پایان نامه بررسی و کاربرد هوش ازدحامی در مسئله مدیریت بحران

تعداد صفحات: ۷۰ | قابل ویرایش

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.

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. 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.

سیستم مدیریت بحران (CMS)

CMS یک نرم افزار مدیریت بحران قدرتمند است که توسط شرکای علمی کاربردی تهیه و ثبت شده است. CMS به عنوان ابزاری برای مدیران واکنش اضطراری دریایی برای مدلسازی ضربات و آثار زیستی ریزش یا یک حادثه طراحی شده است.

CMS  همچنین می تواند برای آموزش و شبیه سازی تمرینات، تحلیل مزایای هزینه ای و تسهیل واکنش بلادرنگ در حوادث دریایی به کار برده شود.

CMS برای ریزش روغن و مواد شیمیایی ، مأموریت جستجو و نجات حوادث هسته ای و اورژانسی دریایی طراحی شده است. همه ماشینهای بخش CMS به یک پایگاه اطلاعاتی منبع واحد متصل شده اند و توانایی دستیابی فوری به اطلاعات منبع را دارند.

CMS به یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)^۲ برای دریافت اطلاعات محیطی لحظه ای مجهز شده است. CMS  برای مدیریت و توزیع اطلاعات سازمان جهت رسیدن به واکنش و بازیابی به کار برده می شود.

مدیریت چند بحران یک مسئله پیچیده شامل دریافت ، واکنش و بازیابی از حوادث است. تهیه مقدماتی سودمند در مواجهه با اتفاقات آینده برای فراهم کردن سطحی بهتر از آمادگی و واکنش به حوادث در جهت کاهش تلفات جانی و مالی بسیار مهم است.

در بخش قبل سیستمها و آژانسهای طراحی شده برای اصلاح و افزایش توانایی مدیران واکنش اضطراری در جهت ایجاد تصمیمات مدیریت بحران موثر معرفی شد.

ابتدا پروتکلها و رهنمودهایی (مانند FEMA) برای تحلیل خطر، کاوش پایگاه منبع و هماهنگی کارکنان و واحدهای منبع ایجاد شدند. بعد از آن مکانیزمهای اعلام خطر (مانند اینفوسفر) جهت نظارت بر حوادث و انجام به روز رسانیهای لحظه ای در آنها و منابع فرستاده شده برای تخفیف آثار آنها هستند.

برنامه نویسی پویا:

برنامه نویسی پویا برای مسائل بهینه سازی به کار می رود زمانی که مجموعه ای از انتخابها برای رسیدن به یک راه حل بهینه وجود دارد. ممکن است چندین راه حل برای رسیدن به مقدار بهینه وجود داشته باشد. الگوریتم برنامه نویسی پویا می تواند در چهار مرحله طبقه بندی شود:

• تعریف ساختار راه حل بهینه
• تعریف بازگشتی راه حل بهینه
• محاسبه راه حل بهینه
• محاسبه راه حل بهینه در یک روش پایین به بالا
• تهیه راه حل بهینه با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مراحل قبلی

فرمول بندی برنامه نویسی پویا برای مسئله تخصیص کار چند عامله با زمان بهینه انجام شده است. m کار به n عامل اختصاص داده شده است و m<n و هر عامل فقط می تواند یک کار را انجام دهد.

یک الگوریتم تخصیص کار برای یک تخصیص کار بهینه سراسری، بر پایه یک مسئله بازگشتی خاص وابسته به اصل بهینه سازی بدست آمده است. پس از آن، برنامه نویسی پویا به سبک الگوریتم تخصیص کار زمان بهینه ساخته شده است ، از اینرو هر مرحله الگوریتم بر پایه بازگشت به عقب زودتر است.

برنامه نویسی پویا شبیه به مسئله تقسیم و حل است. اما روش اخیر برای مواقعی که زیر مسائل مشترکی وجود دارد مناسب نیست چون آنها را بطور متناوب حل می کند.

برنامه نویسی پویا هر زیر مسئله را فقط یکبار حل می کند و آنرا در یک جدول ذخیره می کند و به این وسیله از محاسبه مجدد زیر برنامه ای که قبلاً مواجه شده جلوگیری می کند.

منابع و مراجع

[۱] Rashmi S, Shetty, An Event Driven Single Game Solution For Resource Allocation In A Multi- Crisis Environment

[۲] Balaji Viswanathan and Marie desJardins, A model for Large-scale Team Formation for a Disaster Rescue Problem

[۳] Hajo A. Reijers, Monique H. Jansen-Vullers, Michael zur Muehlen,and Winfried ApplWorkflow Management Systems + Swarm Intelligence =Dynamic Assignment for Emergency Management Applications

[۴] Silvia Andrea Suárez Barón Resource and Task Allocation in Distributed Environments. A Multi-Agent System Approach.