مکان یابی ایستگاه خدمات فوریت پزشکی کمک شایانی به پایین آمدن تلفات ناشی از شرایط بحرانی خواهد نمود, مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی با رسیدگی به موقع به بیماران از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود و باعث کاهش مر گ و میر و زیان های جبران ناپذیر ناشی از جراحات و صدمات می‌شوند. این مراکز پس از انجام اقدامات اولیه در محل حادثه، درصورت نیاز اقدام به انتقال بیمار به بیمارستان می‌کنند. از آنجا که در اینگونه مسائل هدف نجات جان انسان‌ها ست، پیشنهادها و راهکارهایی که قادر به بهبود عملکرد این مراکز باشند بسیار مورد استقبال واقع می‌شوند. محل استقرار این مراکز نقش اساسی در کاهش زمان پاسخ به تقاضا دارد و از این رو، مکان یابی این مراکز در سطح شهرها به خصوص شهرهای بزرگ و پرجمعیت از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این پژوهش به دلیل درجه ی بالای پیچیدگی مسئله و نیاز به حافظه و زمان بالا برای یافتن پاسخ ها، یک الگوریتم ابتکاری ترکیبی که در آن از دو الگوریتم فراابتکاری شبیه سازی تبرید استفاده شده است، به منظور حل مسئله پیشنهاد شده است. سپس تعدادی آزمایش با بهره گرفتن از این الگوریتم انجام می شود
همچنین این پژوهش به صورت اجمالی به مسئله تخصیص بهینه نیروی امداد و نجات برای واکنش در هنگام زلزله و عملیات نجات پس از زلزله نیز می پردازد با توجه به اینکه زلزله نسبت به سایر بلاهای طبیعی منجر به تلفات بیشتری می شود. عملیات نجات پس از رخداد زلزله تا حد زیادی در تلفات ناشی از زلزله تاثیر گذار است. در این پژوهش سعی داریم تا روشی برای تخصیص نیروهای نجات بین شهرهای مختلف یک کشور توسعه دهیم. هدف این تخصیص، حداکثر کردن متوسط تعداد افراد نجات یافته می‌باشد.
-
- اهمیت موضوع تحقیق
کشور ایران در محل تقاطع سه صفحه تکتونیک در امتداد گسلهای آلپ – هیمالیا قرار دارد و در نتیجه در بین کشورهای منطقه بیشترین آمار وقوع زلزله را دارد [۱] این مسئله منجر به افزایش ریسک و خطر برای ساختمان‌ها، تأسیسات و تجهیزات شده است [۲] . بررسی زمین لرزه های قرن گذشته که مرگ و میر بالای هزار نفر داشته اند نشان میدهد که از بین ۸۴ زمین لرزه با مرگ و میر بالای ۱۰۰۰ نفر که در قرن بیستم روی دادند، ۱۲ زمین لرزه در ایران رخ داده است که در آن ها مجموعاً بیش از ۱۴۰ هزار نفر کشته شده اند [۳] . بر اساس مطالعات انجام شده بر روی زلزله های بزرگ حادث شده در دوره ۲۵ ساله ۱۹۸۶ تا ۲۰۱۰، بیش از ۱۲۰ زلزله بالای ۵ ریشتر در این دوره ایران را لرزانده است که ۱۲تای آن بالای ۶ ریشتر بوده است.یعنی به طور متوسط هر ۱ تا ۲ سال یک بار زلزله ای بزرگ یکی از مناطق کشور را ویران می‌کند [۳]
بررسی نقشه های زلزله شناسی کشور نشان میدهد که عمده مراکز استانها در مناطقی با خطر بالای زلزله قرار دارند [۴] به عنوان مثال پایتخت کشورمان تهران بر روی گسلهای زیادی بنا شده است. بر اساس داده های تاریخی، در منطقه تهران در پریودهای ۱۷۵ ساله، زلزله هایی به بزرگی ۰٫۷ ریشتر روی میدهد [۵] هم اکنون ۱۷۹ سال از آخرین زلزله ای که تهران را لرزانده می گذرد و بنابر تحقیقات انجام شده، زلزله آینده با احتمال ۷۰ درصد بیش از ۷ ریشتر قدرت خواهد داشت [۵] . مطالعات انجام شده بیانگر این مسئله هستند که وقوع زلزله ای ۷ ریشتری در تهران منجر به مرگ بیش از یک میلیون و چهارصد هزار نفر و مجروح شدن چهار میلیون و سیصد هزار نفر خواهد شد [۶].
بررسی حوادث چند سال گذشته مشخص می‌کند که روش های پیش‌بینی، پیش گیری، امدادرسانی، بازسازی و … در کشور ما توانایی چندانی ندارند. مشاهدات انجام شده در مورد زلزله بم و زلزله مرزن آباد موارد ذیل را روشن میسازند [۷]
۱- اطلاع رسانی دقیقی در مورد چنین حوادثی وجود ندارد به طوری که تا چند ساعت پس از لرزش تهران مرکز زمین لرزه مشخص نبود
۲- رسیدن نیروهای امدادی به منطقه حادثه دیده با تأخیر بسیار زیادی صورت می‌گیرد (نیروهای امدادی روسیه تنها ۳ ساعت بعد از زلزله بم در محل حاضر بودند در حالی که هلال احمر و سایر ارگانهای ذیربط تا شب حادثه به محل نرسیدند، همچنین در مورد برخی روستاهای حادثه دیده کمک رسانی بعد از سه الی چهار روز شروع شد.
۳- نیروهای مردمی که قبل از نیروهای امدادی به منطقه میرسند آموزش‌های امدادی لازم را ندیده اند (گزارش‌های بسیاری در مورد نقص عضوهای مصدومین به علت عدم آشنایی امدادرسانان به گوش میرسد.)
۴- هماهنگی بین گروه‌های امدادی مختلف وجود ندارد.
برای پیشگیری وقوع این مشکلات نیاز به برنامه ریزی برای کنترل بحران است. برنامه ریزی برای کنترل بحران از چهار مرحله تشکیل می‌شود: نخست باید حوادث ناگوار پیش‌بینی شوند، سپس باید برنامه های اقتضایی شامل مهندسی ساخت و ساز، برنامه ریزی فیزیکی، برنامه ریزی اقتصادی و سیاست گذاری تنظیم گردند، پس از آن باید گروه‌های مدیریت بحران سازماندهی شده و آموزش داده شوند، و سرانجام باید برای تکمیل برنامه ها به صورت عملی تمرین شود و برنامه های آموزشی اجرا شود [۵] و [۸].
با توجه به موارد مطرح شده و وضعیت کشور ایران از نظر خطر زلزله و عدم وجود برنامه ایی برای مدیریت بحران زلزله این پژوهش به دنبال اصلی زیر را مورد بررسی و توجه قرار میدهد
الف ) مکان یابی ایستگاه های فوریت پزشکی به هدف حداکثر کردن پوشش نقاط مورد تقاضا جهت کاهش تلفات خسارات جانی و کاهش زمان رسیدگی به نقاط آسیب دیده
ب ) تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات با هدف به حداکثر رساندن نقاط مورد تقاضا و کاهش خسارات مالی و جانی
الف ) مراکز خدمات فوریت پزشکی
خدمات فوریت های پزشکی به قسمتی از تمهیدات پزشکی گفته می شود که از بالین بیمار شروع و در اورژانس بیمارستان خاتمه می‌یابد. زنجیره ی اتفاقاتی که در یک فرایند عرضه ی خدمات فوریت های پزشکی انجام می‌گیرد شامل چهار مرحله است [۵] و [۸].
١. گزارش حادثه
٢. بررسی شدت حادثه
٣. ارسال وسیله
۴. عملیات پزشکی
هدف اصلی این مراکز کاهش مرگ و میر، معلولیت و رنجش انسان ها است،از آنجا که در اینگونه مسائل هدف نجات جان انسان ها می‌باشد، پیشنهادها و راهکارهایی که قادر به بهبود عملکرد این مراکز باشند، بسیار مورداستقبال واقع می‌شوند.یکی از مهمترین پارامترها در ارائه ی با کیفیت خدمات فوریت های پزشکی، زمان ارائه ی این خدمات است. محل استقرار این مراکز، نقش اساسی در کاهش زمان خدمت دهی به تقاضاها دارد.از این رو، تعیین این محل استقرار در سطح شهرها به خصوص در شهرهای بزرگ از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تعیین محل مراکز از بین تعدادی مکان بالقوه و همچنین تعداد آمبولانس های موجود درهریک از این مراکز با بهره گرفتن از مدل های مکان یابی صورت می پذیرد و هدف این مدل ها عمدتاًً به دست آوردن حداکثر پوشش تقاضا در سطح شهر با توجه به محدودیت زمان و بودجه می‌باشد. طی۳۰ سال گذشته تحقیقات و مطالعات گسترده ای در این زمینه صورت پذیرفته و مدل های متعددی نیز ارائه شده است.
اما پیش از انجام مدل سازی و یافتن محل این مراکز باید به دو نکته ی بسیار مهم که تاکنون چندان مورد توجه قرار نگرفته اند، پرداخته شود.اول آنکه چون تقاضا برای خدمات مراکز فوریت های پزشکی در سطح یک شهر، در زمان زلزله ، و در مناطق و زمان‌های مختلف دارای تغییرات قابل ملاحظه ای است، لازم است که برای پاسخ گویی به این تقاضاها ظرفیت مراکز خدمات فوریت های پزشکی نیز در مناطق و زمان‌های مختلف با توجه به تغییرات تقاضا تغییر کند؛ و از آنجایی که ظرفیت این مراکز وابسته به تعداد آمبولانس مستقر در هر مرکز است، بنابرین نیاز به بازآرایی آمبولانس ها در این مراکز حیاتی می‌باشد.
دوم آنکه با توجه به محدود بودن ظرفیت پذیرش مراکز خدمات فوریت های پزشکی و بیمارستان ها می بایست تقاضای موجود برای خدمات فوریت های پزشکی را به گونه ای به این مراکز و بیمارستان ها تخصیص داد که این محدودیت اساسی نیز رعایت شود.
به طور کلی بر اساس ویژگی‌های کشور ایران، ۲۳ بحران پس از زلزله تعریف شده است. از جمله این بحران‌ها می توان به بحران امنیت، بحران کودکان بی سرپرست، بحران اطلاع رسانی و … اشاره کرد [۹] یکی از بحران‌های بعد از زلزله، بحران تخصیص منابع و تیم‌های امدادی است. تخصیص منابع پس از بحران از مواردی است که در کشور ما با مشکل مواجه است. در صورت تخصیص مناسب منابع پس از بحران میتوان از بسیاری از خسارت‌ها پیشگیری کرد و آمار تلفات را کاهش داد.
با توجه به احتمال بالای وقوع زمین لرزه در ایران و اینکه در حال حاضر سیستم مدیریت بحران فاقد ابزاری مناسب برای مکان یابی صحیح ایستگاهای امداد و نجات و تخصیص امکانات و تیم‌های امدادی به مناطق آسیب دیده است، پژوهشگر در این تحقیق به دنبال معرفی یک مدل برای تخصیص مناسب استفرار و جانمایی ایستگاه های امداد و نجات و وارائه مدلی جهت تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات جهت در زمان زلزله می‌باشد
۱-۴ اهداف عمده تحقیق
با توجه به مسائل ذکر شده و اهمیت خدماتی که مراکز خدمات فوریت های پزشکی و تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات در زمان و پس از زلزله جهت کاهش تلفات انسانی ارائه می‌دهند در این مطالعه قصد داریم با ارائه مدلی ریاضی و حل آن به سه سوال زیر پاسخ دهیم.
۱ – بهترین نحوه ی تخصیص تقاضا درهر دوره
هنگامی که زلزله رخ میدهد و در نتیجه با مرکز فرمان دهی خدمات فوریت های پزشکی تماسی برقرار می شود با توجه به دوره ی زمانی که در آن قرار داریم و منطقه ای که حادثه در آن رخداده است اپراتور باید بداند که از کدام یک از مراکز خدمات فوریت های پزشکی می بایست آمبولانسی به محل حادثه اعزام کند و همچنین درصورتی که بیمار نیاز به انتقال به بیمارستان داشته باشد، آمبولانس باید وی را به کدام بیمارستان انتقال دهد.
۲ – بهترین نحوه بازآرایی چیدمان آمبولانس ها در دوره های مختلف
با توجه به وقوع زلزله و با توجه به به تغییرات تقاضا و سرعت تردد در دوره های زمانی و مناطق مختلف و به منظور پاسخ گویی مناسب به تقاضای بیماران، آمبولانس ها در هر دور هی زمانی چگونه بین مراکز خدمات فوریت های پزشکی توزیع شوند و در صورتی که نیاز به تغییر این توزیع بود، از کدام مرکز خدمات فوریت های پزشکی باید آمبولانس کم و به کدام یک افزوده شود.
۳ – بهترین نحوه تخصیص کارآمد نیروی امداد و نجات
با توجه به وقوع زلزله و استقرار مراکز فوریت پزشکی و تجهیز این مراکز و تعیین ظرفیت نیروی امداد و نجات برای هر مرکز که با توجه به وضعیت جغرافیایی و جمعیت نقاط تقاضا می‌باشند میتوان مسئله را حل کرد
-
- سوالات تحقیق
۱-۵-۱ سوالات اصلی تحقیق
الف ( نحوه صحیح مکانیابیبرای مراکز خدمات فوریت های پزشکی چگونه است ؟
ب ( نحوه تخصیص تقاضای موجود برای خدمات فوریت پزشکی بین مراکز بیمارستانهای مختلف چیست ؟
ج ( باز آرایی آمبولانسها در مراکز خدمات امداد و نجات چگونه شکل می‌گیرد ؟
د ( نحوه تخصیص صحیح نیروهای امداد و نجات برای مناطق آسیب دیده چگونه انجام می شود ؟
۱-۵-۲ سوالات فرعی تحقیق
الف ( آیا مکان یابی ایستگاه های امداد و نجات در زمان زلزله مؤثر است؟
ب ( آیا تخصیص بهینه نیروهای امدادی در هنگام بحران )زلزله ( مؤثر است ؟
ج ( بین مکان یابی ایستگاه های امداد و نجات و کاهش صدمات ناشی از زلزله رابطه وجود دارد؟
د ( بین تخصیص بهینه و کاهش تلفات در هنگام بحران ) زلزله ( رابطه وجود دارد؟
۱- ۶ روند ارائه مطالب
در ادامه و در فصل دوم به مرور ادبیات موضوع و مطالعاتی که تاکنون در این زمینه انجام شده است پرداخته می شود. در فصل سوم پس از تشریح مسئله موجود و ذکر تمامی نکات و مفاهیم مربوط به آن اقدام به ارائه مدلی ریاضی از مسئله شد. در این فصل تعریف مسئله و مدل سازی آن به تفصیل بیان می‌شوند. همچنین نشان می‌دهیم که در نظر گرفتن مسئله به صورت پویا کاملا ضروری است و منجر به بهبودی چشم گیر در پوشش دهی می‌گردد.
به دلیل پیچیدگی بسیار بالای مدل ارائه شده و نیاز به حافظه ی بالا به منظور حل آن، و در نتیجه ناتوانی روش حل دقیق ریاضی در به دست آوردن جواب در بسیاری از نمودها، در فصل چهارم ، روش ابتکاری ارائه و مراحل آن به طور کامل بیان می شود.
در فصل پنجم توضیحاتی در مورد مسائل آزمایشی، مشخصات نرم افزار و زبان برنامه نویسی به کار رفته و نیزمشخصات کامپیوتر مورد استفاده، ارائه شده و پس از آن به تجزیه و تحلیل جواب های حاصل از مدل ریاضی والگوریتم پیشنهادی پرداخته می شود. همچنین با بررسی نتایج حاصل از الگوریتم ارائه شده ، نشان داده می شودکه این الگوریتم دارای کارایی بالا است.
در فصل ششم نیز به نتیجه گیری و بیان دستاوردهای تحقیق پرداخته و در پایان نیز پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی در این زمینه بیان می شود.
فصل دوم
مروری بر ادبیا ت موضوع
۲-۱ مقدمه
در اثر وقوع زلزله، بحران‌های مختلفی ایجاد می شود. عمده کشورها و مناطق زلزله خیز برنامه هایی از پیش تعیین شده برای مقابله با این بحران‌ها دارند [۱] نبود برنامه های از پیش تعیین شده برای مقابله با بحران‌های پس از زلزله در برخی از کشورها، آمار خسارات این پدیده طبیعی را بالاتر برده است. زلزلههای دهه گذشته در ایران و ترکیه شاهدی بر این مدعا است. خسارات زلزله در این دو کشور بسیار بیشتر از میانگین مربوط به کشورهای دارای برنامه مقابله با زلزله همچون چین و ژاپن است [۲].
بعد از جستجو و مرور مقالات گوناگون، متاسفانه کار مشابهی یافت نگردید. به طور کلی در ارتباط بامسئله مکان یابی و جانمایی ایستگاه های امداد و نجات و تخصیص صحیح نیروهای امدادرسانی در هنگام وقوع زلزله، بندرت از روش های برنامه ریزی ریاضی استفاده شده است. سیستمهای مدیریت بحران مرسوم، صرفا سیستمهای اطلاعاتی می‌باشند که برای ارائه گرافیکی داده های (سیستم اطلاعات جغرافیایی)[۱] مربوط به بحران مورد استفاده قرار می گیرند [۵] اما هیچ یک از این سیستم‌ها از روش های بهینه سازی برای تخصیص منابع محدود استفاده نکرده اند. معدود کارهایی که تا کنون انجام شده است نیز مربوط به برنامه ریزی بعد از وقوع زلزله می‌باشد. برای مثال فرندیش و همکارانش [۲][۵] کارهایی که به برنامه ریزی پیش از وقوع زلزله پرداخته‌اند نیز بیشتر مربوط به تعیین ریسک زلزله هستند برای مثال: دیویدسون[۳] ، شاخصی را برای نشان دادن ریسک زلزله توسعه داد. [۱۲]
این شاخص برای مقایسه خطر زلزله در شهرهای مختلف جهان ارائه شده است پروژه ای[۴] که توسط مرکز (UNCRD) سازمان ملل متحد برای توسعه منطقه ای [۵]تعریف شد نیز کار مشابهی است که قصد در شناسایی شهرهای آسیب پذیر دارد. در این دو پروژه علاوه برآسیب پذیر بودن هر شهر، سهم عوامل مختلف در این آسیب پذیری نیز مشخص می‌گردد.همان طور که مشاهده می کنید در این گونه کارها صرفا به شناسایی خطر در مناطق گوناگون پرداخته‌اند و اقدامی برای تخصیص بهینه منابع موجود نکرده اند. [۴]
۲- ۲ مروری بر مدل‌های مکان یابی تحقیق
مسئله ی مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی به طور گسترده ای در ۳۰ سال گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است. اولین مدل هایی که در این زمینه مطرح شدند فرضیات ساده کننده ی بسیاری را در نظر گرفته بودند و مدل مناسبی از شرایط مسئله در واقعیت را نمایش نمی دادند[۵۰] در سال های اخیر، تحقیقات بیشتری در این زمینه انجام گرفته و مدل ها به مراتب پیچیده تر شده اند و مشخصات بیشتری از شرایط مسئله در دنیای واقعی را در بر می گیرند [۵] و [۸]. به طورکلی مطالعات انجام شده و مدل های ارائه شده در زمینه ی مسائل مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی را می توان به دو دسته ی اصلی مدل های ایستا[۶] و پویا[۷] تقسیم کرد، بسیاری از مدل های ارائه شده به صورت یک مسئله ی بهینه سازی با تابع هدف و محدودیت های خطی بوده که شامل متغیر های عددصحیح و پیوسته[۸] هستند.
هدف مدل های ایستا، مکان یابی پایگاه ها و تخصیص آمبولانس ها به آن ها است. مدل های ایستا خود به دودسته ی قطعی [۹] و احتمالی [۱۰]تقسیم می‌شوند. تفاوت مدل های احتمالی نسبت به مدل های قطعی در دیدن احتمال عدم دسترسی به آمبولانس ها است. آمبولانس ها بنا به دلایلی، مانند اعزام برای پاسخ به تقاضای قبلی و یا خرابی، ممکن است دور ازدسترس قرار گیرند و در مدل های احتمالی سعی شده است تا این عدم دسترسی به نحوی در مدل مورد توجه قرار گیرد. مدل های پویا که در گام بعد از مدل های ایستا قرار می گیرند و اساس آن ها نیز بر پایه ی مدل های ایستا می‌باشد، به مسئله مکان یابی امکانات خدمات فوریت های پزشکی با در نظر گرفتن بازه های زمانی و یافتن چیدمان مناسب آمبولانس ها در هر یک از این بازه ها پاسخ می‌دهند، هدف این مدل ها علاوه بر بیشینه کردن پوشش تقاضاها، حداقل کردن جابجایی آمبولانس ها نیز می‌باشد. بسیاری از مطالعاتی که تا کنون صورت گرفته اند و مدل هایی که برای حل این مسئله ارائه شده اند به مسئله ی بازآرایی چیدمان آمبولانس ها در مراکز مختلف خدمات فوریت های پزشکی توجه نکرده اند. شکل ۲-۱ دسته بندی مدل های موجود مکا نیابی خدمات فوریت های پزشکی را نشان میدهد
شکل ۲-۱ دسته بندی مدل های موجود مکان یابی مراکز خدمات فوریت‌های پزشکی
در ادامه به مهم ترین مدل های موجود در این زمینه ، با توجه به دسته بندی مطرح شده در فوق، اشاره می شود.
۲-۳ مدل های ایستا
مدل های مکان یابی ایستگاه های امداد و نجات بر روی شبکه ی گراف ها تعریف می شود. مجموعه نقاط با تقاضا V و مجموعه محلهای باقوه قرار گیری آمبولانسها با W نشان داده می شود.زمان صفر از رأس I به رأس J را با tij نمایش می‌دهند Wi نیز مجموعه ای از مراکز بالقوه ی EMS [۱۱] است که در فاصله ای کمتر از فاصله ی پوشش دهی با نقطه تقاضای i قرار دارند .[۱۹]
مدل های ایستا به دو دسته ی قطعی و احتمالی تقسیم می‌شوند:
۲-۳-۱ مدل‌های ایستای قطعی
مدل پوشش مجموعه پایگاه[۱۲] (LSCM)
تورگاس و همکاران [۱۳]در سال ۱۹۷۱مدل LSCM را ارائه دادند. این مدل جنبه‌های متعددی از مسئله موجود در واقعیت را در نظر نمی گیرد ، هدف LSCM حداقل کردن تعداد آمبولانس های لازم برای پوشش تمام تقاضاها است.[۵۴]
مهم ترین ایراد این مدل این است که، تنها فاصله بین نواحی را به عنوان معیار تخصیص آمبولانس در نظر می گیرد و ظرفیت آمبولانس ها نادیده گرفته می شود. برای روشن تر شدن مطلب، یک شهر با نواحی مختلف را درنظر بگیرید، فرض کنید ناحیه ای در مرکز شهر وجود دارد که فاصله آن با نواحی اطراف در بازه زمانی T قرارداشته باشد . یک جواب مدل می‌تواند این باشد که در ناحیه مرکزی یک آمبولانس قرار گیرد و به سایر نواحی آمبولانس تخصیص داده نشود، این در حالی است که ممکن است یک آمبولانس به هیچ وجه کفاف تقاضای ناحیه مرکزی و اطراف آن، که معمولاً از چگال ترین نواحی شهر است را ندهد.
مدل های تخصیص مکان با تجهیزات دوگانه [۱۴]
شیلینگ و همکاران[۱۵] در سال ۱۹۷۹در مدل خود، اقدام به در نظر گرفتن دو نوع آمبولانس کردند و برای هر آمبولانس، یک فاصله پوشش دهی در نظر گرفتند و هدف بیشینه سازی تعداد تقاضا هایی بود که توسط هر دو نوع وسیله پوشش داده می شدند. در این مدل که تخصیص مکان با تجهیزات دوگانه TEAM)) نام دارد یک ارتباط سلسه مراتبی بین دو نوع وسیله رعایت می شود به طوری که آمبولانس نوع A تنها در صورت قرار گرفتن آمبولانس نوع B در نقطه J در آنجا قرار می گیرند .نویسندگان با آزادسازی این محدودیت مدل دیگری به نام FLEET[16] را نیز ارائه کردند .[۵۱]
۲-۳-۲ مدهای ایستای احتمالی
مدل مکان یابی با امید پوشش بیشینه MEXCLP)[17] )
این مدل از بسط مدل MCLP حاصل شد ، توسط داسکین [۱۸] در سال ۱۹۸۳ ارائه شده است . و یکی از اولین مد لهای احتمالی برای مسئله مکا نیابی آمبولانس هاست. در این مدل به هر آمبولانس یک احتمال مشابه Q (ضریب عدم دسرسی ) نسبت داده می شود که نشان دهنده غیر قابل دسترس بودن آمبولانس ها است. ضریب عدم دسترسی از تقسیم کل مدت زمان هایی که آمبولانس ها در دسترس نیستند بر طول دوره مطالعات ضرب در تعداد کل آمبولانس ها به دست می‌آید.[۲۱]
مدل مکان یابی قابل اطمینان[۱۹]و مدل دو سطحی [۲۰] ( (TTM, REL-P
بال و لین[۲۱] در سال ۱۹۹۳ مدل REL-P را ارائه نمودند این مدل توسعه یافته مدل LSCM می‌باشد که در آن یک محدودیت خطی برای اینکه تعداد آمبولانس ها به یک سطح قابل اطمینان برسد، به مدل LSCM اضافه شده است. یک ایراد مهم در این مدل مانند بسیاری از مدل های ارائه شده تاکنون، در نظر نگرفتن ظرفیت آمبولانس ها است.[۱۷]
مندل و همکاران [۲۲]در سال ۱۹۸۸ نیز یک مدل دوسطحی (TTM) با در نظر گرفتن دو نوع آمبولانس مطرح کردند .در این مدل این نکته لحاظ شد که نوع آمبولانس مجهزتر می‌تواند خدماتی که نوع آمبولانس دیگر ارائه می‌کند را نیز پوشش دهد. هدف این مدل بیشینه سازی متوسط تقاضای پوشش داده شده است. .[۳۸]
مطالعات اخیر در زمینه مدل‌های ایستا
مدل های ارائه شده تاکنون چهارچوب اصلی مدل های موجود در مسئله مکا نیابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی را در بر می گیرند؛ بیشتر مطالعاتی که اخیراً انجام شده اند نیز بر پایه این مدل ها شکل گرفته اند.
سیدام و همکاران در سال[۲۳](۲۰۰۲) یک الگاریتم ژنتیک [۲۴]به منظور بهبود جواب‌های حاصل از مدل‌های AMEXCLP و MEXCLP ارائه نمودند. .[۴۸] اینگلفسن و همکاران در سال[۲۵] ۲۰۰۷ تاخیرات موجود در خدمت رسانی به بیماران توسط مراکز خدمات فوریت های پزشکی را مورد بررسی قرار دادند و مدل پیشنهادی خود را با اطلاعات به دست آمده از شهر ادمونتون [۲۶] آزمودند.[۳۰]
لایتنر[۲۷] در سال ۲۰۰۴ با بسط مدل FLEET ، اقدام به حل مسئله مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی در شهر فایتویل [۲۸]نمود.[۴۲] نتایج بیانگر یک کاهش قابل ملاحظه در زمان پاسخ گویی به بیماران بود. پلگ و همکاران در سال[۲۹]۲۰۰۴ با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی [۳۰]، موفق به کاهش زمان پاسخ گویی آمبولانسها شدند.[۲۳] گالوائو[۳۱] در سال ۲۰۰۵ و همکاران اقدام به ارائه مدلی از ترکیب MEXCLP و MALP نمودند و با بهره گرفتن از الگوریتم شبیه سازی تبرید آن را حل کردند. .[۲۶]
راجا گوپالان[۳۲]و همکاران در سال ۲۰۰۸ عملکرد چهار روش ابتکاری را بر روی یک مدل احتمالی مکان یابی بررسی کردند که الگوریتم های جست وجوی ممنوعه و شبیه سازی تبرید بهترین جواب ها را در کمترین زمان یافتند.[۴۴]
۲-۴ مدل های پویا
همان طورکه ذکر شد تقاضا برای خدمات فوریت های پزشکی در سطح یک منطقه در زمان‌های مختلف تغییرمی کند. به همین دلیل هنگام مکان یابی ایستگاه های خدمات فوریت های پزشکی می بایست به این نکته دقت کرد که این مکان یابی اولیه نیاز به باز آرایی های دوره ای دارد تا بتوان همیشه در سطح منطقه تحت بررسی پوشش دهی مناسبی داشته باشیم. کلسار و والکر [۳۳]در سال ۱۹۷۴ اولین بار به این نکته پی بردند و یک سیستم بازآرایی چیدمان برای ایستگاه های آتش نشانی ایجادکردند. البته بازآرایی مراکز خدمات فوریت های پزشکی به این دلیل که می بایست در فاصله های زمانی کوتاه صورت گیرد به مراتب مشکل تر است. به این ترتیب تعیین آمبولانس های تخصیص یافته به مرکز خدمات فوریت های پزشکی در بازه های زمانی مختلف، مورد توجه قرار گرفت.[۳۳]
مدل استاندارد دوتایی پویا[۳۴] DDSM))
این مدل اولین مدل پویایی بود که توسط گندرو و همکاران[۳۵] ارائه شد. در این مدل مسئله مکا نیابی مجدد مراکز خدمات فوری تهای پزشکی، در هر لحظه t که یک تقاضا ثبت شود، به منظور توزیع دوباره آمبولانس ها حل می شود. پویایی مدل با استفاده ازاین پارامتر تنظیم ( jl M ) می‌گردد.[۲۹]
این پارامتر برابر هزینه جابجایی آمبولانس ۱ در زمان t از موقعیت کنونی به محل j ∈W است. هنگامی که j همان محل آمبولانس فعلی باشد ( jl M) برابر صفر است. ( jl M ) پیشینه آمبولانس ۱ را نیز در نظر می‌گیرد. به این معنا که اگر آمبولانس ۱ قبل از زمان t جابجایی داشته باشد مقدار ( jl M ) بزرگتر در نظر گرفته می شود. متغیر دوتایی yjl برابر یک است اگر و فقط اگر آمبولانس ۱ به پایگاه j منتقل شود. به غیر از متغییر yjl تمام متغیرها و پارامترهای دیگر در این مدل مانند مدلDSM تعریف می‌شوند .
از جمله معایب و محدودیتهای این مدل آن است که هر آمبولانس همانند ۱ فقط به یک پایگاه تخصیص داده می شود ، یعنی نمی توان همزمان از یک آمبولانس ۱ در پایگاه های مختلف استفاده کرد. گندرو، لاپورته و سمت[۳۶] از روش جست و جوی ممنوع برروی پردازنده‌های موازی استفاده کردند. آن ها دریافتند که اگر زمان بین دو تقاضا به اندازه کافی زیاد باشد می توان مسئله آرایش مجدد را دوباره حل نمود.[۵۵]
مدل استاندارد دوتایی چند دور های[۳۷] (MDSM)
اشمیدو دوئرنر[۳۸](۲۰۱۰) اقدام به بسط مدل DDSM و مدل mDSM را ارائه نمودند. ویژگی مهم این مدل در نظر گرفتن افق برنامه ریزی چند دوره ای و امکان بازآرایی نحوه ی تخصیص آمبولانس ها به مراکزخدمات فوریت های پزشکی در طول افق برنامه ریزی و در دوره های متوالی است. زمان سفر نیز در این مطالعه وابسته به زمان درنظرگرفته شده و نشان داده شده است که درنظر نگرفتن این نکته باعث ایجاد جواب غیر واقعی با خطای بالا می شود.[۵۲]همچنین مانند مدل بسط داده شده DSM توسط دوئرنر در سال ۲۰۰۵ . در اینجا نیز ظرفیت آمبولانس ها مد نظر قرار داده شد. این مدل جدیدترین و جامع ترین مدل پویای ارائه شده تاکنون در زمینه ی مکان یابی مراکز خدمات فوریت های پزشکی است.[۲۲]
۲-۵ خطر زلزله در کشورهای جهان سوم
خطر زلزله شهری، بزرگترین خطری است که کشورهای در حال توسعه را تهدید می‌کند و متاسفانه این تهدید با حداکثر سرعت درحال رشداست [۴] در سال ۱۹۵۰، فقط کمی بیش ازنصف جمعیت شهری که توسط خطر زلزله تهدید می شدند، درکشورهای درحال توسعه زندگی میکردنددر سال ۲۰۰۰، این مقدار به بیش از ۸۵ % افزایش پیدا کرده‌است .
در حالی که ملتهای در حال توسعه میزان بی تناسبی از خطر زلزله را تحمل می‌کنند، هزینه های بسیار اندکی صرف تحقیقات مهندسی زلزله که مطابق با نیازهای این کشورها باشد می شود توکر وهمکارانش[۳۹] [۶] تخمین زدند که در طول ۵۰ سال گذشته، سهم تحقیقات مهندسی زلزله سالیانه جهان که برنیازهای کشورهای در حال توسعه متمرکز می‌باشد، در حدود پانزده ۱۵ %ثابت باقی مانده است .شکل (۱- ۱)
برآمدهای این اختلاف شگفت انگیز نخواهد بود. در طول قرن گذشته، میزان تلفات حاصل از زلزله در ایالات متحده و ژاپن بشدت کاهش یافته است. در حالی که در کشورهای در حال توسعه، میزان تلفات هنوز بالا است
جمعیت شهری مورد تهدید زلزله در جهان
کشورهای در حال توسعه کشورهای صنعتی
شکل ۲-۲جمعیت شهری جهان با گذشت زمان، بیشتر توسط زلزله تهدید می‌گردد. این افزایش در کشورهای در حال توسعه[۴]
تحقیقات مهندسی زلزله جهان
برای نیازهای کشورهای در حال توسعه برای نیازهای کشورهای صنعتی
شکل۲-۳ سهم هزینه های جهان که صرف تحقیقات مهندسی در زلزله می شود. همان طور که می بینید این سهم در کشورهای در حال توسعه کم باقی مانده است [۴]
متوسط تعداد تلفات به ازای زلزله های مرگبار
کشورهای در حال توسعه کشورهای صنعتی
شکل ۲-۴ در طول قرن گذشته میزان تلفات حاصل از زلزله در کشورهای صنعتی با عامل ۱۰ کاهش یافته است (در نتیجه طراحی و پیاده کردن سازه‌های مناسب، برنامه ریزی شهری و سیستم امدادرسانی مناسب ) در حالی که در کشورهای در حال توسعه این میزان هنوز بالا است (۴)
مطابق با گفته های دستیار دفتر بلاهای خارجی ایالات متحده[۴۰]، هر دوی ملتهای در حال توسعه و صنعتی در نیمه اول قرن بیستم، تقریبا ۱۲ هزار مرگ به ازای هر زلزله مرگبار را تحمل کردند،در نیمه دوم،تعداد تلفات حاصل از زلزله در کشورهای صنعتی کاهش یافت در حالی که چنین امری در کشورهای درحال توسعه رخ نداده است [۴] بر اساس مشاهدات قرن گذشته، می توان به این نتیجه رسید که بالا ماندن خطر زلزله شهری درکشورهای در حال توسعه، بی اطلاعی از این ریسک و ابزارهای مناسب مدیریت آن می‌باشد.
۲-۵-۱ ایران و زلزله
ایران در منطقه جغرافیایی خاورمیانه واقع شده است در طی قرن‌ها، این منطقه به عنوان متصل کننده ترانزیتی اروپا و آسیا شناخته شده است همچنین کشور ایران در بالای خلیج فارس قرار گرفته است،درحالی که بسیاری از مردم دنیا این کشور را به علت مشکلات سیاسی می شناسند، تعداد کمی از وضعیت پرخطر زمین شناسی آن آگاه می‌باشند.
ایران بیشترین تعداد زلزله قابل توجه را در طول قرن گذشته تجربه کرده‌است،متاسفانه به علت ضعف در برنامه ریزی و بسیاری مسائل دیگر، یکی از پائین ترین کشورها از لحاظ سطح آمادگی در رویارویی با زلزله می‌باشد. بیش از ۲۴۰۰۰۰ نفر در اثر زلزله جان خود را در ایران از دست داده‌اند [۳] زلزله در حدود ده بیلیون دلار هزینه برای بازسازی در برداشته که با توجه با اقتصاد ایران رقم بسیار بالایی می‌باشد [۳]. یک الگوریتم مناسب جهت تخمین مناسب مکان یابی جهت فوریت پزشکی و امدادرسانی مناسب می‌تواند جان انسان‌ها را تا حد زیادی نجات دهد. بیشتر زلزله ها در قسمتهای جنوبی آسیا در کناره اقیانوس آرام و اقیانوس هند و در ساحل غربی آمریکا در کناره اقیانوس آرام، رخ می‌دهند. هشتاد و یک درصد زلزله های بزرگ در این مناطق روی میدهد. شکل ۱-۴ محل رخداد زلزله های بزرگ را نشان میدهد. همان طور که مشاهده می کنید، ایران در منطقه ای زلزله خیز قرار گرفته است.
از آنجایی که ایران بین دو گسل اصلی نیم‌کره شرقی واقع شده است، به طور ساختاری یک منطقه متزلزل محسوب می‌گردد. بیش از ٩۵ درصد تلفات زلزله در این ناحیه رخ داده است [۷] بیش از نصف آن افراد در ایران بوده اند.
شکل ۲-۵ نقش زلزله های بزرگ [۳]
کشور
زلزله ها
ایران
۱۶
ژاپن
۱۵
چین
۱۳
ترکیه
۹
هند
۷
جدول ۲-۱ تعداد زلزله های بزرگ در هر کشور با توجه به جدول آماری که از ابتدای تاریخ تا کنون موجود است [۳]
با توجه به این داده ها، می توان ایران را زلزله خیزترین کشور جهان دانست. علاوه بر این برای ارزیابی مدل فعلی امدادرسانی ایران، باید تلفات حاصل از زلزله را نیز مورد آزمایش قرار دهیم. جدول ۱-۲ حاوی داده های مذکور می‌باشد از جدول مذکور نتایج بسیار مهمی را می توان استخراج کرد.اگرچه تعداد زلزله های بزرگ ژاپن تقریبا مشابه با ایران می‌باشد، اما تعداد تلفات آن کمتر از یک دهم تلفات ایران می‌باشد ، چنین مسئله ای حاکی از ضعف سیستم امدادرسانی ایران در کنار ضعفهای دیگر مانند ضعف سازه ای ساختمان‌ها می‌باشد. در قسمت بعد شیوه امدادرسانی در هنگام زلزله مورد بررسی قرار می‌گیرد.
کشور
زلزله ها
چین[۴۱]
۲/۱میلیون
ایران
۵۵۳۰۰۰
هند
۳۰۰۰۰۰
شیلی
۲۷۴۰۰۰
ژاپن
۵۱۳۱۰
جدول ۲-۲ تلفات مربوط به زلزله در هر کشور(با توجه به آماری که از ابتدای تاریخ تا کنون موجود است) [۳]
۲-۶ مروری بر روند امداد رسانی و تخصیص صحیح نیروی انسانی در هنگام زلزله در جهان و ایران
تخصیص نامناسب تیم‌های امداد و نجات یکی از مسائل عمده بالا بودن آمار تلفات در منطقه بوده است. مطالعات می‌دانی در زلزلههای اخیر در ایران نشان دهنده این امر است که در زمان بروز زلزله تخصیص امکانات با اختلال و سردرگمی زیادی مواجه است [۵] صلیب سرخ در گزارش سالانه خود در مورد حادثه بم می‌نویسد: “… مدیریت بحران فاقد اقتدار لازم بود” [۶] “رقابت نیروهای نظامی و هلال احمر برای نجات افراد شدید بود اما مدیریت بحران فاقد اقتدار لازم بود” [۱۱] در زلزله بم و بر اساس مشاهدات انجام شده در ساعات پس از وقوع بحران، تیم‌های امدادی همگی در مناطقی خاص تمرکز کرده بودند در حالی که در محلههایی که نیاز شدید به امدادگرها داشته اند خبری از گروه‌های امدادی نبوده است [۷] هیچ تیم خاصی مدیریت بحران را عهدهدار نبوده است و تنها برخی افراد مسلط به زبان انگلیسی به صورت خود سازماندهی شده با استقرار در فرودگاه، تیم‌های خارجی را راهنمایی میکرده اند [۱۲] در کشور ما نبود یک سیستم مناسب مدیریت و تخصیص در زمان زلزله به همراه سایر عوامل منجر به بالاتر بودن میزان خسارات ناشی از این حوادث در ایران نسبت به استانداردهای جهانی شده است [۱۳]
بررسی حوادث چند سال گذشته در ایران مشخص می کند که روش های پیش بینی، پیشگیری، امدادرسانی، بازسازی و … در کشور ما توانایی چندانی ندارند. مشاهدات انجام شده در مورد زلزله بم و زلزله مرزن آباد موارد ذیل را روشن میسازند[۷]
-
- اطلاعرسانی دقیقی در مورد چنین حوادثی وجود ندارد به طوری که تا چند ساعت پس از لرزش تهران مرکز زمین لرزه مشخص نبود.
-
- رسیدن نیروهای امدادی به منطقه حادثهدیده با تأخیر بسیار زیادی صورت می‌گیرد (نیروهای امدادی روسیه تنها ۳ ساعت بعد از زلزله بم در محل حاضر بودند در حالی که هلال احمر و سایر ارگانهای ذیربط تا شب حادثه به محل نرسیدند، همچنین در مورد برخی روستاهای حادثه دیده کمک رسانی بعد از سه الی چهار روز شروع شد).
-
- نیروهای مردمی که قبل از نیروهای امدادی به منطقه میرسند آموزش‌های امدادی لازم را ندیدهاند (گزارش‌های بسیاری در مورد نقص عضوهای مصدومین به علت عدم آشنایی امدادرسانان به گوش میرسد).
- هماهنگی بین گروه‌های امدادی مختلف وجود ندارد.
یکی از بحران‌های بعد از وقوع زلزله، بحران زندهیابی است . که در اینجا به ارائه مدل صحیح تخصیص نیروهای امداد و نجات بیشتر پی خواهیم برد چرا که تیم‌های امدادی باید در زمانی محدود، تعداد زیادی از افراد گرفتار شده را از زیر آوار نجات دهند. بر اساس بررسی انجام شده، احتمال نجات از زیر آوار در ۳۰ دقیقه اول پس از وقوع زلزله، در حدود ۹۱% است. این احتمال در انتهای روز اول به ۸۱% کاهش پیدا می کند. در روز دوم به ۳۶% میرسد. در انتهای روز سوم، این احتمال باز هم کاهش پیدا می کند [۳] به طوری که در برخی شرایط احتمال زندهیابی پس از روز سوم به صفر میرسد. سه روز پس از زلزله بم تلاش‌های رسمی امداد رسانان برای نجات زیر آوار ماندگان متوقف شد. دلیل این امر احتمال ضعیف زنده ماندن زیر آوار ماندگان در اثر خفگی و یا سرمای شدید بود [۴]
بیشتر کشورها و مناطق زلزله خیز برنامه هایی برای امداد و نجات پس از وقوع زلزله تدارک دیدهاند. بررسی برنامه های ارائه شده نشان میدهد در کلیه این برنامه ها تیم‌های امداد و نجات به نزدیکترین محل موجود تخصیص مییابند [۹] به طور کلی در ارتباط با مسئله امداد رسانی در هنگام وقوع زلزله بندرت از روش های برنامه ریزی ریاضی استفاده شده است [۱۰] سیستمهای مختلفی برای تخصیص در زمان زلزله وجود دارد که عمدتاًً سیستمهای اطلاعاتی بوده و هیچ کدام از روش های بهینه سازی برای تخصیص منابع محدود استفاده نکرده اند [۱۱] و عمده کارهای انجام شده در زمینه تخصیص به مکان یابی واحدهای امدا
