MAGHSOUDI KAMAL B, JAFARI NODOUSHAN R, NOURI M. Strategic Decision Making in Fire Risk Management in Aftab Gorgan Commercial Complex using Artificial Intelligence Model. ohhp 2020; 4 (3) :196-209
URL:
http://ohhp.ssu.ac.ir/article-1-255-fa.html
مقصودلو کمالی بیژن، جعفری ندوشن رضا، نوری محمد. تصمیمسازی راهبردی مدیریت ریسک حریق در مجتمع تجاری آفتاب گرگان با استفاده از مدل هوش مصنوعی. بهداشت کار و ارتقاء سلامت. 1399; 4 (3) :196-209
URL: http://ohhp.ssu.ac.ir/article-1-255-fa.html
کارشناسی ارشد مدیریت محیط زیست (HSE)، دانشگاه آزاد اسلامی واحد میبد، میبد، ایران
متن کامل [PDF 1518 kb]
(724 دریافت)
|
چکیده (HTML) (2645 مشاهده)
متن کامل: (724 مشاهده)
تصمیمسازی راهبردی مدیریت ریسک حریق در مجتمع تجاری آفتاب گرگان با استفاده از مدل هوش مصنوعی
بیژن مقصودلو کمالی، رضا جعفری ندوشن، محمد نوری *
چکیده
مقدمه: امروزه مجتمعهای تجاری از مهمترین مراکز خرید شهرها ویکی از زیرساختهای مهم توسعه شهری، به شمار میروند. برای پیشگیری از بروز حوادث و بلایا ازجمله آتشسوزی این مراکز، ارزیابی و مدیریت آتش، امری ضروری و حیاتی میباشد. چراکه به دلیل افزایش تراکم جمعیت در آنها و کندی دسترسیها به فضای خارج و امن هنگام وقوع حادثه، موجبات افزایش تلفات انسانی و خسارات مالی، فراهم خواهد شد. هدف از پژوهش حاضر، تصمیم سازی راهبردی مدیریت ریسک حریق در مجتمع تجاری آفتاب گرگان با استفاده تز مدل هوش مصنوعی میباشد.
روش کار: در این مطالعه از نوع تحلیل-کاربردی میباشد که ابتدا کلیه مستندات فنی، اعم از ویژگیهای فنی-کالبدی و شهرسازی، سیستم اعلام و اطفاء مجتمع تجاری تحت مطالعه، بررسی شد. آنگاه مؤلفههای مهم و اثرگذار حاکم بر طرح مزبور شناسایی و با پرسشنامههای دلفی، وزن دهی و مقایسه زوجی گردیده و سپس با استفاده از ماتریس SWOT، استراتژیهای چهارگانه طراحی و تدوین و پس از ترسیم درخت سلسله مراتبی برای مدلسازی و تعیین اولویت استراتژیها آماده گردید.
یافتهها: با توجه به خروجی مدلسازیهای انجامشده در قالب نرمافزارهای Matlab و Neuro-Solution 5، مشخص گردید که در وزن دهی و رتبهبندی استراتژیهای هشتگانه طراحیشده، فقط یک استراتژی در هر دو مدل همرتبه (و واجد اولویت یکسان) شده و سایر سناریوها متفاوت بودند. بنابراین تلفیق استراتژیها برای مدیریت ریسک حریق، ضروری تشخیص داده شد.
نتیجهگیری: نتایج نشان داد که استراتژی اتخاذ رویکرد مدیریت سیستمی و راهبردی- عملیاتی ریسک حریق در طرح مجتمع تجاری آفتاب (3) گرگان، با اهتمام ویژه نسبت به بهینهسازی فضاهای فیزیکی و سیستمهای اعلام و اطفاء حریق و همچنین پیادهسازی نظام طبقهبندی مشاغل و تعالی مستمر نظام HSE-MS و مدیریت بحران، ایدهآلترین استراتژی ممکن میباشد.
کلیدواژهها: تصمیمسازی راهبردی ،ریسک حریق، هوش مصنوعی، مجتمعهای تجاری، مدلسازی. |
|
مقاله پژوهشی
تاریخ دریافت: 26/08/98
تاریخ پذیرش: 31/01/99
ارجاع:
مقصودلو کمالی بیژن، جعفریندوشن رضا ، نوری محمد. تصمیمسازی راهبردی مدیریت ریسک حریق در مجتمع تجاری آفتاب گرگان با استفاده از مدل هوش مصنوعی. بهداشتکار و ارتقاء سلامت 1399; 4(3):
209-196.
|
مقدمه
آتشسوزی یا حریق، یکی از قدیمیترین بلایایی است که میتواند در زمان کوتاه، دارایی و سلامتی افراد را به مخاطره اندازد و درواقع مهمترین خطری است که همواره و در هرلحظه، مراکز بزرگ تجاری-اداری را تهدید مینماید(1). زیرا به دلیل افزایش تراکم جمعیت در آنها و نیز بهواسطهی عدم دسترسی سریع به فضای امن و خارج در زمان وقوع حادثه، تخلیهی جمعیت مراجعهکننده، بسیار سخت و حیاتی بوده تا از افزایش تلفات انسانی، پیشگیری به عمل آید(2). گزارشهای جهانی منتشره که در سال 2019 نشان میدهد که در بازهی زمانی سالهای 2013 تا 2017 از 57 کشور دنیا با جمعیت 9/3 میلیارد نفر، 5/4-5/2 میلیون حریق و 17 الی 62 هزار مرگ ناشی از حریق به سازمانهای آتشنشانی گزارششده است. بالاترین تعداد حریقها با در نظر گرفتن جمعیت، متعلق به قبرس، رژیم اشغالگر صهیونیستی و سورینام و بالاترین تعداد مرگ ناشی از حریق با در نظر گرفتن جمعیت متعلق به بلاروس، روسیه و اوکراین بوده است(1،3). پیشرفت علم و تکنولوژی، تغییر در فرآیندها و روشهای تولید، استفادهی روزافزون از مواد شیمیایی گوناگون و بهطورکلی، تغییرات عمده در سبک زندگی و کار، تدابیر جدیتر و اثربخشتری را بهمنظور آمادگی و مقابله با آتشسوزی و اثرات ناشی از آن میطلبد(4). شکل (1)، نقشه پراکندگی تفکیک تلفات جانی ناشی از حریق، حرارت و مواد داغ به ازای هر صد هزار نفر را نشان میدهد.
شکل 1: نقشه پراکندگی تفکیک تلفات جانی ناشی از حریق، حرارت و مواد داغ به ازای هر صد هزار نفر (WHO, 2016)
برخورداری از تجهیزات پیشرفتهی ایمنی و آتشنشانی، بهتنهایی جوابگوی نیازها نیست و بهرهگیری از یک برنامه جامع، جهت شناسایی پتانسیلهای آتش و ارائه راهکارهایی بهمنظور مواجهه با حوادث مربوط به آن، ضرورتی انکارناپذیر است (2).
مجتمع تجاری موردمطالعه در این پژوهش یک مجتمع تجاری بزرگ در منطقهی شمال کشور میباشد که با بیش از 280 واحد تجاری، روزانه پذیرای خیل عظیمی از شهروندان میباشد. هدف از انجام این پژوهش، آسیبشناسی راهبردی مراکز بزرگ تجاری، از منظر پتانسیل ریسک حریق و بهرهگیری از رویکرد مدلسازی در مدیریت راهبردی ریسک حریق بر پایهی روششناسی موردنظر و خروجیهای پایانی مورد انتظار، طراحی یک سیستم فراگیر و ارائه استراتژیهای راهبردی – عملیاتی با استفاده از مدل هوش مصنوعی و شبکهی عصبی مصنوعی (نرمافزار Neuro-Solution 5) بوده است.
روش بررسی
ابتدا کلیهی آمار، اطلاعات، مستندات و مدارک فنی، اعم از ویژگیهای فنی-کالبدی و شهرسازی و سیستم اعلام و اطفاء حریق در مجتمع تحت مطالعه ، موردبررسی و آنالیز قرار گرفت. آنگاه آسیبشناسی راهبردی و تعیین عوامل اثرگذار بیرونی و درونی در ارتباط با نقشآفرینی عوامل محیطی و منابع ریسک و خطر اتش سوزی، به همراه تعیین فاکتورها و پارامترهای مؤثر در تصمیم سازی راهبردی ریسک آتش به مورداجرا گذاشته شد (5) و نهایتاً طیف سناریونگاری استراتژیک و انواع برنامههای راهبردی مقتضی، طراحی گردید. برای آن دسته از تجزیهوتحلیلهای فنی-تخصصی موردنظر که ماهیت آنها پردازشهای کیفی و توصیفی مبتنی بر تجارب حرفهای پژوهشگر بوده، از نظرات خبرگان استفاده شایسته بهعملآمده است. (6 ،7) معیار انتخاب خبرگان رویکرد دلفی در ارتباط ا انواع گروههای هدف میباشد. استفاده از روش دلفی بهعنوان رویکردی اثربخش و درعینحال متداول در سطوح بینالمللی و ملی در راستای حصول و دستیابی به توافق نظر آرای خبرگان حرفهای با انجام مقایسات زوجی پارامترها و فاکتورهای کلان و خرد مؤثر در فرآیند تصمیمسازی، با طراحی پرسشنامههای دلفی صورت پذیرفت (9،8)، یکی از مباحث بسیار بنیادی در بهرهمندی از تکنیک پرسشنامه دلفی، تعیین جامعه آماری تحقیق است؛ بهگونهای که نتایج قابلدستیابی ناشی از آنالیزهای بهعملآمده بر روی شاخصهای مطالعاتی جامعهی آماری منتخب، قابلیت تعمیم بهکل جمعیت تحت پوشش محدودهی مطالعاتی تحقیق را داشته باشد (10،11) بر این مبنا، جهت استناد علمی برآورد تعداد پرسشنامهی دلفی، منابع و مراجع علمی مختلف، تحت بررسی دقیق کارشناسی، قرارگرفته و نهایتاً با توجه به جمیع جوانب مؤثر در تصمیمگیری موردنظر و جمعیت محدود اثرگذار و اثرپذیر از طرح مزبور، برای استخراج تعداد پرسشنامهها از فرمول کوکران اصلاحی برای جوامع محدود استفاده شد. و تعداد 31 پرسشنامه در اختیار خبرگان قرار گرفت. (12،13) با توجه به حجم زیادی از دادهها، اجرای عملیات پردازش و آنالیز بر روی آنها، استفاده از نرمافزار spss25 به جهت سهولت استفاده، ارائه خروجیها در محیط گرافیکی بسیار عالی ،قابلیت محاسبهی پارامترهای تحلیل آماری بدون نیاز به برنامهنویسی و نیز دارا بودن محیط برنامهنویسی برای کاربران حرفهای مورداستفاده قرار گرفت (14،15). بهرهمندی از شبکهی عصبی مصنوعی در این پژوهش کمک شایانی جهت رسیدن به نتایج مناسب و دقیق این تحقیق نمود. شبکههای عصبی مصنوعی الگوهایی برای پردازش اطلاعات هستند که با تقلید از شبکههای عصبی مغزی انسان ساختهشدهاند (16،17). سیستم پردازش دیتاها در شبکههای عصبی مصنوعی دارای ساختار جدید بوده و این شبکهها از تعداد زیادی عناصر پردازندهی متصلبههم تشکیل یافتهاند که بهصورت هماهنگ با یکدیگر کار میکنند. (18،19) درک بهتر چگونگی عملکرد شبکههای عصبی مصنوعی، نیازمند آشنایی با شبکهی عصبی مغزی و عملکرد سلولهای آن است. (20،21) مغز انسان، از میلیونها نرون عصبی منحصربهفرد تشکیلشده و این رشتههای عصبی، به اشکال و اندازههای مختلف، تغییر میکنند (22،23). تکنیک دیگری که در این تحقیق مورداستفاده قرارگرفته است نرمافزار Matlab میباشد این نرمافزار یکزبان برنامهنویسی سطح بالای نسل چهارم و یک محیط تعاملی برای محاسبات عددی، تجسم و برنامهنویسی میباشد که از ترکیب دو واژه (Matrix، ماتریس و Laboratory آزمایشگاه) ایجادشده است،این نام ،حاکی از رویکرد ماتریس محور بودن است که در آن حتی اعداد منفرد نیز بهصورت (1×1) در نظر گرفته میشود.
آخرین تکنیک بکار رفته در این پژوهش استفاده از نرمافزار Neuro-solution5 میباشد.نرمافزاری قدرتمند باقابلیتهای فراوان است.محیط جذاب و جدا نمودن سطوح مختلف کاربری،همچنین وجود یک راهنمای دقیق و مرحلهبهمرحله از ویژگیهای این نرمافزار است. برای شناخت تهدیدها و فرصتهای حاکم بر طرح و بازشناسی نقاط قوت و ضعف داخلی و نیز طراحی و تدوین راهبردها جهت هدایت بهینه و پایدار سیستمی، از ماتریس SWOT استفادهشده است. ماتریس "سوات" (SWOT) که بعضاً "توس" (TOWS) نیز نامیده میشود، ابزاری برای شناخت تهدیدها و فرصتهای موجود در محیط خارجی یک سیستم و نیز بازشناسی نقاط ضعف و قوتهای داخلی آن، بهمنظور سنجش وضعیت استراتژیک و همچنین طراحی و تدوین راهبردها (استراتژیها) میباشد که یک چهارچوب مفهومی برای تلفیق عوامل درونی و بیرونی مؤثر بر سیستم و پایهگذاری راهبردهای کارآمد و اثربخش بر اساس تعامل متغیرهای مزبور، ایجاد نموده و ابزاری توانمند برای ترغیب تصمیمگیران، جهت یافتن تاکتیکها و اقدامات مؤثرتر و پایدارتر به شمار میرود (5). در همین راستا، جدول (1)، معرف ماتریس SWOT برای ترسیم طیف سناریونگاری مشروحه میباشد.
با بهرهگیری از کلیهی دستاوردهای قبلی مطالعات و در راستای ورود به مرحلهی مدلسازی پیشبینیشده درخت سلسله مراتبی موردنظر، طراحی و ترسیم گردید.
شکل (2)، نشاندهندهی این درخت در فرآیند مدلسازی تصمیمگیری طرح آفتاب (3) گرگان میباشد.
جدول 1: ماتریس SWOT مدیریت ریسک حریق در مجتمع تجاری آفتاب
عوامل اثرگذار خارجی
عوامل اثرگذار داخلی |
فرصتها (Opportunities) |
تهدیدها (Threats) |
O1- پشتیبانی مدیران طرح آفتاب از تمهیدات و برنامههای HSE
O2- استقرار ایستگاه آتشنشانی در محدودهی دو کیلومتری طرح آفتاب
O3- استقرار بیمارستان سوانح سوختگی در محدوده 2 کیلومتری طرح آفتاب
O4- طراحی و اجرای سه خیابان عریض، جهت دسترسی مؤثر تیمهای امدادی در هنگام آتشسوزی |
T1- ضعف ماهیتی مقررات ملی ساختمان در مبحث (13) و ناکافی بودن الزامات آن برای مجتمعهای تجاری و اداری استان گلستان
T2- ضعف بودجهای اداره کل کار، تعاون و رفاه اجتماعی استان گلستان برای انجام مانورهای آمادگی حریق
T3- ناتوانمندی نیروهای امدادی سازمان آتشنشانی و خدمات ایمنی شهرداری گرگان به دلیل عدمکفایت و اثربخشی دورههای آموزشی لازم و مربوط |
نقاط قوت (Strangers) |
S1- طراحی و اجرای سیستم اسپرینکلر (آتشنشانی) خودکار در پارکینگ طرح آفتاب
S2- طراحی و استقرار سیستم اعلام آتش آدرس پذیر در طبقات طرح و غرفهها
S3- حضور تیم HSE در طرح و بهکارگیری نیروهای مقیم در آن
S4- امکان دسترسی از بیرون به درون طرح از مسیر سه خیابان پیرامون آن |
استراتژیهای SO (جاه طلبانه یا تهاجمی) |
استراتژیهای ST (محافظهکارانه یا اقتضایی) |
طرحریزی نظام جامع HSE-MS و مبحث 13 مقررات ملی ساختمان در زمینهی پیشگیری از حریق
اهتمام جدی مدیران طرح آفتاب گرگان نسبت به پیادهسازی کلیهی استانداردهای مقررات ملی ساختمان و آئیننامههای سازمان آتشنشانی کشور |
توانمندسازی نظام مدیریت بحران طرح آفتاب گرگان و ریسکهای ایمنی آن
استراتژی عملیاتیسازی رویکرد مدلسازی در رفتارسنجی سیستم طرح آفتاب گرگان و پیشبینی آیندهی طرح
|
نقاط ضعف (Weaknesses) |
W1- فقدان پوشش اسکلت فلزی طرح با مواد ضدآتش در پارکینگ
W2- فقدان جتفن در طرح و محصور بودن طرح آفتاب (مسقف بودن آن)، جهت خروج دود ناشی از آتشسوزی احتمالی
W3- عدم رعایت الزامات قانونی هنگام طراحی مجتمع، از منظر مبحث (13) مقررات ملی ساختمان شامل عرض نامناسب تعبیهشده برای خروج اضطراری، فقدان علائم راهنمای مناسب جهت خروج اضطراری |
استراتژیهای WO (اصلاحگرایانه یا ترمیمی) |
استراتژیهای WT (تدافعی یا دفاعگرایانه) |
ایجاد بستر مناسب بهمنظور جلوگیری از خطر با بهرهگیری از استانداردهای ایمنی و مراکز تحقیقاتی
بهرهگیری از حمایتهای مالی و پشتیبانی مقامات شرکت عمران و بافت فرسوده استان گلستان در جهت اصلاح فضای فیزیکی طرح آفتاب گرگان |
جایگزینی رویکردهای مسئله محور با رویکرد برنامهمحور در رفع متصلات ایمنی طرح آفتاب گرگان
توسعه و بهبود مستمر نظام مدیریت ایمنی طرح آفتاب گرگان
|
شکل 2: درخت سلسلهمراتبی طرح آفتاب از منظر ریسک حریق
یافتهها
در این تحقیق، بر اساس مؤلفهها، معیارها و زیرمعیارهای پرسشنامههای دلفی طراحیشده، یک سری متغیر توسط افراد گروههای هدف منتخب، مقایسهی زوجی و نمرهدهی شدند تا نهایتاً متناسب با نمرهدهی و امتیاز همان پارامترها، استراتژیهای پیشنهادی، اولویتبندی شوند و این دقیقاً همان چیزی است که از شبکهی عصبی مصنوعی انتظار میرود. ضمناً با توجه به اینکه انتظار میرود پیشبینی اولویت استراتژیهای 8گانهی طراحیشده، در یک بازهی زمانی آینده صورت پذیرد، لذا در پژوهش حاضر، به دو شبکهی عصبی، نیاز میباشد. بهگونهای که شبکهی عصبی اول، مقادیر امتیازدهی وزنی مؤلفهها، معیارها و زیرمعیارها را نسبت به زمان سنجش آنها مدلسازی نماید تا در یک مقطع زمانی خاص در آینده، مقادیر امتیازدهی شده را پیشبینی نماید و شبکهی عصبی دوم، فرآیند مدلسازی استراتژیهای اولویتبندی شده را نسبت به مقادیر امتیازی مؤلفهها، معیارها و زیرمعیارها به مورداجرا گذارد. بهعبارتدیگر بر پایهی این الگوریتم، خروجی شبکهی عصبی اول (یعنی مقادیر نمرهدهی شدهی مؤلفهها، معیارها و زیرمعیارها در یکزمان خاص از آینده)، به ورودی شبکهی عصبی دوم داده میشود، تا استراتژیهای اولویتبندی شده در یکزمان خاص از آینده، پیشبینی شود.
مدل شبکهی عصبی اول در نرم افزار Matlab
در پژوهش حاضر، جهت مدلسازی دادهها در نرمافزار Matlab، از یک شبکهی عصبی با مدل پرسپترون چندلایه (MLP) با یکلایه پنهان و 25 نورون و تابع فعالیت tansig برای لایه پنهان و لایه خروجی، استفاده گردیده و دادههای مورداستفاده برای این مدل شبکهی عصبی، به سه دستهی آموزشی، ارزیابی و آزمایشی تقسیمبندی شدند. بر این اساس، 70 درصد دادهها برای آموزش و 15 درصد دادهها برای ارزیابی و 15 درصد دادهها برای آزمایش تعلق گرفت. درنهایت، این
شبکه با استفاده از الگوریتم شیب توأم مقیاس شده، آموزش داده شد.
تعداد نورونهای مورداستفاده در شبکهی عصبی اول، با سعی و خطا و بهینهسازی، 25 نورون انتخاب شد. نتایج خروجی مدلسازی شبکهی عصبی اول، طی جدول (2) نشان دادهشده است. همانطور که مشاهده میشود دادههای آموزش بهخوبی در شبکه پاسخ دادهاند و درنهایت، مقدار R2