مقاله در مورد ارزيابي ريسك پل با استفاده از روش تركيبي AHPDEA

ارزيابي ريسك پل با استفاده از روش تركيبي AHP/DEA
چكيده
فرآيند تحليل سلسله مراتبي (AHP) تنها مي تواند تعداد بسيار محدودي از گزينه هاي تصميم گيري را مقايسه نمايد. وقتي كه صدها يا هزاران گزينه براي مقايسه وجود داشته باشد، روش مقايسه دو به دو، بدون شك عملي نخواهد بود. در اين مقاله، روش تركيبي AHP/DEA را براي تسهيل ارزيابي ريسك صدها يا هزاران سازه پل، كه در مورد آنها مقايسه دو به دو غير ممكن است، پيشنهاد مي كنيم.
1- مقدمه
ارزيابي ريسك پل غالباً براي تعيين اولويت سازه هاي پل جهت محافظت از پل استفاده مي شود و در اصل، يك مسأله تصميم گيري چند معياره (MCDM) است كه مستلزم چند معيار ارزيابي از قبيل ايمني، عملكرد، تحمل پذيري و … مي باشد.
بنابراين، روشهاي MCDM مي توانند براي ارزيابي ريسك پلها مورد استفاده قرار گيرند.
در ميان روشهاي MCDM، فرآيند تحليل سلسله مراتبي (AHP) بطور خاص براي مدلسازي معيارهاي كيفي مناسب است و كاربرد زيادي در موارد گوناگون نظير انتخاب، ارزيابي، برنامه ريزي و توسعه، تصميم گيري، پيش بيني و غيره دارد.
ليكن، به دليل آنكه صدها يا هزاران سازه پل بايد در يك زمان ارزيابي و اولويت بندي گردند و روش AHP تنها قادر به مقايسه تعداد بسيار محدودي از گزينه هاي تصميم گيري است، بنابراين در چنين شرايطي، روش مقايسه دوبدو، بدون شك عملي نخواهد بود. براي غلبه بر اين مشكل، ما روش AHP را با روش تحليل پوشش داده ها
(DEA) تركيب كرده و يك روش تركيبي AHP/DEA براي ارزيابي ريسك پلها ارائه مي نماييم.
اين مقاله بصورت زير سازماندهي شده است: در بخش 2، روش تركيبي AHP/DEA را براي مسائل MCDM داراي گزينه هاي بسيار زياد تصميم گيري ، معرفي مي نماييم. در بخش3، كاربرد روش تركيبي AHP/DEA براي ارزيابي ريسك پلها را ارائه مي دهيم كه در آن، 20 سازه پل براي محافظت از پل اولويت بندي مي شوند. نتايج تحقيقات نيز در بخش 4 ارائه مي گردند.
2- روش تركيبي AHP/DEA
ايده تركيب دو روش DEA , AHP جديد نيست. تلاشهاي بسياري براي يكپارچه ساختن اين دو روش در كاربردهاي واقعي انجام گرفته است. ليكن هيچيك از آنها نمي توانند براي ارزيابي ريسك پلها به كار روند، زيرا صدها يا هزاران سازه پل بايد براي محافظت از آنان ارزيابي و اولويت بندي شوند و مقايسه دوبدو براي بسياري از سازه هاي پل قطعاً غير ممكن است. براي حل اين مشكل، يك روش تركيبي AHP/DEA براي ارزيابي ريسك پلها ارائه مي نماييم كه قادر به پردازش تعداد زياد سازه هاي پل يا گزينه هاي تصميم گيري باشد.
يك مسأله MCDM عمومي M معياره با معيارهاي n,C1,…,Cm گزينه تصميم گيري بصورت A1,……,AN و وزن معيارهاي W1,…,WM را كه توسط روش AHP تعيين شده اند، در نظر بگيريد. براي n گزينه تصميم گيري، تشكيل ماتريس مقايسه اي دوبدو با توجه به هر معيار، وقتي كه تعداد گزينه هاي تصميم گيري از 15 بيشتر شود، غير ممكن است.
از يك سو، تعداد زياد مقايسه هاي دوبدو، كار سنگيني بر دوش افراد متخصص مي گذارد و از سوي ديگر، مقايسات بسيار زياد، به آساني منجر به بروز تناقض در قضاوت و ناسازگاري مي شوند.
3- كاربرد در ارزيابي ريسك پلها
تخمين زده مي شود كه در حدود 000و160 پل در انگلستان وجود دارند. بودجه ساليانه محدود براي تعمير و نگهداري پلها، مارا وادار مي سازد تا يك طرح مهم براي انتخاب و زمان بندي محافظت از سازه هاي پلها ارائه دهيم.
3-1- انتخاب معيارهاي ارزيابي و تعيين وزن آنها
بر طبق آژانس آزادراههاي بريتانيا، اولويت محافظت سازه هاي پلها توسط ريسك آنها تعيين مي شود كه اين ريسك ها بر مبناي چهار معيار تصميم گيري: ايمن، عملكرد، پايداري و محيط زيست، ارزيابي مي گردند. به عنوان مثال ، 20 سازه پل در اينجا در نظر گرفته شده كه در شكل 1 نشان داده شده اند.
شكل 1- ساختار سلسله مراتبي براي ارزيابي ريسك پل
وزن معيارها با استفاده از ماتريس مقايسه اي دوبدو بصورت زير فرض مي شوند:

مقدار ويژه ماتريس فوق و بردار وزني معيارهاي نرمال شده عبارت است از :
W=(0.9829, 0.2720, 0.1570, 0.0882)T
3-2- تعريف درجات ارزيابي و بدست آوردن داده هاي ارزيابي
مجموعه درجات ارزيابي براي چهار معيار توسط آژانس بزرگراههاي بريتانيا به شرح زير تعريف شده است :
G={هيچ، كم، متوسط، زياد}={H,M,L,N}
براي سادگي ، ما براي تمام چهار معيار اين مثال، از مجموعه درجات ارزيابي فوق استفاده مي كنيم .
جدول2، ماتريس تصميم گيري توزيع شده براي 20 سازه پل را نشان مي دهد كه توسط 10 كارشناس ايمني پل، 15 كارشناس عملكرد، 20 كارشناس پايداري و 10 كارشناس محيط زيست به ترتيب هر چهار معيار، ارزيابي شده اند.
جدول 2- داده هاي ارزيابي ريسك براي 20 سازه پل
H: زياد ، M: متوسط، L: كم، N: هيچ
3-3- راه حل مدل (3) براي توليد نمرات ريسك محلي
براي داده هاي ارزيابي ريسك در جدول2، ما راه حل مدل (3) را براي هر يك از چهار معيار انجام داديم تا نمرات ريسك محلي 20 سازه پل را با توجه به اين چهار معيار توليد نماييم. نتايج حاصله در ستون 5-2 از جدول 3 نشان داده شده است.
جدول 3- نمرات ريسك محلي و كلي براي 2 سازه پل و رتبه بندي اولويت ريسك آنها
3-4- اولويت بندي سازه هاي پل بر حسب نمرات ريسك كلي آنها
نمره ريسك كلي هميشه بهتر است كوچك باشد. از اين رو، اولويتهاي بالاي ريسك بايد به سازه هايي داده شود كه نمرات ريسك كلي بزرگتري دارند. همانطور كه در جدول 3 مشاهده مي شود، BS1 داراي بزرگترين نمره ريسك كلي است، زيرا بالاترين نمره ريسك ايمني و بالاترين نمره ريسك پايداري و نيز نمره ريسك عملكرد بزرگي دارد. بنابراين، در مكان اول رتبه بندي شده و بايد بالاترين اولويت نگهداري را داشته باشد. BS5 كوچكترين نمره كلي را بين 20 سازه پل دارد و در مكان آخر رتبه بندي شده است. رتبه بندي اولويت ريسك كلي اين 20 سازه پل بصورت زير است :

فایل : 8 صفحه

فرمت : Word