مهندسی ترافیک

مهندسی ترافیک

برنامه‌ریزی و ارائه‌ مدل بهینه‌ی‌ تخلیه‌ی اضطراری شبکه پس از زمین‌لرزه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
علیرضا ناصری 1
رامین وفایی‌پورسرخابی 2
علیرضا معتمدنیا 3
1 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 گروه مهندسی عمران، واحد آذرشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آذرشهر، ایران
3 مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری‌های نرم، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
چکیده
زلزله از شناخته‌شده‌ترین حوادث طبیعی است که اغلب، خساراتی وسیع و فاجعه‌آمیز به‌ بار می‌آورد. ارزیابی شرایط پس از بحران، معمولاً نشان می‌دهد که عملکرد نامناسب حین برنامه‌ریزی و مسیریابی در فرآیند تخلیه، منجر به بروز ناهماهنگی و اتلاف زمان و ظرفیت شبکه می‌گردد. بر این اساس هدف این پژوهش، ارائه‌ی روشی ابتکاری برای تعیین مسیرهای تخلیه‌ی شبکه در کوتاه‌ترین زمان و به‌صورت یکپارچه است؛ که منجر به پیشنهاد یک الگوریتم بر مبنای تحلیل شبکه و تعریف کمان­ ها و گره­ های امن و متأثر از بحران می‌گردد. مدل پیشنهادی بهینه­ سازی جریان در این پژوهش، با استفاده از MCNFP، در پیِ یافتن کوتاه‌ترین مسیر تخلیه از هر گره به منطقه امن و ارسال بیشینه‌ی جریان ممکن از طریق این مسیر است. برای آزمایش کارایی مدل، 12 شبکه‌ی کوچک با ترکیب مختلفی از تعداد گره‌‌‌‌‌ها و خودروها و 10 شبکه‌ی متوسط با تعداد گره‌‌‌‌‌های مختلف و تقاضای مشابه موردبررسی قرارگرفته و زمان اجرای هر یک از الگوریتم‌‌‌‌‌های MCNFP و مدل پیشنهادیِ این تحقیق، مقایسه شده است. نتایجِ عملکرد هر یک از روش‌ها نشان داد که زمان تخلیه با افزایش تعداد گره­ ها و پیچیدگی مسیریابی افزایش می­ یابد. همچنین در شبکه ­های کوچک، رشد تعداد وسایل نقلیه باعث افزایش زمان تخلیه می­ گردد که حائز اهمیت است. درنهایت، نتایج تمام تحلیل‌ها حاکی از سرعت بسیار بالای الگوریتم ابتکاری نسبت به MCNFP در تخلیه‌ی شبکه است.
کلیدواژه‌ها
شبکه حمل‌ونقل
تخلیه اضطراری
مدیریت بحران
زمین‌لرزه
بهینه‌سازی
  • روش‌های ارزیابی آسیب‌پذیری زیرساخت‌ها و مدیریت بحران، 1398، علمداری، ش، انتشارات بوستان حمید.
  • مباحث مدیریت بحران، دیدگاه‌ها سامانه ملی تاب‌آوری تخلیه اضطراری، 1397، علمداری، ش، انتشارات بوستان حمید.
  • نقش حمل‌ونقل در تخلیه اضطراری، 1391، اسفندیاری، م، انتشارات دانشگاه جامع امام حسین (ع).
  • ملاحظات پدافند غیرعامل در شریان‌های حیاتی شهری، 1395، جهانتیغ پاک، م، انتشارات بوستان حمید.
  • ملاحظات پدافند غیرعامل در شریان‌های حیاتی شهری، 1395، جهانتیغ پاک، م، انتشارات بوستان حمید.
  • پدافند غیرعامل در شبکه‌های مواصلاتی جاده‌ای و آزادراه‌ها، 1396، علی‌محمدی، ک، انتشارات قرارگاه سازندگی خاتم‌الانبیاء (ص)، قرب کربلا.
  • مسئله مسیریابی وسایل نقلیه همراه با پنجره زمانی، 1386، قصیری، ک، انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی قزوین.

 

  • Ma, X., Guo, H., Tang, X., Gao, X., and Wang, X. (2023). Emergency traffic distribution and related traffic organization method under natural disasters. Sustainable Operations and Computers, 4, 1-9. doi: 1016/j.susoc.2022.09.001
  • Ford, L. R., and Fulkerson, D. R. (1956), Maximum Flow Through a network, Canadian Journal of Mathematics 8 , 399–404.
  • Kotnyek, B. (2003), An Annotated Overview of Dynamic Network Flow”, France: Institut National de Rechereche Informatique ET en Automatique.
  • Hoppe B. and Tardos. É. (1994) Polynomial Time Algorithms for some Evacuation Problems, In Proceedings of the 5th Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 433–441.
  • Ahuja, R. K., Magnanti, Th. K., and Orlin. J. B. (1993), Network flows, Prentice Hall, New Jersey.
  • E.L. (1966), Networks and basic solutions, Operations Research, 14:619–623, DOI:10.1287/opre.14.4.619
  • Huang, M., Smilowitz, K. R. and Balcik, (2013), A Continuous Approximation Approach for Assessment Routing in Disaster Relief, Transportation Research Part B: Methodology. 50: 20–41. DOI:10.1016/j.trb.2013.01.005
  • Hamacher, H.W., Heller, S. and Rupp, B. (2013), Flow Location Problems: Dynamic Network Flows and Location Models for Evacuation Planning, Annals of Operations Research, 207(1): 161-180.
  • Li, X., Cui. X., Jiang R. and Jia B. (2022), Bus evacuation during no-notice disasters in downtown areas: A case study of the Zhongguancun area, Beijing, Journal of Safety Science and Resilience, 3(3): 235-242. DOI: 10.1016/j.jnlssr.2022.03.007
  • Deghdak, K., T’kindt, V., and Bouquard, J. L. (2016), Scheduling Evacuation Operations, Journal of Scheduling, 19:467-478.
  • Gehl, P., Auclair, S., Fayjaloun, R., and Meresse, P. (2022), Decision support for emergency road traffic management in post-earthquake conditions, International Journal of Disaster Risk Reduction, 77, 103098, doi: 10.1016/j.ijdrr.2022.103098
  • Naseri, A., and Mokhtari, A. (2014), Optimal Route Selection Model Based on Multiple Criteria Approach, Journal of Traffic and Logistics Engineering, 2(1): 76-79, doi: 10.12720/jtle.2.1.76-79
  • Wang, D., Yang, K., and Yang, L. (2021), Risk-averse two-stage distributionally robust optimization for logistics planning in disaster relief management. International Journal of Production Research, 1-24. doi: 10.1080/00207543.2021.2013559
  • Zhang, Z., Liu, Y., Tong, Q., Guo, S., & Li, D. (2021). Evacuation based on spatio-temporal resilience with variable traffic demand, Journal of Management Science and Engineering, 6(1), 86-98. doi: 10.1016/j.jmse.2021.02.009
  • Ford, L. R. and Fulkerson, D. R. (1956), Maximum Flow through a Network, Canadian Journal of Mathematics, (8):399–404.
  • Dulebenets, M. A., Pasha, J., Abioye, O. F., Kavoosi, M., Ozguven, E. E., Moses, R., ... and Sando, T. (2019), Exact and heuristic solution algorithms for efficient emergency evacuation in areas with vulnerable populations, International journal of disaster risk reduction, 39, 101114. doi: 10.1016/j.ijdrr.2019.101114
  • Pyakurel, U., and Dhamala, T. N. (2016), Continuous time dynamic contraflow models and algorithms, Advances in Operations Research. doi: 10.1155/2016/7902460
  • Borowska-Stefańska, M., Kowalski, M., Wiśniewski, S., and Dulebenets, M. A. (2023), The Impact of Self-evacuation from Flood Hazard Areas on the Equilibrium of the Road Transport, Safety Science, 157, 105934. doi: 1016/j.ssci.2022.105934