نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی
نویسندگان
1 استاد دانشگاه تبریز،تبریز،ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی دانشگاه تبریز،ایران
3 استادیار دانشگاه تبریز سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی دانشگاه تبریز،ایران
چکیده
تازه های تحقیق
این مطالعه نشان داد که منطقه یک تبریز، به دلیل قرارگیری بر روی گسل فعال تبریز، در معرض خطر شدید وقوع زلزله قرار دارد. تحلیل آسیبپذیری در این منطقه نشان داد که بخشهای شمال غربی آن از آسیبپذیری بیشتری نسبت به سایر بخشها برخوردار هستند. این نتایج حاکی از آن است که عواملی چون عمر بالای ساختمانها، شیب زیاد، تراکم بالای ساختمانی و نزدیکی به گسل موجب افزایش آسیبپذیری در برابر زلزله در این بخشها میشوند. بهویژه در مناطقی که ساختمانها قدیمی بوده و به استانداردهای مدرن مقاومسازی توجه نشده است، این خطرات بیشتر احساس میشود. در زمینه مسیریابی بهینه برای تخلیه اضطراری، الگوریتم ژنتیک بهعنوان ابزار اصلی تحلیل در این تحقیق، نتایج مثبت و کارآمدی را ارائه داد. این الگوریتم توانست مسیری را انتخاب کند که تعادلی مناسب بین کوتاهترین مسیر و استفاده از معابر اصلی برقرار کرده است. علاوه بر این، الگوریتم بهطور مؤثری از مناطق پرتراکم و شلوغ مرکز شهر اجتناب کرد که میتواند به کاهش ازدحام و افزایش سرعت حرکت در زمان تخلیه کمک کند. استفاده از بزرگراهها در برخی بخشهای مسیر تخلیه، نشاندهنده در نظر گرفتن سرعت حرکت و تسهیل در تردد افراد است. این ویژگیها بهویژه در شرایط اضطراری که زمان محدود و سرعت عمل حیاتی است، تأثیر بسزایی در کاهش زمان سفر و افزایش ایمنی خواهد داشت.
نتایج مقایسهای نشان داد که الگوریتم ژنتیک توانسته است بهطور مؤثری نسبت به مطالعات پیشین، که معمولاً با تعداد پارامترهای کمتری انجام شدهاند، کارایی بیشتری ارایه دهد. این الگوریتم با در نظر گرفتن تمام پارامترهای تأثیرگذار بر فرآیند تخلیه، از جمله آسیبپذیری ساختمانها، ازدحام جمعیت و ترافیک موجود، بهطور دقیقتری مسیرهای بهینه را شبیهسازی کرد.
نتایج این تحقیق با مطالعات پیشین در زمینه تخلیه اضطراری مقایسه شد. به عنوان مثال، در مطالعهای که توسط وانگ و همکاران (۲۰۲۰)، انجام شد، استفاده از الگوریتم ژنتیک در شبیهسازی مسیرهای تخلیه اضطراری، به کاهش زمان تخلیه و بهینهسازی مسیرهای خروجی منجر شد. یافتههای تحقیق حاضر نیز این مسئله را تأیید میکند که الگوریتمهای تکاملی، مانند الگوریتم ژنتیک، توانایی بالایی در بهینهسازی فرآیند تخلیه دارند. همچنین، چن و همکاران (۲۰۱۸) نشان دادند که ترکیب دادههای GIS با الگوریتمهای هوشمند میتواند کارایی مسیرهای تخلیه را افزایش دهد. یافتههای این تحقیق نیز با نتایج آنها همخوانی دارد، زیرا از GIS برای تحلیل شبکه معابر و توزیع مناطق آسیبپذیر استفاده شد. علاوه بر این، شهابی و همکاران (۲۰۱۹) در تحقیق خود بر روی مناطق زلزلهخیز نشان دادند که ترکیب روش AHP با الگوریتمهای بهینهسازی میتواند انتخاب مسیرهای تخلیه را بهبود بخشد. در مطالعه حاضر نیز از روش AHP برای ارزیابی میزان آسیبپذیری و اولویتبندی مناطق پرخطر استفاده شد، که نتایج مشابهی را ارایه داد.
از سوی دیگر، برخلاف مطالعه لیو و همکاران (۲۰۱۷)، که بر مسیرهای کوتاهتر تأکید داشت، این تحقیق نشان داد که در نظر گرفتن فاکتورهای اضافی مانند تراکم جمعیتی و دسترسی به بزرگراهها میتواند در بهبود روند تخلیه مؤثر باشد. در مجموع، یافتههای این تحقیق میتواند به بهبود برنامهریزیهای شهری و مدیریت بحران در مناطق زلزلهخیز کمک کند. استفاده از الگوریتمهای بهینهساز مانند الگوریتم ژنتیک، میتواند در شبیهسازی و انتخاب بهترین مسیرهای تخلیه اضطراری و همچنین بهبود زمان واکنش در مواقع بحرانی مفید باشد. همچنین، مقایسه نتایج این پژوهش با سایر تحقیقات نشان داد که استفاده از روشهای ترکیبی مانند GIS و الگوریتمهای هوشمند، میتواند دقت و کارایی فرآیند تخلیه را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
One of the most critical issues encountered during and after an earthquake is optimal routing for emergency evacuation, which is among the initial steps in crisis management and must be executed as swiftly as possible; otherwise, it could lead to an increased mortality rate. Accordingly, the main objective of this paper is to establish optimal routing for emergency evacuation during a destructive earthquake. To achieve this, the influential factors in the vulnerability of the study area were initially identified. In the next stage, the Analytic Hierarchy Process (AHP) was used to assign weights to these factors, and a vulnerability map was then prepared. Following this, the accessibility of District 1 to safe locations, such as medical centers, parks, green spaces, and barren lands, was assessed using QGIS software. Overall, the results indicated that District 1 of Tabriz, due to its location on the active Tabriz fault, is at high risk during earthquakes. The findings also showed that the northwest parts of District 1 are more vulnerable to earthquakes compared to other sections of the district. Subsequently, using the genetic algorithm, an optimal route to a safe location was identified, taking into account factors such as the shortest path and criteria like road width and population density. For this purpose, the starting and ending points representing areas with the highest and lowest vulnerability, respectively were identified. Based on these points, the optimal route, which largely follows Tavanir Highway, was determined.
کلیدواژهها [English]
یکی از مهمترین مسایلی که به هنگام زلزله و بعد از زلزله با آن مواجه هستیم، بحث مسیریابی جهت تخلیه اضطراری میباشد که از نخستین مراحل مدیریت بحران میباشد که باید در کمترین زمان ممکن انجام شود، در غیر این صورت باعث افزایش نرخ مرگومیر خواهد شد. بر همین اساس هدف اصلی مقاله حاضر، مسیریابی بهینه برای تخلیه اضطراری به هنگام زلزله مخرب است. برای این منظور ابتدا شاخصهای تأثیرگذار در آسیبپذیری منطقه مورد مطالعه شناسایی شدند. در مرحله بعد، با بهرهگیری از مدل فرآیند تحلیل سلسلهمراتبی شاخصها وزندهی شده و در نهایت نقشه آسیبپذیری تهیه شد. سپس با استفاده از محیط نرمافزار QGIS میزان دسترسی منطقه یک به مراکز درمانی، پارک و فضای سبز و مناطق بایر به عنوان مکانهای امن مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی نتایج بیانگر این بود که منطقه یک تبریز با توجه به قرارگیری بر روی گسل فعال تبریز در معرض خطر شدید در مواقع وقوع زلزله قرار دارد. نتایج نشان داد که بخشهای شمال غربی منطقه یک نسبت به سایر بخشهای این منطقه از آسیبپذیری بیشتری در برابر زلزله برخوردار میباشند. در ادامه مسیر بهینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای رسیدن به نقطه امن با در نظر گرفتن کوتاهترین مسیر و شاخصهایی نظیر عرض معابر، تراکم جمعیتی و ... شناسایی شد. برای این منظور نقطه ابتدا و انتها که به ترتیب دارای بیشترین میزان آسیبپذیری و کمترین میزان آسیبپذیری بودند شناسایی و سپس بر اساس این دو نقطه مسیر بهینه که بخش اعظم آن از بزرگراه توانیر گذر میکرد، شناسایی شد.