نقش حمل و نقل در سوانح و بحران‌ها

در زمان وقوع بحران‌ها، قابل استفاده بودن زیرساخت های حمل و نقل، نقش مهمی در کمک رسانی و بازگشت شرایط به حالت طبیعی خواهد داشت. بدین ترتیب شناخت ماهیت بحران و ارزیابی نحوه تأثیرگذاری آن بر سامانه حمل و نقل و ارایه راهکارهای مؤثر در جهت پیشگیری از وقوع بحران بسیار مهم می‌باشد. در نتیجه برگشت سریع سامانه حمل و نقل به سطح عملکرد مطلوب، نیازمند بکارگیری برنامه ریزی مناسب است. بنابرین با آمادگی لازم برای برای مقابله با بحران؛ گردآوری اطلاعات، داشتن طرح های عملیاتی و پیش بینی راهکارهای ایجاد دسترسی‌های جایگزین، امکان استفاده مطلوب‌تر از سامانه حمل ‌و نقل را در شرایط بحرانی فراهم نمود؛ که این مهم با ورود مفاهیم مدیریت بحران در حمل و نقل، محقق خواهد شد.

بلایا حوادث ناگهانی و فاجعه آمیزی هستند که بیش از توانایی منطقه برای مقابله با آن بر اساس امکانات آن، باعث خسارات اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در مقیاس بزرگ می شود و عملکرد روزمره جامعه را مختل می کند. فعالیت های لجستیکی یکی از مهمترین عوامل در اجرای عملیات کمک‌های بشردوستانه در بلایا و شرایط اضطراری است.

پس از بلایای بزرگ مانند زلزله و سیل، فعالیت هایی مانند تخلیه قربانیان، حمل و نقل مجروحان و تحویل کمک های بشردوستانه نیاز به طراحی شبکه توزیع لجستیک قابل توجهی دارد. پس از واکنش فوری نیز، بازسازی تسهیلات آسیب‌دیده حمل و نقل، نقش موثری در بازگشت منطقه به شرایط عادی و تسریع تعمیرات و بازسازی‌های سایر قسمت‌های آسیب‌دیده منطقه می‌شود.

زیرساخت های شهری

دارایی‌های مهم حمل‌ونقل شامل پل‌ها، تونل‌ها، جاده‌ها، دیوارهای حائل، خاکریزها، ترانشه‌ها، شیب‌ها و روسازی‌ها می‌شود. دارایی‌های ثانویه نیز شامل سیستم‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT)، سیگنالینگ، روشنایی، و اجزای ایمنی (به عنوان مثال نرده ها، موانع) است.

همچنین سیستم‌های راه آهن شامل ریل‌ها، سیستم‌های برق و ارتباطات، ایستگاه‌ها و کارگاه‌ها می‌شود. تقسیم‌بندیِ دیگر دارایی‌های حمل و نقل را می‌توان بر اساس شبکه‌های شهری و بین‌شهری انجام داد. برخی از اجزاء مانند خاکریزها، شیب‌ها یا ترانشه‌ها عمدتاً در شبکه‌های بین‌شهری مشاهده می‌شوند.

یک تفاوت قابل توجه، وابستگی متقابل جغرافیایی سیستم‌های شهری با زیرساخت‌های دیگر مانند خطوط لوله یا کابل‌های مدفون در زیر زمین یا ساختمان‌های مجاور جاده‌ها است. علاوه بر این، با توجه به افزونگی کمتر شبکه در شبکه بین‌شهری نسبت به شبکه‌های شهری، پیامدها و تلفات غیرمستقیم مخاطرات طبیعی و عوامل استرس‌زای جوی تأثیرات متفاوتی بر زیرساخت‌های حمل‌ونقل بین شهری دارند، و علی‌رغم اینکه شبکه‌های شهری تراکم و افزونگی بالاتری داشته و مسیرهای جایگزین بیشتری برای یک امکان از دست رفته وجود دارد، اما وابستگی متقابل بیشتری نیز با سایر شبکه های تعاملی وجود دارد؛ به عنوان مثال بسته شدن یک تونل یا پل بزرگراه به طور بالقوه می تواند باعث تلفات و خسارات جانی، مالی و زمانی بیشتری در مقایسه با بسته شدن یک خیابان اصلی شهری شود، زیرا در حالت دوم دنبال کردن مسیرهای جایگزین آسان‌تر است. با این حال، نمونه هایی از خسارات قابل توجه در صورت خرابی در شبکه های شهری وجود دارد، مانند فروریختن بزرگراه هانسین در جریان زلزله 1995 کوبه یا پیامدهای سیل ناگهانی در شهرهای اروپای مرکزی در سال 2013.

مدلسازی شبکه حمل و نقل

سابقه طولانی مطالعاتی با تمرکز بر مدل‌سازی عملکرد شبکه‌های حمل‌ونقل پس از بلایا وجود داشته است. برخی از مطالعات به تحلیل و مدلسازی تاب‌آوری زیرساخت های مهم حمل و نقل توجه کرده‌اند و اهمیت پل ها را با در نظر گرفتن خطرات مستقل و مرتبط بر روی پل‌ها، با توسعه یک رویکرد قابلیت اطمینان چرخه عمر و ریسک برای ارزیابی پل‌ها و شبکه‌های مرتبط با آنها، تحت خطرات مختلف مانند زلزله، سونامی و خوردگی بررسی کرده‌اند و مشخص شد که علاوه بر لرزه‌‌های اصلی، پس‌لرزه‌ها نیز تأثیرات قابل توجهی بر از دست دادن امکان تعمیر پل و عملکرد باقی مانده دارند.

برخی مطالعات دیگر انعطاف پذیری شبکه حمل و نقل را بر اساس اتصال و دسترسی به شبکه برآورد کردند و مسیرهای مستقل وزنی را به عنوان معیار عملکرد شبکه برای ادغام سیستماتیک توپولوژی شبکه و سطح افزونگی جاده پیشنهاد کردند.

برخی دیگر نیز عملکرد تاب‌آوری شبکه ترافیک را از نظر دسترسی به منابع پزشکی در طول دوره واکنش فوری پزشکی با در نظر گرفتن تعاملات بین زیرساخت‌های حمل ‌و نقل، افراد و خطرات احتمالی، مدل‌سازی کردند. یا مفاهیم «اتصال جهانی» و «اتصال محلی» را برای در نظر گرفتن وسعت اتصال کل شبکه حمل و نقل و فاصله بین هر گره تا همسایگانش پیشنهاد و کارایی سیستم را با استفاده از تئوری نفوذ ارزیابی کرده‌اند.

در سال‌های اخیر، محققان بیشتر تقاضای سفر و روش‌های تخصیص ترافیک را به هنگام شبیه‌سازی تاب‌آوری و عملکرد شبکه‌های حمل‌ونقل در دوره پس از زلزله وارد کار خود کرده‌اند و چارچوبی جامع برای کمی سازی تاب‌آوری لرزه‌ای شبکه‌های حمل و نقل با توجه به تخریب عملکرد شبکه ناشی از آسیب پل‌ها و تأثیر مکانیسم‌های پیری پل‌ها ارائه کرده‌اند، یا چارچوبی را برای برآورد تلفات جامع شبکه‌های حمل و نقل ناشی از تغییرات زمان سفر و لغو سفر مطرح کرده و تغییر تقاضای مبدا-مقصد را در طول دوره بهبودی پس از زلزله شبیه سازی کرده‌اند. یا مدل‌هایی را برای بازسازی پل‌ها و سایر زیرساخت‌ها پس از اتفاق پیشنهاد کرده‌اند تا ارزیابی دقیقی از عملکرد زیرساخت‌های آسیب‌دیده و محدودیت‌های ترافیکی ارائه دهند و ظرفیت ترافیکی پیوندهای مختل شده را بر اساس کتابچه راهنمای ظرفیت بزرگراه معین کنند. مطالعاتی نیز با تمرکز بر برنامه‌ریزی مرمت پس از اتفاق و اولویت‌بندی زیرساخت‌ها  انجام شده است.

اکثر مطالعات، بازسازی پس از زلزله را بر اساس عملکرد شبکه یا انعطاف پذیری و اطلاعات مربوط به زمان تعمیر زیرساخت، منابع محدود و پیمانکاران بهینه کرده‌اند. بیشتر مطالعات موجود اهمیت یا اولویت بندی پل و پیوند را بر اساس اتصال شبکه، دسترسی و توپولوژی بررسی کرده‌اند و ارزش و اهمیت پیوندهای آسیب‌پذیر را بر اساس تأثیر آنها بر عملکرد شبکه با مقایسه عملکرد شبکه در زمانی که یک پیوند کار می کند و زمانی که از کار می افتد، تعریف کرده‌اند.

 با این وجود برخی از مطالعات بر روی واکنش‌های فوری و اضطراریِ پس از وقوع حادثه تمرکز کرده‌اند و برخی نیز برنامه زمان‌بندی تعمیرات آنها پس از واکنش اولیه را مورد بحث قرار داده‌اند. فرآیندهای ترمیم زیرساخت‌ها (به عنوان مثال پل‌ها یا جاده‌های آسیب‌دیده) پس از زلزله معمولاً زمان نسبتاً طولانی می‌برد. بسیار متداول است که برخی از جاده‌ها یا پل‌ها ممکن است فقط برای برخی از خطوط برای دوره‌های زمانی معین باز بمانند، به ویژه با توجه به کمبود معمول منابع بازسازی موجود.

یک شبکه حمل و نقل نیمه مختل (به عنوان مثال پل‌ها و جاده‌ها با خطوطی که بصورت محدود باز است) نه تنها بر زمان سفر تأثیر می گذارد، بلکه سناریوهای منطقه کاری متعددی را ایجاد می کند و منجر به ادغام و واگرایی جریان ترافیک می‌شود و خطرات تصادف وسیله نقلیه نیز به طور قابل توجهی افزایش می یابد. بنابراین برای برنامه‌ریزی ترافیک در مرحله بازیابی طولانی مدت پس از زلزله، هم زمان سفر و هم خطرات ایمنی باید به طور مناسب برای شبکه های ترافیکی نیمه مختل در نظر گرفته شود. علاوه بر این، اولویت تعمیر پل‌های آسیب‌پذیر پس از فاجعه نه تنها به توپولوژی شبکه و موقعیت زیرساخت، بلکه به عدم قطعیت لرزه‌ای، تقاضای سفر، کارایی ترافیک و ایمنی مرتبط است. بنابراین برای ارزیابی عملکرد ترافیک و اولویت‌بندی بازسازی پس از فاجعه، عدم قطعیت‌ها باید به دقت گنجانده شوند.

برنامه ریزی پیش از وقوع حادثه

به منظور ارتقای عملکرد شبکه حمل و نقل پس از بحران، پیشنهاد می‌شود که با در نظر گرفتن استفاده از بخش‌های بزرگراه متعلق به شهرها و شهرستان‌ها برای دسترسی به تسهیلات حیاتی، نقشه‌های خط حیاتی بزرگراه تقویت شده و اولویت بندی مسیرهای محلی برای دسترسی به مراکز جمعیتی و تسهیلات حیاتی شناسایی شود.

همچنین باید استانداردها و الزامات طراحی و نگهداری برای پل‌ها و شیب‌های ناپایدار، ترانزیت، راه‌آهن، بنادر و فرودگاه‌ها بر اساس اولویت یک مسیر حیاتی ارتقاء یابد.

خط‌مشی و استانداردهای نصب پل‌های موقت، از جمله ارزیابی تعداد پل‌های موقت یا مقدار مصالحی که برای استفاده اضطراری ذخیره می‌شود، تهیه شود و فهرستی از پل‌ها و سایر تسهیلات قابل حمل و موقت، بصورت پیش‌ساخته یا به شکلی که در کمترین زمان قابلیت اتصال یافتن و سرپا شدن داشته باشند، تهیه و در انبارهای ایمن منطقه‌ای ذخیره شود تا در مواقع بحرانی بتواند اتصال نقاط حیاتی را برقرار نگه دارد.

منابع

موسویان، سیدابوالحسن،1392،نقش حمل و نقل در مدیریت بحران و سوانح طبیعی،ششمین همایش فرامنطقه ای پیشرفتهای نوین در علوم مهندسی ،تنکابن،https://civilica.com/doc/206109

Wu, Y., Hou, G., & Chen, S. (2021). Post-earthquake resilience assessment and long-term restoration prioritization of transportation network. Reliability Engineering & System Safety, 211, 107612

Bocchini, P., & Frangopol, D. M. (2012). Restoration of bridge networks after an earthquake: Multicriteria intervention optimization. Earthquake spectra, 28(2), 427-45

Argyroudis, S. A., Mitoulis, S. Α., Winter, M. G., & Kaynia, A. M. (2019). Fragility of transport assets exposed to multiple hazards: State-of-the-art review toward infrastructural resilience. Reliability Engineering & System Safety, 191, 106567

Argyroudis, S. A., Mitoulis, S. A., Hofer, L., Zanini, M. A., Tubaldi, E., & Frangopol, D. M. (2020). Resilience assessment framework for critical infrastructure in a multi-hazard environment: Case study on transport assets. Science of the Total Environment, 714, 136854.