محققان کشور نرم افزار هوشمند بومی برای ارزیابی و تحلیل ریسک زلزله را توسعه دادند

پژوهشگران در مرکز پژوهشی پایداری و تاب آوری زیرساخت های دانشگاه صنعتی شریف، نرم افزاری را برای ارزیابی ریسک و تاب آوری پس از وقوع زلزله طراحی کرده اند. این نرم افزار با مدل سازی های مختلف قادر است تاب آوری شهرها و اجزای زیربنایی مانند پل ها و سازه ها را مورد سنجش قرار دهد. اطلاعات به دست آمده از این نرم افزار حاکی از آن است که با تخصیص اعتبار برای مقاوم سازی، میزان تاب آوری شهرها در برابر زلزله افزایش می یابد.

نرم افزار Rtx از Rt به دست آمده است؛ این نرم افزار که به منظور تحلیل ریسک زلزله توسعه یافته، طی دوره دکتری مجتبی محصولی در دانشگاه بریتیش کلمبیا واقع در ونکوور کانادا و زیر نظر پروفسور ترجه هاوکاس ساخته شده است. هم اکنون توسعه نرم افزار Rt به نام Rtx در دانشگاه صنعتی شریف ادامه دارد.

حمیدرضا نوربالا، یکی از پژوهشگران این پروژه، در گفتگو با محصول ارائه شده را نرم افزاری به نام RTX معرفی کرده و بیان کرد: این نرم افزار به عنوان ابزاری برای تحلیل خطر، ریسک و تاب آوری جامعه عمل می کند. به عبارت دیگر، RTX یک برنامه کامپیوتری است که برای تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان، ارزیابی ریسک و تاب آوری با مجموعه ای از مدل های احتمالی طراحی شده است.

وی توضیح داد که این نرم افزار تحت نظارت دکتر مجتبی محصولی در مرکز تحقیقات پایداری و تاب آوری زیرساخت (INSURER) در دانشگاه صنعتی شریف در حال توسعه است و به مدل سازی و عامل های مؤثر در فرآیند بازیابی می پردازد که هر یک از این عامل ها باید چه رفتارهایی از خود نشان دهند تا سرعت بازیابی پس از زلزله افزایش یابد.

نوربالا اظهار داشت: این نرم افزار شامل زیرساخت های متنوعی از جمله زیرساخت های ساختمان های شهری، سیستم های برق، شبکه های آبرسانی، ارتباطات، توزیع گاز، حمل و نقل، بهداشت و درمان و کسب وکارها است.

وی بخش هایی از این نرم افزار را به هوشمندسازی در مدیریت بحران مرتبط دانست و افزود: هدف کلی این پروژه بزرگ، هوشمندسازی مدیریت بحران با تولید ابزارهای پیشرفته برای جمع آوری جامع ترین اطلاعات کلیدی از وضعیت جامعه پس از بروز بلایا و اتخاذ تصمیمات مبتنی بر این داده ها توسط مدیران بحران است. در حال حاضر، مدیریت بحران در کشور بر اساس مشاهدات عینی و تجربیات گروه های شناسایی صورت می گیرد. به عنوان مثال، پس از زلزله کرمانشاه، در اثر قطع سیستم های ارتباطی، ارتباط میان اعضای گروه های ترمیم به شدت دچار اختلال شده و تنها زمانی که گروه ها به مرکز اصلی باز می گشتند، ارتباط برقرار می شد.

این محقق حوزه مهندسی زلزله با اشاره به این که ابزارهای هوشمند توسعه یافته در این پروژه، قادرند در زمانی کوتاه اطلاعات حیاتی درباره وضعیت جامعه و زیرساخت های آن را با استفاده از منابع متعدد جمع آوری و پردازش نمایند، به چند نام برد:

* پردازش هوشمند تصاویر ارسال شده از پهپادهای مجهز به دوربین عکاسی برای تعیین سطح آسیب های وارده به ساختمان ها و زیرساخت ها و همچنین شناسایی وقوع سیل و آتش سوزی، و همچنین حسگرهای فروسرخ جهت تشخیص افراد گرفتار زیر آوار.
* پردازش هوشمند محتوای منتشرشده در شبکه های اجتماعی و خبری به منظور استخراج اطلاعات مربوط به آسیب های زیرساخت ها و تلفات انسانی.
* تحلیل سیگنال های حاصل از حسگرهای پیشرفته از جمله شتاب سنج های نصب شده بر روی سازه ها و زیرساخت های حیاتی در پاسخ به بحران، نظیر بیمارستان ها و پل ها، به منظور شناسایی میزان آسیب به آن ها.
* پردازش مشاهدات گزارش شده از سوی شهروندان در رابطه با شدت رویدادهای خطرناک، آسیب های وارد شده به ساختمان ها و زیرساخت ها، و تلفات انسانی از طریق سامانه جمع سپاری اطلاعات.

وی همچنین به سامانه سنجش و بهینه سازی تاب آوری شهری اشاره کرد و ادامه داد: هدف این پروژه توسعه ای، طراحی و ساخت سیستمی نرم افزاری به منظور ارزیابی و حداکثرسازی تاب آوری زیرساخت های شهری است. این سامانه با شبیه سازی رویدادها از زمان بروز خطر تا بازگشت به حالت عادی زیرساخت ها، تاب آوری شهر را به صورت معیاری کمی محاسبه خواهد کرد. در این شبیه سازی، شدت وقوع خطر، آسیب های وارده به زیرساخت ها و پیامدهای وسیع آن به طور جامع مدل سازی می شوند.

نوربالا خاطرنشان کرد: نمونه هایی از پیامدهایی که توسط این سامانه مدل سازی می شوند، شامل هزینه های بازسازی و جایگزینی، تلفات انسانی، کاهش کیفیت زندگی ناشی از از دست دادن عضو خانواده یا سرپرست خانواده، کاهش ظرفیت درمان مجروحان بر اثر قطع آب و برق، مسدود شدن راه ها به دلیل تخریب پل ها و ریزش آوار که به تبع آن منجر به اختلال در عملیات جستجو و نجات می گردد، آسیب به کسب وکارها و شیوع بیماری های عفونی بدلیل عدم دسترسی به آب آشامیدنی یا فساد اجساد و همچنین تأثیرات زیست محیطی ناشی از تولید مصالح برای تعمیر و نوسازی است.

به گفته او، پس از شبیه سازی پیامدها، فرآیند بازگرداندن زیرساخت های شهری به وضعیت قبل از حادثه با در نظر گرفتن منابع اختصاص یافته شبیه سازی خواهد شد.

نوربالا با اشاره به پروژه هایی که با استفاده از این نرم افزار به انجام رسانده اند، اعلام کرد: به سفارش شهرداری تهران، بیش از ۲ هزار ساختمان را با این نرم افزار مورد تحلیل ریسک قرار دادیم که نتایج به دست آمده نشان دهنده این است که به ازای هر ریال هزینه کرد برای مقاوم سازی، به کاهش ریسک منجر خواهد شد.

وی همچنین به تحلیل ریسک ۷۵۰ پل تحت نظارت شهرداری تهران به عنوان پروژه ای دیگر اشاره کرد و بیان کرد: این تحلیل ریسک نه تنها مبتنی بر آسیب های وارده بود، بلکه میزان تلفات انسانی ناشی از تخریب پل، خسارات وارده به خودروها، افزایش زمان سفر به دلیل خرابی پل ها و فرصت های از دست رفته و تأثیرات زیست محیطی نیز مدل سازی شدند. در تحقیقات ما در این زمینه، هزینه بازسازی یک ساختمان غیرمقاوم به ۲۲ میلیارد تومان تخمین زده شد، در حالی که با هزینه ای حدود یک میلیارد تومان برای مقاوم سازی، هزینه بازسازی به ۹۰۰ میلیون تومان کاهش می یابد.

نوربالا همچنین به تحلیل ریسک تولید کربن سیاه برای یک شرکت ملی به عنوان پروژه ای دیگر اشاره کرد و افزود: با سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران، پروژه ای را برای مدل سازی تاب آوری این شهر در دست اجرا داریم که نتایج آن می تواند به عنوان پایه ای محکم برای سنجش تاب آوری تهران پس از زلزله محسوب شود.

وی در پایان به موفقیت های حاصل شده با این نرم افزار اشاره کرده و گفت: تاکنون بیش از ۲۵ مقاله علمی معتبر با استفاده از این ابزار تولید شده است که نشان دهنده این موضوع است که الگوریتم های نرم افزار در خط مقدم علم قرار دارد.

این محقق به نیاز به زیرساخت های محاسباتی بالا برای این تحلیل ها اشاره کرد و بیان کرد: به همین دلیل، این نرم افزار بر روی ابررایانه دانشگاه شریف نصب شده است و با داشتن تعداد زیادی هسته پردازشی، امکان انجام پردازش های موازی را برای پژوهشگران فراهم کرده است.