سمیرا بلوری

مسأله موردنظر در این مقاله،مسألهمکانیابی-تخصیص چندهدفه برایتعیین موقعیت و تخصیص ظرفیت بهینه به ایستگاههای آتش نشانی منطقه 11 شهر تهران در محیطGIS و با استفاده از الگوریتم ژنتیک می باشد. اهداف این تحقیق شامل: 1- کمینه کردن فاصله بین ایستگاه آتش نشانی و تقاضاها2- کمینه کردن زمان رسیدن به تقاضا از ایستگاههای آتش نشانی 3- بیشینه کردن پوشش ایستگاههای آتش نشانیمی باشد.مسألهمکانیابی-تخصیص یک مسأله بهینه سازی ترکیبی است و به دلیل پیچیدگی محاسباتی، معروف به NP-Hard است. بنابراین روشهای جبری رایج،نمی توانند در حل مسائل مکانیابی-تخصیص پیچیده با چندین شرط مختلف، موفق باشند. برای حل این مسألهمکانیابی-تخصیص، از روش فوق ابتکاری الگوریتم ژنتیک استفاده می شود.در این مدل ژنتیک چندهدفه،برای بررسی اثر هر هدف، ابتدا هر تابع به صورت تک هدفه اجرا و نتایج آنها مقایسه می شود. در مرحله دوم، خروجی مدل با یک بردار وزن ثابت ارزیابی می شود و نتیجه نشان می دهد که مدل بخوبی می تواند موقعیتهای بهینه ایستگاههای آتش نشانی را با در نظر گرفتن ظرفیت ایستگاههای آتش نشانی مشخص کند. در نهایت، برای ارزیابی مناسب بودن مدل، از یک برنامه وزندهی اتوماتیک استفاده می شود. در این حالت هر بار به هر جواب، بردار وزنی تصادفی تعلق می گیرد و در نهایت مجموعه ای از جوابهای غیرمسلط حاصل می گردد که به تصمیم گیرندگان، فرصت می دهد،جوابهای مناسب(Non-dominated)را با توجه به شروط مشخص و یا اولویت آنها به یک هدف،انتخاب کنند.

توسعه ناهمگون شهری و عدم پیش بینی صحیح در زمینه توسعه شهرها مشکلات متعددی را در شهرها ایجاد می کندف از جمله این مشکلات، کمبود تسهیلات شهری و نامناسب بودن مکان قرارگیری تسهیلات مانند بیمارستان، ایستگاه آتش نشانی و ... جهت خدمات رسانی به مردم است. در این میان منطقه 22 شهر تهران که بزرگ ترین قطعه پایتخت محسوب می شود، در سال های اخیر شاهد رشدی فزاینده بوده است. این منطقه که دربردارنده برج ها و ساختمان های بلندمرتبه است و جمعیت زیادی را در خود جای داده است، نیازمند توجه بیشتری از لحاظ نحوه خدمات رسانی تسهیلات اورژانسی و از آن جمله ایستگاههای آتش نشانی می باشد. با توجه به این که ایستگاههای آتش نشانی جهت خدمات رسانی بهینه باید در زمانی کمتر از 5 دقیقه به محل حادثه برسند، هدف این پژوهش کمینه کردن زمان رسیدن ماشین های آتش نشانی به محل حادثه و بررسی وضعیت تخصیص یا تعداد مردمی است که می توانند از خدمات بهره مند شوند. جهت حل این مسئله از رویکرد ترکیبی مدل میانه تخصیص برداری که رویکردی کاملا نو در زمینه مکانیابی و تخصیص است در محیط سیستم اطلاعات مکانی استفاده می شود. از آنجایی که مسائل تخصیص در زمره مسائل سخت قرار دارند، از الگوریتم جستجوی ممنوعه جهت حل مسئله استفاده گردید. پس از انجام آنالیز حساسیت و تنظیم بهترین پارامترها برای الگوریتم جستجوی ممنوعه، مدل تخصیص برداری در منطقه 22 اجرا شد. نتایج پژوهش نشان داد که 7 ایستگاه موجود قادر نیستند در کمتر از 5 دقیقه به تمام جمعیت منطقه خدمات رسانی کنند و 28040 نفر بدون دسترسی به خدمات باقی خواهند ماند. در نتیجه لازم است که حداقل 2 ایستگاه دیگر نیز جهت خدمات رسانی بهینه در منطقه ایجاد شود؛ همچنین با وجود دشوار بودن مدل میانه تخصیص برداری مشخص شد که این الگوریتم قادر است در حل مسائل با سایز متوسط جواب های راضی کننده ای را در مدت زمان کوتاهی فراهم کند.

آنالیز مکانیابی و تخصیص یکی از مهمترین آنالیزهای شبکه و در زمره آنالیزهای بسیار کاربردی در GIS می باشد. این آنالیز مدلهای مختلفی را شامل می شود که هر یک برای حل مسائل مختلفی کاربرد دارند. اخیرا یک مدل جدید به نام VAOMP (مدل میانه تخصیص برداری ترتیبی) توسعه داده شده است که می تواند بسیاری از مسائل مختلف را حل کند. با توجه به اینکه مسائل مکانیابی و تخصیص در زمره مسائل بسیار سخت هستند حل آنها به روشهای دقیق تقریبا ناممکن است. بنابراین تحقیق حاضر جهت حل مسئله تخصیص مناسب جمعیت به ایستگاههای آتش نشانی موجود که از جمله تسهیلات اضطراری هستند و بررسی تخصیص بهینه آنها از اهمیت زیادی برخوردار است، از مدل VAOMP و الگوریتم ژنتیک و تبرید با سه هدف کمینه کردن زمان رسیدن خودروهای آتش-نشانی به محل تقاضاها، کمینه کردن فاصله و بیشینه کردن پوشش هر ایستگاه در شعاع 5 دقیقه، در منطقه 21 و 22 شهر تهران استفاده می کند. نتایج تحقیق نشان می دهد که الگوریتم ژنتیک در زمان کوتاهتر، جوابهای با کیفیت تری را تولید می کند ضمن اینکه تعداد 10 ایستگاه موجود در منطقه 21 و 22 تهران جهت سرویسدهی به کل تقاضاهای موجود در منطقه کافی نیست و تعداد 55240 نفر بدون خدمات خواهند ماند و حداقل باید 13 ایستگاه در منطقه ایجاد کرد.