توسعه‌ روشی برای ارزیابی آسیب‌‌های ناشی از بلایای طبیعی

ساخت وبلاگ

شگفت انگیز. فوق العاده. خارق العاده. باورنکردنی. تماشایی. این کلمه آثار ناشی از فجایع طبیعی را توصیف می کنند، این حوادث می توانند زلزله، گردباد، طوفان یا هر فاجعه ی دیگری باشند که منجر به تخریب خانه ها، ساختمان ها یا زیرساخت ها می شوند.

اما زمانی که افراد آسیب دیده منتظرند آثار خرابی پاک شوند یا می بینند چه بر سر خانه های آن ها آمده است، انتظار شنیدن چنین کلماتی از افراد امدادگر و پژوهشگرها ندارند. با توجه به این مسئله، درحالی که مردم تلاش می کنند به زندگی برگردند، نباید آثار خرابی را هم نادیده گرفت.

شرکت های ایالات متحده که در زمینه ی حذف خرابی ها و گاهی تخمین میزان خرابی، میزان هزینه ی احتمالی برای پاک سازی تخصص دارند، از داده های پیمانکاران استفاده می کنند.ژوزف دنمیلر،لری تانرو پژوهشگرهای دیگر در زمینه ی حذف آثار خرابی در دانشگاه فناوری تگزاس به دنبال تغییر روش اندازه گیری حجم خرابی ها پس از یک فاجعه ی طبیعی هستند.

تصویر 1

دنمیلر، به عنوان یک مربی در کالج مهندس ادوارد ای. ویتاکر جی آر و کاندید دکترای مؤسسه ی ملی باد همراه با همکاران خود با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین و کامپیوترهای قدرتمند، به توسعه ی یک مدل مبتنی بر اطلاعات برای تحلیل و تخمین بهتر حجم خرابی ها پرداخته اند. این روش می تواند هزینه ی شهرها برای پاک سازی خرابی را کاهش دهد و میلیون ها دلار صرفه جویی به همراه داشته باشد. دنمیلر می گوید:

تصمیم ما توسعه ی یک مدل نمونه برداری انبوه است که در آن بر فراز یک منطقه پرواز می کنیم، حجم خرابی های آن منطقه را تخمین می زنیم، سپس به یک منطقه ی دیگر پرواز می کنیم و حجم خرابی های آن منطقه را تخمین می زنیم. سپس صنایع رشد یافته و متخصص در بازیابی از طریق یک واحد مرکزی مثل سازمان مدیریت فوریت های فدرال بر اساس نیاز به مناطق مختلف فاجعه تخصیص می یابند. در حال حاضر، نحوه ی تخصیص منابع، اطلاعات محور است؛ اما به ارزیابی های کیفی و شفاهی هم وابسته است.

دنمیلر و همکاران او، نظریه و مدل خود را در تابستان سال ۲۰۱۷ پس از تخریب ساحل خلیج تگزاس بر اثر طوفان هاروی، تست کردند. پژوهشگرها چندین روز صرف جمع آوری تصاویر و فیلم های منطقه کردند و این اطلاعات را بهTexas Techتحویل دادند. ارزیابی های تصویری، زمینی و هوایی برای تخمین هزینه ی حذف خرابی ها به کار رفتند. اگرچه پژوهشگرها قبلا هم فرصت هایی برای تخمین هزینه ها داشتند؛ اما طوفان هاروی به یک فرصت خوب برای تست کاربردها و نظریه های آن ها تبدیل شد. به گفته ی دنمیلر:

ما از این روش ها در گذشته هم استفاده کردیم؛ اما قبلا هرگز برای بازیابی فاجعه از آن ها استفاده نکردیم. هاروی فرصت خوبی بود، زیرا یک حادثه ی محلی بود و فرصت سفر به یک فاصله ی کوتاه و جمع آوری حجم زیادی از داده ها و ارزیابی روش را فراهم کرد تا بتوانیم وارد فاز بعدی شویم.

اندازه گیری خرابی

پرواز بر فراز یک منطقه که دچار فاجعه ی طبیعی شده است، امر جدیدی نیست. مشکل استخدام یک خلبان برای پرواز بر فراز مناطق فاجعه دیده و جمع آوری اطلاعات می تواند بسیار پرهزینه باشد. نه تنها باید یک خلبان استخدام کنید، بلکه استفاده از هواپیما خود هزینه ی زیادی به دنبال دارد، سوخت و تجهیزات پرهزینه ی عکاسی برای عکاسی از فاصله ی ۱۰ تا ۲۰ هزار پایی از دیگر هزینه های این پروژه ها هستند.

علاوه بر این، پرواز های سرنشین دار به شدت زمان بر هستند. یک خلبان می تواند بر فراز یک منطقه ی بزرگ پرواز کند اما هزینه ی پرواز بسیار بالا است. این پروازها می توانند تا سقف هزاران دلار به ازای هر ساعت پرواز را به هزینه ها اضافه کند.

با این که هواپیماهای بدون سرنشین نمی توانند مثل هواپیماهای سرنشین دار بر فراز یک منطقه ی وسیع پرواز کنند؛ اما می توانند با استفاده از تجهیزات عکاسی که ارزیابی های دقیق تری نسبت به تجهیزات سرنشین دار ارائه کنند و در یک بازه ی زمان یکسان پرواز های بیشتری انجام دهند. هواپیماهای بدون سرنشین می توانند زیر هر پوشش ابری که مانع از عکاسی از منطقه می شود، پرواز کنند.

هنگام استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین، تنها هزینه ی تحمیل شده توسط یک سازمان شهری یا بازیابی، زمان و خدمات پرواز است. البته می توان به جای تکیه بر تنها یک خلبان یا یک هواپیما چند هواپیمای بدون سرنشین متعدد را هم زمان به پرواز درآورد.

هواپیماهای بدون سرنشین به پژوهشگران اجازه می دهند اندازه گیری های تایم لپس از مناطق را برای مطالعه ی سرعت و حذف بهینه ی خرابی ها و سرعت بازیابی منطقه پس از یک ماه، شش ماه یا حتی یک سال را به دست آوردند. این روش اندازه گیری خرابی ها بهینه تر و به صرفه تر از اندازه گیری های شفاهی از زمین یا هواپیماهای سرنشین دار است. دنمیلر و همکاران با انگیزه ی بالایی مسیر خود به سمت جنوب تگزاس را برای تست نظریه ی خود ادامه دادند. اولین مرحله دریافت مجوز بود.

کمک به بازیابی

به گفته ی دنمیلر:

ما از قبل تماس هایی با مدیران فاجعه و اورژانس داشتیم. تنها کاری که باید انجام می دادیم ارزیابی منطقه ی صحیح برای پرواز بود. در نتیجه سه منطقه ی شهر را انتخاب کردیم. برای بررسی بهترین منطقه در سطح شهر رانندگی کردیم.

پژوهشگران Texas Tech آسیب دیده ترین مناطق بر اثر طوفان را شناسایی کردند، خسارت های ناشی از سیل یا موج در این مناطق کمتر بود. پژوهشگرها با مقام های مرتبط هر شهر تماس گرفتند تا برنامه های خود را شرح دهند. در صورت نگرانی مقامات و ساکنین در مورد هواپیماهای بدون سرنشین، تیم پژوهش بر فراز آن منطقه پرواز نمی کرد. گرچه در اغلب موارد، مردم مشکلی با تیم پژوهش نداشتند.دنمیلر اظهار می کند:

این واکنش ها یکی از نتایج مثبت و خوشایند پس از حادثه است. اگر خالصانه کمک خود را برای بهتر شدن کارها نشان دهید، افراد با روی باز استقبال می کنند و تمایل دارند برای جمع آوری داده های مورد نیاز به ما کمک کنند تا بتوانند به زندگی خود بازگردند.

پژوهشگرها بر فراز زباله دان های شهری هم پرواز کردند، شرکت ها آثار خرابی را به این مناطق می آورند تا مبنایی را برای مقایسه شکل دهند. شرکت های حذف کننده، مبنای هزینه ای خود در شهرها را بر اساس حجم خرابی و روزهای لازم برای از بین بردن این خرابی ها قرار می دهند. سپس این اطلاعات در اختیار شهرهایی قرار می گیرد که کمتر مورد بازرسی قرار گرفته اند. هواپیماهای بدون سرنشین می توانند تنها در یک روز بر فراز شهرها پرواز کنند و تخمین های حجمی را فراهم کنند، این تخمین ها تقریبا برابر با ۱۲ تا ۱۵ هزار متر مکعب تا ۲۰ متر مکعب بودند. به گفته ی دنمیلر:

حالا می توانیم خطاهای مرتبط با روش کیفی را بررسی کنیم، یک روش کمی بر اساس نمونه برداری ارائه کنیم و سپس شهر می تواند کارهای مورد نظر را برای حداکثرسازی بازیابی با هزینه ی دلار انتخاب کند.

توسعه ی مدل

با تصویرها و فیلم ها و اطلاعات به دست آمده، دنمیلر و پژوهشگرهای همکاری او برای شروع توسعه ی مدل به لوباک بازگشتند. اما پردازش شش تا هشت منطقه با وسعت زمین فوتبال، حتی برای پیچیده ترین برنامه های کامپیوتری هم به زمان نیاز دارد.

هدف نهایی هم دسترسی به میزان خرابی ها برای توسعه ی مدل اطلاعات محور دقیق برای حذف خرابی ها بود. پژوهشگرها حداقل در این نقطه از فرآیند، به بررسی نوع خرابی ها نپرداختند و فقط حجم را بررسی کردند. نوع خرابی در پژوهش های آینده بررسی خواهد شد.

تصویر ۲

دنمیلر می گوید:

ارقامی که پیمانکارها ارائه می دهند تا این مرحله بررسی نشده اند، پس هیچ کس از حجم دقیق خرابی ها اطلاعی ندارد. باور این مسئله سخت است؛ اما از دیدگاه علمی هیچ کس سعی در اندازه گیری یا معتبرسازی این اطلاعات ندارد.

دنمیلر می گوید مدل به تعیین تعداد خانه ها و کسب وکارهای تحت تأثیر، میزان جنگل زدایی و خسارت به زیرساخت ها کمک می کند. یک مزیت دیگر برای هواپیماهای بدون سرنشین، توانایی ثبت تصاویر در زاویه های مختلف است که یک زاویه ی سه بعدی را به بیننده می دهد، درحالی که اطلاعات ارائه شده در تصاویر هواپیماهای سرنشین دار فقط یک زاویه ی دید بالا به پائین و عمودی را ارائه می دهد. با این مدل، می توان تخمین های حجمی خرابی های مربوط به هر منطقه را در مدت زمان دو روز ارائه کرد. به گفته ی دنمیلر:

آنچه ما ارائه می کنیم و یک هواپیمای سرنشین دار قادر به ارائه ی آن نیست، یک مدل سه بعدی است؛ به طوری که مدیران فاجعه و برنامه ریزهای شهری می توانند از زاویه های مختلف به یک منطقه دسترسی پیدا کنند و محل تمرکز خرابی ها را پیدا کنند. نزدیک به ساحل تعداد زیادی ساختمان وجود دارد و خرابی ها زیر آن متمرکز شده اند. یک پرواز مستقیم بر فراز منطقه نمی تواند آنچه را که ما می بینیم، مشاهده کند. پس حالا مدیران فاجعه می توانند بر اساس یک زاویه ی سه بعدی از آنچه نیاز دارند، تصمیم گیری کنند.

در نهایت، دنمیلر می گوید مدل برای هر نوع فاجعه ی طبیعی شامل طوفان تا گردباد و آتش سوزی و هر نوع فاجعه که بر اثر باد رخ دهد، در دسترس است؛ اما کاربرد مدل ها و هواپیماهای بدون سرنشین به همین جا ختم نمی شود. با این که ارائه ی تخمین های دقیق تر از حجم خرابی به شهرها و پیمان کارها سودمند است، توانایی کمی برای نظارت بر خرابی وجود دارد.

مشاهده ی وسعت خرابی در درک کلیت فاجعه قبل از رسیدن نیروها به آن مناطق هم کمک می کند

به همین دلیل دنمیلر و پژوهشگرهای همکار او در حال توسعه ی یک محیط واقعیت مجازی با استفاده از مدل های مشابه سه بعدی هستند که به افراد اجازه می دهد برای درک وسعت خسارت ها فراتر از تصاویر و ویدئوهای دریافتی از گزارش های ویدئویی، منطقه ی فاجعه را بررسی کنند.

برای مثال به گفته ی او تیم می تواند یک منطقه به وسعت محوطه ی Texas Tech را پوشش دهد و در بازه ی تقریبی سه روز به توسعه ی مدل سه بعدی واقعیت مجازی بپردازد. دنمیلر اظهار می کند:

حتی ساخت وساز در محیط مجازی، مشابه ساخت وساز واقعی خواهد بود. درخت ها، نیمکت ها، پارک ها، یادبودها، مجسمه ها و پرچم ها مشابه خواهند بود. هدف ما این است که افراد بتوانند وارد بخش خرابی شده و وسعت خسارت ها را مشاهده کنند.

مشاهده ی وسعت خرابی نه تنها روشی برای بازدید از خرابی ها را به برنامه ریزهای فاجعه ارائه می کند، بلکه در درک کلیت فاجعه قبل از رسیدن نیروها به آن مناطق هم کمک می کند، بنابراین آن ها با آمادگی وارد مناطق می شوند و می توانند برای بیمه ی خانواده ها و سازمان ها آماده شوند و از بعضی توصیف های اغراق آمیز که سعی می کنند افراد را ناامید کنند، اجتناب کنند.

در نهایت یک مدل واقعیت مجازی سه بعدی، برای سیاست گذارها و سازمان های دولتی سودمند است؛ زیرا نه تنها وسعت خرابی بلکه پروازهای بعدی و سرعت بازیابی منطقه از فاجعه را در اختیار آن ها قرار می دهد. به گفته ی دنمیلر:

درک بازتاب اقتصادی و اجتماعی سرمایه گذاری برای بازیابی فاجعه حائز اهمیت است. مقصد سرمایه گذاری پول و نیرو یک بخش مهم از درک پاسخگویی جامعه است. هدف ما انتقال ابزار آموزشی است تا افراد بتوانند از این فاجعه ها درس بگیرند پس هر شخصی از جمله سیاست گذارها، اولین واکنش دهنده ها، پرسنل شهری، کارکنان دولت یا هر عضو از یک سازمان که تمایل به کمک دارند، می توانند میزان خسارت را قبل از رسیدن ارزیابی کنند و بر تلاش های حمایتی خود از افراد متمرکز شوند و در بازسازی مناطق به افراد آسیب دیده کمک کنند.

علم وفناوری...
ما را در سایت علم وفناوری دنبال می کنید

برچسب : نویسنده : 9elme1404c بازدید : 119 تاريخ : يکشنبه 24 دی 1396 ساعت: 22:43