فهرست مطالب

عنوان   صفحه

فصل اول – مقدمه ۱

فصل دوم-مدیریت بحران ۴

۲-۱-مقدمه ۴

۲-۲-مدیریت بحران ۵

۲-۳-آژانسهای مدیریت بحران ۸

۲-۳-۱- آژانس مدیریت اضطراری فدرال (FEMA) 8

2-3-2-اینفوسفر- سیستم دریافت و پاسخ ۱۱

۲-۳-۳-سیستم مدیریت بحران (CMS) 12

2-4-انواع روشهای الگوریتمی تخصیص منابع ۱۴

۲-۴-۱-برنامه نویسی پویا ۱۴

۲-۴-۲-برنامه نویسی عدد صحیح ۱۵

۲-۴-۳-روش ضرب کننده لاگرانژ ۱۶

۲-۴-۴-باز پخت شبیه سازی شده ۱۸

۲-۴-۵-الگوریتم ژنتیک ۱۹

۲-۴-۶- انشعاب و کران ۲۱

۲-۴-۷- الگوریتم حریص ۲۱

۲-۴-۸- جستجوی تابو ۲۲

۲-۴-۹- تئوری بازیها ۲۳

۲-۵-عملیات نجات روبوکاپ ۲۳

۲-۵-۱-ساختار سیستم ۲۵

۲-۵-۲-ساختار عاملها ۲۵

۲-۵-۳-تشکیل تیم ۲۷

فصل۳ -هوش ازدحامی ۲۹

۳-۱- مقدمه ۲۹

۳-۲-الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه ها(ACO) 31

3-2-1-مورچه ها چگونه می توانند کوتاهترین مسیر را پیدا کنند؟ ۳۲

۳-۲-۲-کاربردهای ACO 34

3-3- الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات (PSO) 34

 ۳-۳-۱-الگوریتم pso 35

3-3-2 کاربردهای pso 37

 ۳-۴-الگوریتم ژنتیکGA 37

 ۳-۴-۱- الگوریتم GA 38

3-4-2-کاربردهای GA 39

فصل چهارم – استفاده از هوش ازدحامی در مدیریت بحران ۴۰

۴-۱-مقدمه ۴۰

۴-۲-هوش ازدحامی ۴۲

۴-۳-حوزه مدیریت اورژانسی ۴۴

۴-۴-روش شناسی ۴۶

۴-۵-مکانیزم های تخصیص کار مرسوم ۴۶

۴-۶-روند واکنش اورژانسی ۴۸

۴-۷-ساخت و ارزیابی مدل ۴۹

۴-۸-روش شبیه سازی ۵۱

۴-۹-طراحی آزمایشات ۵۳

۴-۱۰-روش مقایسه مکانیزم ۵۴

۴-۱۱-رتبه بندی ۵۵

فصل پنجم-نتیجه گیری و پیشنهادات ۵۸

منابع ومراجع ۶۱

فهرست شکلها

عنوان   صفحه

شکل ۱-وقوع چند بحران هم زمان در یک ناحیه شهری ۶

شکل ۲- FEMA – ۱۰۱SLG فرایند برنامه ریزی ۹

شکل ۳- FEMA- 101SLG سازمان مدیریت منابع ۱۰

شکل ۴- اینوسفر – نمای کلی ۱۱

شکل ۵- نمای کلی سیستم مدیریت بحران ۱۳

شکل۶- ساختار الگوریتم بازپخت شبیه سازی شده ۱۹

شکل ۷- ساختار الگوریتم ژنتیک ۲۰

شکل ۸- روند الگوریتم انشعاب و کران ۲۲

فصل اول – مقدمه

مسئله مدیریت بحران در سالهای اخیر اهمیت شایانی یافته است . با توسعه محیطهای شهری ،هنگام وقوع یک بحران خطرات جانی و مالی زیادی افراد شهر را تهدید می کند .به این دلیل ایجاد سیستم مدیریت بحران مؤثر و سازمان یافته بسیار ضروری است. هر بحران شامل چندین حادثه با درخواست تعداد معینی واحد اورژانسی است .وضعیت نابهنجار زمانی به وجود می آید که مسئله کمبود منابع و رقابت برای منابع مطرح می شود.با اینکه هر بحران درجه شدت متفاوتی دارد، اما واکنش مناسب به درخواست هر بحران بسیار ضروری است. با تخصیص واحدهای اورژانسی به حوادث به طور خودکار ، گام بلندی در جهت حذف خطاهای بشری برداشته شده است .

در این پروژه روشهای هوش ازدحامی برای تخصیص تعداد بهینه از منابع در محیطی با چند بحران پیشنهاد شده است. این روشها تکنیکهای جدیدی در مدل کردن روند بحرانی با جمعیتی از عاملها و تخصیص منابع است به طوری که همه بحرانها بتوانند از منابع موردنظرشان استفاده کنند. هوش ازدحامی سیستمی است متشکل از تعداد زیادی افراد که با یک کنترل نا متمرکز و خودسامانده متعادل و هماهنگ می شوند . هوش ازدحامی ، منبع الهامی جهت توسعه سیاست های تخصیص گردش کار است. الگوریتم هایی که از این رفتار الهام میگیرند به طور موفقیت آمیزی جهت کاهش زمان های تنظیم شده و زمان های عملکرد در تولید زمان بندی صنعتی به کار میرود .

در این پروژه روشهایی برای بهینه سازی تخصیص منابع به وقایع بحرانی مختلف با توجه به محدودیتهایی همچون دسترس پذیری منابع ، وضعیت بحرانی وقایع، تعداد منابع خواسته شده و غیره ارائه شده است. روش پیشنهادی به سمت مدیریت رخداد وقایع بحرانی به طور همزمان در یک محیط از پیش تعریف شده خاص با مراکز تخصیص منبع تعیین شده در همان محل پیش می رود. هدف افزایش بهره وری واحدهای واکنش اضطراری به همراه کاهش زمانهای واکنش است. هدف اصلی از تخصیص خدمات اورژانسی ، بیشینه سازی کارایی واحدهای واکنش اضطراری در دسترس و موجود و کمینه سازی زمان واکنش برای کاهش آثار یک یا چند واقعه است.

آژانس های مختلفی در این زمینه تاسیس شده است از آن جمله آژانس مدیریت اورژانسی فدرال(FEMA)  است. همچنین سیستمهایی برای نظارت و تخفیف آثار حوادث طراحی شده است مانند سیستم دریافت و پاسخ (اینفوسفر)  و سیستم مدیریت بحران (CMS) .

 الگوریتم های زیادی به همراه تعمیمشان برای رسیدن به راه حل های بهینه مسئله تخصیص منبع پیشنهاد شده است. الگوریتم ژنتیک ، تئوری بازیها ، الگوریتم های پویا و… از آن دسته اند.

عملیات نجات روبوکاپ موضوع تعدادی از پیاده سازی های عملی و سودمند است. عملیات نجات روبوکاپ یک محیط شبیه سازی شده برای برنامه ریزی حادثه شامل عاملهای متعدد است.در فصل های بعد به مسائل گفته شده پرداخته می شود.

فصل دوم-مدیریت بحران

۲-۱-مقدمه

در طی چند دهه اخیر مدیریت بحران به یک مسئله چندوجهی و پیچیده تبدیل شده است. ماهیت یک بحران یا حادثه از حوادث طبیعی مثل طوفانها و زمین لرزه ها تا حوادث ساخت بشر مانند سقوط هواپیماها، حوادث تروریستی، اعمال عمدی، تخریب انبوه، حوادث صنعتی و غیره متغیر است.

با توسعه و گسترش جوامع شهری ، هنگام وقوع یک بحران خطرات جانی و مالی زیادی افراد شهر را تهدید می کند .به این دلیل ایجاد سیستم مدیریت بحران مؤثر و سازمان یافته بسیار ضروری است.

 پروسه مدیریت بحران شامل مراحل تحلیل خطر، دریافت ، واکنش ، نظارت و تخفیف آثار یک بحران می باشد.

در صورت وقوع حوادث متعدد در یک محیط شهری با مسئله مدیریت و تخصیص منابع مواجه خواهیم شد . در این فصل روشهایی برای بهینه سازی تخصیص منابع به وقایع بحرانی مختلف با توجه به محدودیتهایی همچون دسترس پذیری منابع ، وضعیت بحرانی وقایع، تعداد منابع خواسته شده و غیره ارائه شده است. روش پیشنهادی به سمت مدیریت رخداد وقایع بحرانی به طور همزمان در یک محیط از پیش تعریف شده خاص با مراکز تخصیص منبع تعیین شده در همان محل پیش می رود. هدف از مدیریت بحران افزایش بهره وری واحدهای اورژانسی و نیز کاهش زمانهای واکنش است.

۲-۲-مدیریت بحران

هر جامعه به یک آرایش از واحدهای واکنش اضطراری برای رسیدگی به وقایع بحرانی گوناگون نیاز دارد. مدیریت بحران یعنی ارسال به موقع منابع مورد نیاز به مناطق بحران زده[۱].

پیچیدگی این کار از ناهماهنگی واحدهای واکنش اضطراری مانند ماشینهای آتش نشانی ، آمبولانسها و ماشینهای پلیس ناشی می شود.

بعلاوه این واحدها در یک ناحیه وسیع و کنترل شده توسط سازمانهای متعدد توزیع شده است. هر بحران در شدت، درخواست تعداد و نوع منابع و موقعیت منحصر بفرد است. در صورت وقوع حوادث همزمان متعدد ، تعیین شدت هر بحران و تخصیص تعداد بهینه و نوع مناسب واحدهای اورژانسی به هر موقعیت مهم و حیاتی است. بسته به مکان و ماهیت بحران ممکن است درخواستهای اضافی برای واحدهای اضطراری جهت جلوگیری از بدتر شدن یک وضعیت وجود داشته باشد. اگرچه بعضی وقایع ممکن است بحرانی تر از بقیه باشد اما همه آنها نیاز دارند برای جلوگیری از وقوع حوادث و خسارت بیشتر فوراً کمک شوند. هدف اصلی از تخصیص خدمات اورژانسی ، بیشینه سازی کارایی واحدهای واکنش اضطراری در دسترس و موجود و کمینه سازی زمان واکنش برای کاهش آثار یک یا چند واقعه است. شکل ۱روند مساعدت با درک بهتر موقعیت را نشان می دهد.