روشهاي موجود براي بررسي شبكه حمل و نقل بعد از بروز زلزله

دسته بندي : علوم انسانی » برنامه ریزی شهری
بروز زلزله هاي شديد بخصوص در شهرهاي بزرگ مي تواند آسيبهاي انساني گسترده‌اي را بهمراه آورد. شكبه حمل و نقل براي نجات جان و مجروحين زلزله را ارائه سريع و خدمات درماني به آنان ، نقش اساسي دراد. لذا از شبكه حمل و نقل بعنوان شريان حياتي نامرده مي‌شود. براي كاهش آسيبهاي انساني احتمالي زلزله در هر شهر يا منطقه‌اي نيازمند به ارزيابي عملكرد شبكه حمل و نقل در پاسخگويي به تقاضا، براي سفرها ي امدادي بعد از زلزله مي باشيم تا بتوايم ضمن كسب آمادگي لازم براي مقابله با بحران، اولويت بندي اجزاء شبكه را از نظر بازسازي تعيين نماييم.
در اين سمينار به ارزيابي عملكرد شبكه حمل و نقل براي انجام سفره هاي امدادي بعد از بروز زلزله با توجه به عرضه و تقاضا پرداخته شده است روش ارائه شده داراي پنج مرحله است.
ابتدا سناريو هاي مختلف زلزله تعين مي گردد. سپس ميزان آسيبهاي احتمالي شبكه حمل و نقل و وضعيت مراكز امدادي (عرضه) و تعداد مجروحين (تقاضا) شبيه سازي مي گردد. براي اينكار از نمونه سازي مونت كارلو و LHS و توابع خرابي اجزاء آسيب‌ ديده شبكه بدست مي آيد در مرحله بعدي توزيع و تخصيص سفرها انجام مي‌شود و سرانجام معيارهاي ارزيابي شبكه، مانند زمان سفر براي هر سناريو برآورد مي گردد. در اين سمينار شبكه هاي مختلفي مورد تحليل قرار گرفته است. به كمك اين روش مي توان ضمن ارزيابي شبكه حمل و نقل بعد از زلزله، به برآوردي از وضعيت بحران بعد از زلزله دست يافت. همچنين مسيرها را اوليت بندي نموده و براي توسعه يا ايجاد دست يافت. همچنين مسيرها را اوليت بندي نوده و براي توسعه يا ايجاد راههاي جديد تصميم گيري كرد. مراكز امدادي موجود را از نظر انجام تقويت اوليت بندي كرده و يا مراكز امدادي جديد را امكان يابي كرد، براي اوليت بندي كرده و يا مراكز امدادي جديد را مكان يابي كرد. براي مديريت بحران و كنترل ترافيك پيش‌‌بينيها لازم انجام داده و تاثير آنها را در عملكرد اجزاء شبكه حمل و نقل محاسبه كرد. اين روش جداي از زلزله مي تواند در مورد ديگري كه شبكه حمل و نقل اعم ا شهري يا منطقه اي در معرض آسيب و كاهش ظرفيتهاي احتمالي قراي مي گيرد. مانند بارش باران يا برف سنگين و بروز تصادفات يا بمبارانهاي هوائي مورد استفاده قرار گيرد.




فهرست
عنوان صفحه
1-1 مقدار 2
1-2 اهداف و دست آوردهاي پروژه‌ 5
2 بررسي كارهاي انجام شده تاكنون 8
2-1 عملكرد اجزاي شبكه بصورت مستقل 9
2-1-1 عملكرد فيزيكي و آسيب پذيري 10
2-1-2 كارآيي 11
2-2-1 ازائة معيارهاي كارايي 11
2-2-2 بررسي تأخيرهاي وارد از خرابي 17
2-2-3 اوليت دهي پلها براي بازسازي 20
2-3عملكرد كلي شبكة حمل و نقل 23
2-3-1 بررسي معيارهاي كارايي شكبة تخريب شده 24
2-3-3 برآوردتأخيرهاي وارده از خرابي 35
2-3-4 ارزيابي سيستم بيمارستاني منطقه‌اي 38
2-3-5 ارزيابي ريسك منطقه‌اي 42
2-3-6زمان جمع شدن افراد امداد رسان 47
2-4سفرهاي ترافيكي بعد از زلزله 50
2-4-1-رابطة بين حجم سفرها و بازسازي بعد از زلزله 50
4-1 عملكرد شبكه‌هاي حمل و نقل ايران در زلزله‌هاي گذشته 54
4-2 عملكرد شبكه هاي ح0مل و نقل دنيا در زلزله هاي اخير 55
4-2-1زلزله كوبه ژاپن 1995 56
4-2-1-1 پلها و راههاي اصلي كوبه 57
4-2-1-2 راه آهن كوبه 59
4-2-1-3 سيستم متروي كوبه 60
4-2-1-4 فرودگاههاي اطراف كوبه 60
4-2-2 لزله نورث ريج. كاليفرنيا آمريكا 1994 60
4-2-3 زلزله لوما پريتا، آمريكا 1989 61
4-2-4 زلزله ارمنستان 1988 62
4-2-5 زلزله كاستاريا 1991 63
4-2-6 زلزله مكزيكوسيتي، مكزيك 1995 63
4-2-7 زلزله فيليپين 1990 63
4-2-8 زلزله ازميت تركيه 1999 63
5ستاريوي زلزله 68
5-1كارهاي انجام شده دردنيا در زمينه طراحي برمبناي سناريوي زلزله 69
5-2پارامترهاي موثر در تعريف سناريو 69
5-2-1 زلزله 70
5-2-2 مقياس اندازه گيري زلزله 72
5-2-3 آناليز زلزله 72
5-2-4 پهنه بندي لرزه اي 72
5-2-5 روش‌ پهنه بندي حركات زمين تحت اثر زلزله 73
5-2-5-1 لرزه خيزي 73
5-2-5-2 كاهش شدت حركات زمين در اثر دورشدن از مركز زلزله 73
5-2-5-3اثرات وضعيت محل برروي حركات زمين لرزه 74
5-2-6بررسي اثرات وضعيت محل براي پهنه بندي با دقت كم 74
5-2-7بررسي اثرات وضعتي محل براي پهنه‌بندي با دقت كم 74
5-2-8 بررسي اثرات وضعيت محل براي پهنه‌بندي با دقت زياد 75
5-2-9كارهاي انجام شده در دنيا درزمينه پهنه‌‌بندي لرزه 76
6 تقاضا 79
6-1 سفرهاي خدماتي 80
6-2 سفرهاي امدادي 82
6-3 برآورد مجروحين 84
6-3-1 ناحيه بندي ساختمانها 85
6-3-2 طبقه بندي ساختمانها 86
6-3-3 برآورد آسيبهاي وارده به ساختمانها 86
6-3-4 نسبت تلفات انساني 91
6-3-4-1 اعتبار سنجي تلفات براي شهرتهران 95
6-3-4-2 برآورد تلفات براي شهرتهران 96
7 بررسي رفتارهاي انساني 99
7-1 رفتار رانندگان در هنگام وقوع زلزله 100
7-1-1 عوامل موثر در وضعيت رفتار رانندگان 100
7-1-2 مشكلات احتمالي ناشي از رفتار رانندگان وعوامل تشديد كنندة‌آن 102
7-1-2-1اشغال سطح خيابانها 102
7-1-2-4 بروز تصادفات احتمالي 103
7-1-2-5 وسايل نقليه رها شده 104
7-1-2-6 هراس ناشي از زلزله و عواقب آن 104
7-1-2-7 افزايش طول سفرها دراثر عدم اطلاع 104
7-1-3 راههاي مواجهه با اين مشكلات 104
7-1-3-1 آموزش و اطلاع رساني 105
7-1-3-2 تخليه و بازگشايي مسير 105
7-2 رفتار رانندگان در استفاده از شبكه بعد از زلزله 106
7-3 رفتار نيروهاي امنيتي و امدادي 107
7-4 رفتار نيروهاي مديريت امدادي و انتظامي 111
8 برآورد عرضه 115
8-1 برآورد شبكة حمل و نقل بعد از زلزله 115
8-1-1 اجزاء شبكه 115
8-1-1-1 راهها 115
8-1-1-2 تقاطعات 117
8-1-1-3 پلها 119
8-1-2 پارامترهاي ارزيابي شبكه 120
8-1-3 خرابي‌هاي مستقيم شبكه‌حمل و نقل بعد از زلزله 121
8-1-3-1 خرابي بدنة راه 122
8-1-3-2 تونل 124
8-1-3-3 خرابي پل 125
8-1-3-4 منحنيهاي شكنندگي يا خرابي پلها 126
8-1-4 خرابي هاي غير مستقيم شبكه حمل و نقل بعداززلزله 130
8-1-4-1 خرابي تأسيسات جانبي مسير 131
8-1-4-2 عوامل ترافيكي 131
8-2 برآورد مراكز امداد رساني 132
8-2-1 پارامترهاي مهم براي ارزيابي مراكز امدادي 133
8-2-2 ظرفيت پذيرش مجروح 134
8-2-3 عملكرد بيمارستان بعد از زلزله 135
8-2-4 خرابي بيمارستانها 136
9 توزيع 140
9-1 شبيه سازي 140
9-1-1 روشهاي ضريب رشد 142
9-1-2 ضريب رشد بكنواخت 143
9-1-3 روش ميانگين ضريب رشد 143
9-1-4 مدل فراتر 144
9-1-5 مدل ديترويت 145
9-1-6 ضرايب رشد با محدوديت دوگانه (روش فورنيس) 145
9-1-7 مزايا و معايب ضريب رشد 146
9-1-8 مدل جاذبه 147
9-1-9 محدوديتهاي مدل جاذبه 149
9-1-10 مدل فرصت بينابيني 150
9-2 توزيع به كك مدلهاي برنامه ريزي خطي 152
9-3 مقايسة بين مدلهاي توزيع 155
10 مدلهاي تخصيص 159
10-1 تخصيص به روش هيچ ياهمه (كوتاهترين مسير) 160
10-1-1 الگوريتم كوتاهترين مسير 161
10-2 تخصيص تعادل ي (ظرفيت محدود) 162
10-2-1 روند تخصيص افزايشي 164
10-2-2 روند با سرعت تغييرات زياد و كم 165
10-3-3 روند ميانگين متوالي 165
10-3 تخصيص احتمالاتي 166
10-3-1 تخصيص احتمالاتي برمبناي شبيه‌سازي 166
10-3-2 تخصيص احتالاتي نسبي 168
10-4 روش برنامه ريزي خطي 168
10-5 روشMcLaughiln 169
11 تحليل ريسك 171
11-1 شبيه سازي مونت كارلو 171
11-1-1 مزاياي نمونه سازي مونت كارلو 173
11-2 نمونه سازيLatin Hyper cube يا LHS 173
11-3 مقايسه بين نمونه سازيLHS و مونت كارلو 175
11-4 توابع توزيع براي شبيه سازي 176
11-4-1 توابع توزيع 177
11-5- دقت برآوردهاي احتمالاتي 177
12 ارائه مدل 182
12-1 سناريوي زلزله 182
12-2 برآورد تقاضا 184
12-3 برآورد عرضه 188
12-3-1 برآورد شبكه حمل ونقل 189
12-3-2-1 @ Risk 192
12-4-1 الگوريتم كوتاهترين مسير 194
12-4-2 برنامه ريزي خطي 195
12-4-3 نرم افزار مدل 196
12-4-4 قابليت توسعه 197
12-4-4-1 درنظر گرفتن ترافيك غيرامدادي رساني 197
12-4-4-2 درنظرگرفتن وضعيت كنترل برترافيك 198
12-4-4-3 در نظر گرفتن احتمالي ظرفيت مراكز امدادشده رساني 199
12-4-4-4 درنظردرنظرگرفت احتمالي ظرفيت مراكز امداد رساني 199
12-4-4-5 مبداء و مقصدها مجازي 199
12-4-4-6 استفاده از تابع ارزش زمان 199
12-5 ارزيابي شبكه 200
12-5-1 ارزيابي كل شبكه 202
12-5-2 ارزيابي اجزاء شبكه 204
12-5-2-1 تحليل حساسيت 204
13 بكارگيري مدل 202
13-1 شبكه ساده با يك مبداء و مقصد 208
13-1-1 روندانجام تحليل شبكه 209
13-2 شبكه متشكل از چند مبداء‌و مقصد 212
13-2-1 نتايج تحليل 214
14- پيشنهادات براي كارهاي آينده 219

ليست اشكال
عنوان صفحه
شكل 2-1 تابع كارآيي زمان 14
شكل 2-2 21
شكل 2-3 تابع عملكرد منطقي a) حداقل معبرها b) كوتاهترين مسير 21
شكل 2-4 قابليت اطمينان بهينه شبكه حمل و نقل باتوجه به منابع دردسترس 23
شكل2-5 حداكثرجريان ترافيك درشبكه حمل ونقل برحسب منابع‌ دردسترس 23
شكل2-6 رابطه بين معيارهاي كارايي T,D,Q نسبت به مقادير قبل از زلزله براي قبل مختلف نرخ
خرابي 26
شكل 2-7 همبستگي بين Q و D (5000 نمونه نسبت به مقادير از زلزله سنجيده شده‌اند) 26
شكل 2-8 فاصلة نسبي جمعيت ساكن منطقه ازمراكز امدادي 28
شكل 2-9 رابطه بين درصد جمعيت آسيب‌ ديده وشدت زلزله 39
شكل 2-10 رابطة بين تعداد تخت كمپ بيمارستاني و فاصلة حمل‌مجروح 41
شكل 6-1 فلوچارت برآورد خرابي براي ساختمانهاي مسكوني 87
شكل 6-2 نسبت خسارت وارده به ساختمانهاي مسكوني درزلزله منجيل 88
شكل 6-3 تابع‌آسيب‌پذيري ساختمانهاي مسكوني به كاررفته در مطالعه JICA 88
شكل6-4 ميانگين ضريب خرابي برحسب نمره‌سازه‌اي براي سازه‌PCI وO.22 = PGA 90
شكل 6-5 نسبت تلفات زلزله در ايران 94
شكل 6-6 نسبت تعداد تلفات زلزله روزهنگام به شب هنگام 94
شكل 6-7 اعتبار سنجيي تلفات برآوردشده كوبرن واسپنس 95
شكل 6-8 توزيع تلفات انساني درشب بدون نيروهاي نجات (مدل گسل ري) 91
شكل 8-1 توابع خرابي براي حالتهاي مختلف خرابي راههاي شهري 124
شكل 8-2توابع آسيب‌پذير براي حالتهاي مختلف خرابي اجراشده به روش حفاري و خاكبرداي125
شكل 8-3 احتمال خرابي براي پلهاي فولادي 128
شكل 8-4 احتمال خرابي براي پلهاي بتني 128
شكل 8-5 احتمال خرابي براي پل نوع 1 ث اب براي شتابg 8/0=PGA 129
شكل 8-6 احتمال خرابي براي پل نوع 3 ث اب براي شتابg 8/0=PGA 130
شكل8-7 احتمال خرابي براي پل نوع 6ث اب براي شتابg 8/0 = PGA 130
شكل 8-8 نمودار خرابي ساختمان بيمارستانها 138
شكل 9-1 تفاوت بين توابع مختلف جاذبه 148
شكل 9-2 مقايسه مابين روش جاذبه، فرصت بينابيني و فرصت بينابيني رقابتي 156
شكل 10-1 توزيع هزينه‌هايي كه‌درهر اتصال رانندگان آن رادرك مي‌كنند 167
شكل11-1 رابطه بين X و F(x) و G(x) 172
شكل 11-2 مثال روش نمونه سازي آغازين بدون جايگزين 174
شكل 11-3 مقايسه بين ث بپ و مونت كارلو 175
شكل 11-4 179
شكل 12-1 روندكلي ارزيابي شبكه حمل و نقل بعد از بروز زلزله 184
شكله 12-2 روند برآورد تقاضا (سفرهاي امدادي) بعداز بروززلزله 185
شكل12-3 روند برآورد عرضه مراكز امدادي 189
شكل12-4 تابع آسيب پذيري تول 99 Hazus 191
شكله 12-5 روند برآورد شبكه حمل و نقل 192
شكل 12-6 وضعيتهاي مختلف كنترل ترافيك 198
شكل12-7 روند توزيع و تخصيص درشبكة حمل و نقل بعد از بروززلزله 200
شكل 12-8 روند ارزيابي شبكة حمل و نقل بعد از بروز زلزله 201
شكل 13-1 احتمال خرابي براي پل نوعHBRI براي شتاب g 8/0 = PGA 207
شكل 13-2 شبكه ساده با يك مبداء و مقصد 208
شكل 13-2 نمودار تورنادو، تحليل حساسيت براي متوسط زمان حمل مجروح براي شدت زلزله g 60 به روش نمونه سازي مونت كارلو 212
شكل 13-5 شبكه متشكل مونت كارلو 212
شكل 13-6 نمودار تورنادو، تحليل حساسيت براي متوسط خرابي كل شبكه براي شدت زلزله g 2/0 با نمونه سازي LHS 215
شكل 13-7 نمودار تورنادو، تحليل حساسيت براي متوسط خرابي كل شبكه براي شدت زلزله g و 4/0 با نمودارLHS 216
شكل 13-8 نمودار تورنادو، تحليل حساسيت براي متوسط خرابي كل شبكه براي شدت g 6/0 با نمونه سازي LHS 211
تصوير الف-1 خرابي دربزرگراه هانشين كوبه ژاپن 1995 221
تصوير الف-2 آتش سوزي بعد از زلزله درشهر كوبن ژاپن1995 222
تصويرالف-3 ترافيك بعد از زلزله درشهركوبه ژاپن1995 222
تصويرالف-4 واژگوني پل در بزرگراه هانشين شهركوبه ژاپن1995 223
تصويرالف-5 خرابي دربزگراه هانشين شهر كوبه ژاپن1995 223
تصويرالف-6 خرابي پايه پل بزرگراه هانشين، كوبه ژاپن1995 224
تصويرالف-7 خرابي پل نيشينومياكو با دهانه 252 متري كوبه ژاپن 1995 224
تصويرالف-8 خرابي خط آهن وانسدا دراههاي جانبي، كوبه ژاپن 225
تصوير الف-9 خرابي پل گاويون كانيون نورث ريج، كاليفرنيا آمريكا1994 225
تصويرالف-10 استفاده ازژاكت فولادي نورث ريج آمريكا1994 226
تصويرالف-11 انفجار خط لوله گاز و تاثير آن برراه مجاور، نورث ريج‌1994 226
تصوير الف-12 خرابي درآزاد راه نيميتز، اكلندا، زلزله لوما پريتا آمريكا 1989 22
تصويرالف-13 پل خليج اكلند، لوما پريتا آمريكا 1989 227
تصويرالف-14ماشين آتش‌نشاني درترافيك شهرلنينكان، ارمنستان 1988 228
تصويرالف-15 تخريب بدنه راه براثر روانگرائي، كاستاريكا 1991
تصويرالف-16 تخريب شديد بدنه راه براثر روانگرايي، كاستاريكا 1991
تصويرالف-17 واژگوني تريلي درجاده، كاستاريكا1991 229
تصويرالف-18 تخريب بيمارستان، مكزيكو سيتي مكزيك1995 230
تصويرالف-19 خرابي پل كارمن، فيليپين 1990 230
تصويرالف-20 روانگراي درمركز شهرداگويان،فيليپين1990 231
تصويرالف-21 بيمارستان رستم آباد، منجيل ايران1990 231
تصويرالف-22 تخريب پل قديمي، منجيل ايران1990 232
تصويرالف-23 تخريب بزرگراه اروپايي، ازميت تركيه1999 232

ليست جداول
عنوان صفحه
جدول2-1- مثالي از ضرايب تاخير(براي پياده روي) 49
جدول6-1 نمره مقدماتي خطرسازه BSH برمبناي ATC –21 91
جدول شماره6-2 نمادهاي ضرايب اصلاح كارآئي ساختمان 91
جدول6-3 نسبت تلفات درزلزله‌هاي ايران 93
جدول8-1 طبقه بندي تقاطعات درتحليل لرزه شبكه 118
جدول 8-2 معيارهاي كارايي شبكة حمل و نقل درشرايط عادي 120
جدول8-3 مقادير ميانه وضريب توزيع نرمال لگاريتمي براي راههاي شهري 123
جدول8-4 پارامترهاي توابع خرابي تونل HAZUS99 125
جدول8-5 خلاصه خرابي هاي ثبت شده در زلزله كوبه 1995 127
جدول 8-6 ضرايب منحنيهاي خرابي 128
جدول8-7 احتمال خرابي كامل و كوتاه مدت بيماستان برحسب درصد 135
جدول8-8 احتمال وقفه درخدمات بيمارستان 136
جدول10-1 نمايي از طبقه‌بندي روشهاي تخصيصي ترافيك 160
جدول10-2 ضرايب اصلاح شدهBPR و 356 NCHRP و 1988 164
جدول13-1 درصد احتمال وقوع وضعيت خرابي براي سه نوع پل انتخابي 207
جدول13-2 مشخصات شبكه ساده با يك مبداء و مقصد 209
جدول13-3 مقايسه بين نتايج روشهاي مختلف نمونه سازي و مقدارتئوري 210
جدول13-4 مقاديرآماري تحليل معيارهاي كارايي شبكه ساده (روش‌مونت‌كارل) 211
جدول13-5 مشخصات شبكه متشكل از دو مبداء و مقصد 213
جدول13-6 مشخصات آماري معياري ارزيابي شبكه براي سناريوهاي مختلف (به روش LHS) 214