زمان دو مسئله بازآرایی و تخصیص………………………………. 41

3-4-15  اعتبارسنجی و بررسی کیفیت نتایج حاصل از مدل………………………………………………… 42

3-4-16 پیچیدگی مدل………………………………………………………………………………………………. 44

3-5   شرح مسئله و مدل ریاضی برای مسئله تخصیص نیروی انسانی در زلزله …………………….. 44

3-5-1  بیان مفاهیم و شرح مسئله ……………………………………………………………………………….. 44

3-5-2   نواحی عملیاتی شهر آسیب دیده………………………………………………………………………… 45

3-5-3   پارامترها و توابع موثر در مدل…………………………………………………………………………… 45

3-5-4   افراد نجات یافته در طول یک دوره عملیات نجات………………………………………………… 46

3-5-5   نحوه محاسبه تابع تعداد نیروهای نجات………………………………………………………………. 47

3-5-6   نحوه بدست آوردن تعداد نیروهای نجات……………………………………………………………… 47

3-5-7   احتمال زنده ماندن افراد نجات یافته……………………………………………………………………. 48

3-5-8   عوامل تاثیر گذار  آب و هوا……………………………………………………………………………… 51

3-5-9   عوامل تاثیر گذار  ساختمان ……………………………………………………………………………… 51

3-5-10 پیچیدگی مدل و مشکالات جمع آوری اطلاعات……………………………………………………. 51

فصل چهارم    : روش حل مسئله  ………………………………………………………………………… 53

4-1    مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………. 54

4- 2  الگوریتم مورد استفاده در مکانیابی ایستگاه های امداد رسان …………………………………………. 55

4-2-1 الگوریتم تبرید ………………………………………………………………………………………………… 55

4-2-2 برنامه سرد سازی……………………………………………………………………………………………… 56

4-2-3 درجه حرارت آغازین……………………………………………………………………………………….. 56

4-2-4 دمای پایانی…………………………………………………………………………………………………….. 57

4-2-5 کاهش دما………………………………………………………………………………………………………. 57

4-2-6 تعداد تکرار در هر دما……………………………………………………………………………………….. 57

4-3 شرح کلی رو ش حل ابتکاری…………………………………………………………………………………. 58

4-4  مرحله ی اول: توزیع آمبولانس ها و تخصیص بیماران در هر دوره………………………………….. 60

4-4-1 الگوریتم( SA1 ) Simulated Annealing ………………………………………………………………….. 60

4-4-2 الگوریتم( SA2 ) ) Simulated Annealing………………………………………………………………… 63

4-5 مرحله دوم: بازآرایی آمبولانس ها…………………………………………………………………………….. 66

4- 6  الگوریتم مورد استفاده در مکانیابی ایستگاه های امداد رسان …………………………………………. 67

4-6-1  نحوه محاسبه تعداد افراد نیازمند کمک………………………………………………………………….. 71

4-6-2  نحوه محاسبه نیروهای دردسترس شهر آسیب دیده …………………………………………………. 71

4-6-3  نحوه بدست آوردن نفر-ساعت کار مورد نیاز…………………………………………………………. 72

4-6-4  نحوه بهبود سیستم نجات…………………………………………………………………………………… 72

4- 7 یادآوری مدل ریاضی و الگوریتم های مورد استفاده……………………………………………………… 73

4-7-1 الگوریتم شناسایی شهرهای امدادرسان……………………………………………………………………. 74

4-7-2  تخصیص نیروهای نجات به شهرهای مدل…………………………………………………………….. 76

 

 

فصل پنجم     : نتایج و تجزیه تحلیل محاسباتی  ………………………………………………….. 84

5-1    مقدمه.. ………………………………………………………………………………………………………….. 85

5- 2  نحوه به کارگیری نرم افزار به کار رفته در مسئله مکانیابی ……………………………………………. 85

5-3  طراحی مثالهای آزمایشی………………………………………………………………………………………. 86

5-4  تعیین پارامترها در الگوریتم های شبیه سازی تبرید ارائه شده………………………………………….. 87

5-5  انجام آزمایشات و تحلیل نتایج………………………………………………………………………………. 89

5-6  بررسی کارایی الگوریتم های فراابتکاری پیشنهادی………………………………………………………. 92

5- 7  آزمون نمونه مدل در  مسئله تخصیص صحیح نیروی انسانی در زلزله……………………………… 93

 

فصل ششم: جمع بندی و پیشنهادات برای تحقیقات آتی…………………………………………. 99

6-1    مقدمه …………………………………………………………………………………………………………. 100

6- 2  جمع بندی تحقیق …………………………………………………………………………………………… 100

6-3 نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………. 101

6-4 پیشنهادات برای تحقیقات آتی………………………………………………………………………………. 102

مراجع …………………………………………………………………………………………………………………. 104

پیوستها       110

فهرست شکلها

شکل 2-1 دسته بندی مدل های موجود مکانیابی مراکز خدمات فوریتهای پزشکی …………………….. 13

شکل 2-2 جمعیت شهری مورد تهدید زلزله در جهان ………………………………………………………. 19

شکل 2-3 سهم هزینه های جهان که صرف تحقیقات مهندسی در  زلزله می شود …………………….. 20

شکل 2-4 متوسط تعداد تلفات به ازای زلزله های مرگبار …………………………………………………… 20

شکل 2-5  نقش زلزله های  بزرگ ………………………………………………………………………………. 21

شکل 3-2 نرخ واقعی و تخمینی نجات یافتگان با توجه به نوع ساختمان ……………………………….. 48

شکل 3-3 نمودار درصد تجمعی افراد نجات یافته (زنده)در برابر زمان ………………………………….. 49

شکل 3-4 احتمال زنده ماندن افراد خارج شده از زیرآوار در برابر زمان ………………………….. 49

شکل 4-1 فلوچارت الگوریتم ابتکاری ارائه شده ………………………………………………………… 59

شکل 4-2 فلوچارت الگوریتم 1SA …………………………………………………………………………. 61

شکل 4-3 فلوچارت الگوریتم2SA…………………………………………………………………………… 64

شکل 4-4 افراد فعال در شهر آسیب دیده …………………………………………………………………… 68

شکل 4-5 افراد نجات یافته برحسب زمان………………………………………………………………….. 68

شکل 4-6 افراد نجات یافته از زیر آوار و افراد نجات یافته در برابر زمان…………………………. 69

شکل 4-7 افراد نجات یافته برحسب زمان………………………………………………………………….. 70

شکل 4-8 افراد خارج شده از زیر آور و افراد نجات یافته در برابر زمان………………………….. 70

شکل 5-1 روند جواب های الگوریتم های فراابتکاری برای مسئله شماره 6 …………………… 91

شکل 5-2 روند جواب های الگوریتم های فراابتکاری برای مسئله شماره 9……………………. 92….

شکل 5-3 روند جواب های الگوریتم های فرا ابتکاری برای مسئله شماره 16………………… 93

شکل 5-4 گزارش مربوط به حل مدل دقیق توسط نرم افزار  لینگو………………………………… 94

 

فهرست جداول

جدول 2-1 تعداد زلزله های بزرگ در هر کشور با توجه به جدول آماری………………………………… 22

جدول 3-2 تلفات مربوط به زلزله در هر کشور…………………………………………………………………. 22

جدول 3-1 نتایج در نظر گرفتن هم زمان مسائل بازآرایی و تخصیص…………………………………….. 42

جدول 3-2 بررسی کیفیت جوابهای حاصل از مدل…………………………………………………………….. 43

جدول 4-1 نمونه ای از ایجاد جواب ابتدایی برای تخصیص آمبولانسها  به مراکز………………………. 62

جدول 4-2 ترتیب تصادفی از 10 نقطه ی تقاضا……………………………………………………………… 63

جدول 4-3 زمان رسیدن و تعدا نیروهای امدادمربوط به شهرهای امداد رسان……………………………. 69

جدول 5-1 مقادیر بررسی شده برای انتخاب مقادیر مناسب پارامترها……………………………… 87

جدول 5-2 مقادیر انتخاب شده برای پارامترها…………………………………………………………….. 88

جدول 5-3 مقایسه ی نتایج روش حل دقیق و الگوریتم ابتکاری ارائه شده ………………… 90

جدول 5-4 اطلاعات مربوط به شهر مثال……………………………………………………………………. 93

جدول 5-6 زمان لازم برای شروع به کار شهرها در شهر دیگر………………………………………. 94

جدول 5-7 حل بدست آمده توسط حل مدل دقیق توسط نرم افزا لینگو …………………………. 95

جدول 5-8 زمان اتمام عملیات در شهرها با توجه به حل مدل توسط………………………………. 95

جدول 5-9 حل بدست آمده از حل مدل خطی توسط نرم افزار لینگو……………………………… 96

جدول 5-10 مقایسه حل مدل دقیق و حل مدل خطی توسط نرم افزار لینگو……………………. 96

جدول 5-11 زمان اتمام عملیات در شهرها ……………………………………………………………….. 97

جدول 5- 12 حل بدست آمده از حل مدل خطی با توجه به برش در مرحله 1……………….. 98

 

چکیده

بررسی های اخیر بیانگر ان است که زلزله نسبت به سایر بلاهای طبیعی منجر به تلفات بیشتری میگردد زلزله هزینه ایی بیش از سه ترلیون دلار و تلفاتی بیش از دو ملیون نفر را از سال 1950 تا کنون منجر شده است.این پژوهش با توجه به وضعیت بحرانی کشور ایران که در محل تقاطع سه صفحه تکتونیک در امتداد گسلهای آلپ – هیمالیا قرار دارد که در نتیجه در بین کشورهای منطقه از بیشترین آمار وقوع زلزله برخور دار است صورت پذیرفته تا کمکی به این وضعیت بحرانی کشور صورت پذیرد و در این پژوهش دو مورد اصلی مورد بررسی قرار میگیرد  الف ) نحوه مکانیابی صحیح ایستگاه های امداد و نجات با هدف حداکثر رساندن پوشش تقاضا و کاهش زمان امداد و نجات قبا از زلزله و از انجا که وقوع زلزله با توجه به پیشینه کشور و واقع شدن کشور ایران در محل تقاطع  چندین گسل امری حنمی به نظر میرسد اقدام بعد از زلزله یعنی موضوع دوم ب ) تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات با هدف به حداکثر رساندن نجات نیروی های آسیب دیده و کاهش تلفات و خسارات وارده بر اثر زلزله را مورد بررسی و ارزیابی قرار میدهد . مراکز خدمات فوریت های پزشکی با رسیدگی به موقع به بیماران باعث کاهش  مرگ و میر و زیان های جبران ناپذیر ناشی از جراحات و صدمات می شوند، از آنجا که در اینگونه مسائل هدف نجات جان انسان هاست، پیشنهادها و راهکارهایی که قادر به بهبود عملکرد این مراکز باشند بسیار مورد استقبال واقع می شوند. یکی از مهم ترین پارامترها در ارائه ی با کیفیت خدمات فوریت های پزشکی، زمان ارائه ی این خدمات است. محل استقرار این مراکز نقش اساسی در کاهش زمان پاسخ به تقاضا دارد و از این رو، مکان یابی این مراکز در سطح شهرها به خصوص شهرهای بزرگ و پرجمعیت در هنگام وقوع زلزله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. مدیران اینگونه مراکز عمدتاً با چهار دسته از مشکلات روبه رو هستند:

• مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی 2-تخصیص تقاضای موجود برای خدمات فوریت های پزشکی بین مراکز و بیمارستان های مختلف 3- بازآرایی آمبولانس ها در این مراکز 4- تخصیص نیروهای امداد و نجات پس از وقوع  زلزله با هدف کاهش تلفات و خسارات وارده.

در این تحقیق به منظور پاسخ به سوالات مطرح شده، برای هر یک از  مسایل مورد بررسی این پژوهش (جانمایی و مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات ، تخصیص صحیح نیروی انسانی) یک  مدل ریاضی به صورت مجزا ارائه شده است، که با درنظرگرفتن شرایط پویا برای مسئله، در افق برنامه ریزی موردنظر  اقدام به یافتن بهترین مکانها برای استقرار این مراکز، تعداد آمبولانس های موجود در هر مرکز، بازآرایی بهینه در بازه های  زمانی و بهترین نحوه تخصیص ظرفیت مراکز خدمات فوریت های پزشکی و بیمارستان ها به تقاضاهای موجود ، و به دنبال ارائه روشی جهت تخصیص صحیح نیرو های امداد  و نجات برای کاهش تلفات نیروی انسانی و کاهش خسارات وارده بر اثر وقوع زلزله می باشد که به دلیل درجه ی بالای  پیچیدگی مسئله و نیاز به حافظه و زمان بالا برای یافتن پاسخ ها، در خصوص هر یک از مسئله های قید شده به صورت  مجزا از یک مدل استفاده میشود ، در مسئله مکانیابی ایستگاه های امداد و نجات  یک الگوریتم ابتکاری ترکیبی که در آن از دو الگوریتم فراابتکاری شبیه سازی تبرید استفاده شده است، به منظور حل مسئله پیشنهاد شده است. سپس تعدادی آزمایش با استفاده از این الگوریتم انجام می شود و نرم افزار گمز[1] مورد استفاده قرار گرفت و در مسئله تخصیص صحیح نیروهای  امداد و نجات در هنگام زلزله از الگوریتم های پیشنهاد می گردد، و نرم افزار لینگو[2] برای حل مسائل و مثالهای ارائه شده برای تخصیص صحیح نیروی انسانی  به منظور حل مسئله پیشنهاد شده است. سپس تعدادی آزمایش با استفاده از الگوریتم های پیشنهادی انجام میگردد  .

کلمات کلیدی : مکانیابی ، بازآرایی ، تخصیص نیروی انسانی ، خدمات فوریت پزشکی ، شبیه سازی تبرید

 

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

نظرات شما عزیزان: