Disaster Prevention and Management Knowledge

fa مدل بهینه‌سازی چندهدفه برای پاکسازی پسماند بلایای طبیعی با رویکرد حمل‌ونقل ترکیبی A Multi-Objective Optimization Model for Natural Disaster Waste Clean-Up with a Multimodal Transportation Approach تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف وقوع بلایای طبیعی منجر به تولید حجم عظیمی از پسماند می‌شود که پیامدهای جدی زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی دارد. مدیریت ناکارآمد این پسماندها می‌تواند روند بازسازی را با تأخیر و هزینه‌های اضافی همراه سازد. هدف این پژوهش توسعه یک مدل بهینه‌سازی چندهدفه برای پاکسازی پسماندهای ناشی از بلایا با رویکرد حمل‌ونقل ترکیبی (کامیون–قطار) و اولویت‌بندی ریسک مناطق آسیب‌دیده است. روش در گام نخست، مناطق آسیب‌دیده با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) بر اساس پنج شاخص ریسک رتبه‌بندی شدند. سپس مدل پیشنهادی با بهره‌گیری از روش اپسیلون-محدودیت در قالب هفت مسئله نمونه با ابعاد مختلف پیاده‌سازی گردید. در این مدل، حداقل‌سازی زمان اتمام عملیات آواربرداری و حمل پسماند و کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و تجهیز زیرساخت‌ها به‌عنوان توابع هدف در نظر گرفته شد. یافته‌ها نتایج نشان داد که با افزایش ابعاد مسئله، زمان حل به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته و مدل در مقیاس‌های بزرگ‌تر ماهیت NP-Hard پیدا می‌کند. نقاط پارتو به‌دست‌آمده، تضاد میان اهداف کاهش زمان و کاهش هزینه را تأیید کرده و لزوم انتخاب گزینه‌های سازگار با سیاست‌های عملیاتی را نمایان ساخت. همچنین مشخص شد که سیستم حمل‌ونقل ترکیبی نسبت به حالت صرفاً جاده‌ای، به‌طور میانگین موجب ۳۰.۱٪ کاهش در زمان اتمام عملیات و ۱۱.۳٪ کاهش در هزینه کل شده است. تحلیل بیشتر نشان داد که در فواصل کوتاه، حمل‌ونقل جاده‌ای عملکرد بهتری دارد اما با افزایش فاصله، برتری سیستم ترکیبی به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. نتایج اولویت‌بندی ریسک هم نشان داد که تخصیص منابع به مناطق پرریسک به‌صورت هدفمند انجام می‌شود. نتیجه‌گیری یافته‌های پژوهش بیانگر آن است که مدل ارائه‌شده می‌تواند به‌عنوان ابزاری کاربردی برای مدیران بحران در برنامه‌ریزی پاکسازی پسماند پسابحران مورد استفاده قرار گیرد. به‌کارگیری حمل‌ونقل ترکیبی همراه با رویکرد چندمعیاره، علاوه بر ارتقای کارایی و کیفیت تصمیم‌گیری، امکان تخصیص بهینه منابع به مناطق پرریسک را نیز فراهم می‌سازد.</div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective Natural disasters result in the generation of massive volumes of waste, leading to severe environmental, economic, and social consequences. Inefficient management of this waste can delay reconstruction efforts and incur additional costs. This study aims to develop a multi-objective optimization model for disaster waste clean-up, incorporating a multimodal transportation approach (truck-rail) and risk prioritization of affected areas. Method Initially, affected areas were ranked using the Analytic Hierarchy Process (AHP) based on five risk indicators. Subsequently, the proposed model was implemented using the epsilon-constraint method across seven sample problems of varying scales. The model considers minimization of the completion time for debris removal and waste transportation operations, as well as reduction of transportation costs and infrastructure equipping expenses as objective functions. Results Results indicated that as problem dimensions increase, solution time rises significantly, with the model exhibiting NP-Hard characteristics at larger scales. The obtained Pareto points confirmed the trade-off between time minimization and cost reduction objectives, highlighting the need for selections aligned with operational policies. Furthermore, the multimodal transportation system, compared to road-only mode, achieved an average 30.1% reduction in operation completion time and 11.3% reduction in total costs. Further analysis revealed that road transportation performs better over short distances, whereas the superiority of the multimodal system increases markedly with greater distances. Risk prioritization results demonstrated targeted resource allocation to high-risk areas. Conclusion The study findings suggest that the presented model can serve as a practical tool for crisis managers in planning post-disaster waste clean-up. Employing multimodal transportation alongside a multi-criteria approach not only enhances efficiency and decision-making quality but also enables optimal resource allocation to high-risk regions.</div> پاکسازی پسماند بلایای طبیعی, سایت موقت مدیریت پسماند بلایا, حمل‌ونقل ترکیبی, روش اپسیلون-محدودیت Natural disaster waste clean-up, temporary disaster waste management site, multimodal transportation, ɛ-constraint method 2 2 http://dpmk.ir/browse.php?a_code=A-10-218-2&slc_lang=fa&sid=1 Hamidreza Darvishi حمیدرضا درویشی ie.h.darvishi@gmail.com 10031947532846008116 10031947532846008116 No Department of Industrial Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Babol, Iran دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران Javad Rezaeian جواد رضائیان j_rezaeian@ustmb.ac.ir 10031947532846008117 10031947532846008117 Yes Department of Industrial Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Babol, Iran دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران Babak Shirazi بابک شیرازی shirazi_b@yahoo.com 10031947532846008118 10031947532846008118 No Department of Industrial Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Babol, Iran دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران Iraj Mahdavi ایرج مهدوی 10031947532846008119 10031947532846008119 No Department of Industrial Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Babol, Iran دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران