مدلسازی مسئله مکان‏یابی و تخصیص در شرایط بحران زلزله و حل آن به‏ وسیله الگوریتم‏ های فراابتکاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی صنایع، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

چکیده

در این پژوهش، یک مسئله ‏ی مکان‏یابی و تخصیص با در ‏نظر ‏گرفتن قید ظرفیت، در شرایط بحران زلزله، طرح شده ‏است. هدف، انتخاب بهترین مکان‏ها برای اسکان موقت افراد و همچنین تخصیص بهینه ‏ی افراد به این اماکن است، به نحوی که میزان تلفات و آسیب‏ های ناشی از زلزله و پس ‏لرزه‏ های بعد از آن، حداقل شود. در ادامه تخصیص بهینه‏ ی افراد به مراکز درمانی نیز مورد بحث قرار می‏گیرد. برای دستیابی به این اهداف، مدل‏ ریاضی متناسب با شرایط مسئله با در‏‏ نظر ‏گرفتن محدودیت‏های تعریف ‏شده، ارائه شده‏ است. با توجه به تحقیقات پیشین پژوهشگران این امر، مسئله‏ ی مکان‏یابی و تخصیص یک مسئله ‏ی بهینه ‏سازی پیچیده محسوب می‏شود. برای حل این‏گونه مسائل، روش‏های فراابتکاری پیشنهاد شده ‏است. در این تحقیق از الگوریتم ‏های ژنتیک و رقابت استعماری استفاده شده و نتایج نهایی با هم مقایسه شده‏ اند. طبق نتایج به دست آمده الگوریتم رقابت استعماری می‏تواند رقیبی برای الگوریتم ژنتیک در این‏گونه مسائل باشد، چرا که میانگین جواب‏ های پیدا شده توسط این الگوریتم بهتر از الگوریتم ژنتیک است، اما سرعت همگرایی در الگوریتم ژنتیک، بیشتر است. مطالعه ‏ی موردی این پژوهش، مطالعه بر‏ روی منطقه‏ ی شماره‏ ی 3 شهر تهران است. با استفاده از اطلاعات موجود و در دسترس این منطقه، مکان‏هایی که دارای شرایط مطلوب برای اسکان هستند، با کمک علم سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و نرم ‏افزار ARC GIS استخراج شده ‏است. الگوریتم رقابت استعماری برای حل این مسئله پیاده‏ سازی شده ‏است و در پایان تعداد بهینه‏ ی مراکز اسکان و تخصیص بهینه‏ ی افراد منطقه به این مراکز و هچنین تخصیص افراد به مراکز درمانی موجود در منطقه، ارائه شده‏ است

کلیدواژه‌ها


1.حسینی، مازیار (1387). مدیریت بحران. موسسه‏ی نشر شهر، ایران.

2.  Wassenhove L.N.V. (2006). Humanitarian aid logistics: supply chain management in high gear. The Journal of the Operational Research Society, 475- 489.

3.  قاسمی، پیمان؛ ابراهیمی، مهدی (۱۳۹۵). توسعه‏ی مدل برنامه‏ریزی ریاضی جهت مکانیابی- تخصیص در مسئله‏ی لجستیک امداد بحران، سومین همایش ملی پژوهش‏های مهندسی صنایع، تهران، گروه پژوهشی بوعلی.

4.  Sheu J.B. (2007). Challenges of emergency logistics management, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 655- 659.

5.  Boonmee, C., Arimura, M., Asada, T. (2017). Facility location optimization model for emergency humanitarian logistics. International Journal of Disaster Risk Reduction, In Press.

6. فیلی، حمیدرضا؛ ضمیری آذر، کتایون؛ باقری روزبهانی، گلاره (1389). مکان‏یابی مراکز امدادرسانی و نحوه‏ی تخصیص مصدومین به این مراکز در زمان وقوع زلزله، دومین کنفرانس برنامه‏ریزی و مدیریت شهری، ایران.

7. آقامحمدی، حسین؛ مسگری، محمد سعدی؛ مولایی، دامون؛ کریمی، وحید (1391). توسعه‏ی یک روش ابتکاری برای بهینه‏سازی مسئله مکانیابی و تخصیص در عملیات امدادرسانی به مصدومان زلزله، برنامه‏ریزی و آمایش فضا، شماره‏ی 6، 57-76.

8.  Lindeskov, C. K. (2002). Ambulance Allocation Using GIS. Informatik or Matematisk Modellering, Danmarks Tekniske Universitet.

9.  Farahani, R. Z., Hekmatfar, M. (2009). Facility location: concepts, models, algorithms and case studies, Physica-Verlag HD, Springer Dordrecht Heidelberg London New York.

10. Sevkli, M., Guner, A. (2006). A continuous particle swarm optimization algorithm for uncapacitated facility location problem, Ant colony optimization and swarm intelligence, 316-323.

11.  Liu, N., Huang, B., Chandramouli, M., (2006). Optimal sitting of fire stations using GIS and ANT algorithm. Journal of Computing in CivilEngineering, 361-369.

12.  Caunhye, A. M., Nie. X., Pokharel, S. (2012). Optimization models in emergency logistics: A literature review, Socio-Ecomonic Planning Sciences, 4-13.

13. Church, R.L., Gerrard R.A., (2003). The multi-level location set covering model. Geographical Analysis, 277-289.

14.  Badri, A.M., Mortaghy, A.K., Alsayed, C.A., (1998). A multi-objective model for location fire station.European Journal of Operational Research, 243-260.

15.  Rahman, S.U., Smith, D.K., (2000).‏ Use of location-allocation models in health service development planning in developing nations.European Journal of Operational Research, 437-452.

16.  Wang, Q., Batta, R., Rump, C.M., (2002). Algorithms for a facility Facility location problem whit stochastic customer demand and immobile servers. Annals of operations research, 17-34.

17.  Dekle, J.,  Lavieri, M. S.,  Martin, E., Emir-Farinas, H., Francis, R., (2005). A Florida CountyLocates Disaster Recovery Centers.Interfaces, 133-139.

18.  Mestre A.M., Oliveira M.D, Brbosa-Povoa A.P., (2014). Location-allocation approaches for hospital network planning under uncertainty. European journal of operational research, 791-806.

19.  McCormack R., Graham C, (2015). A Simulation model to enable the optimization of ambulance fleet allocation and base station location for increased patient survival.European journal of operational research.

20.  Li, X., & Yeh, A. G. O. (2005). Integration of genetic algorithms and GIS for optimal location search. International Journal of Geographical Information Science, 581-601.

21. آتش‏پز گرگری، اسماعیل (1387). توسعه‏ی الگوریتم بهینه‏سازی اجتماعی و بررسی کارایی آن. پایان‏نامه کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران.

22. Atashpaz-Gargari, E., Lucas, C., (2007). Imperialist competitive algorithm: An algorithm for optimization inspired by imperialistic competition. Evolutionary Computation, 5461-4667

23.  Tseng, L.Y. and Yang, S., (1997). Genetic algorithms for clustering, feature selection and

Classification, IEEE Int. Conference on Neural Networks, P.1612-1616.

24.  تهرانی، ژ؛ درستیان، آ؛ خانی، ر؛ منظمی تهرانی، غ؛ هداوند، ر (1393). اهمیت پایگاه‏های اسکان موقت در مدیریت بحران و مکان‏یابی آن‏ها به‏منظور کاهش آسیب‏پذیری، دومین کنفرانس ملی مدیریت بحران و  HSE در شریان‏های حیاتی، صنایع و مدیریت شهری، تهران، ایران.

25. Saaty,T.L., (1980). The Analytical HierarchyProcess,Planning Priority,ResourceAllocation. RWS Publication, USA, p 20-33.