payanneme

٣‐٣‐ موارد وقوع فرورزونانس در سیستم های قدرت ......................................................................... ۷۱
٣‐۴ ‐ شروع فرورزونانس...................................................................................................................... ١٨
٣‐۴‐١‐ شرایط ادامه یافتن فرورزونانس ......................................................................................... ١٨
٣‐۵‐ اثرات نامطلوب فرورزونانس ........................................................................................................ ١٩
٣‐۶‐ مبانی پدیده فرورزونانس ............................................................................................................. ٢٠
٣‐٧‐فرورزونانس در ترانسفورماتورهای توزیع ..................................................................................... ٢٢
٣‐٧‐١‐ فرورزونانس پایدار .............................................................................................................. ٢٣
٣‐٧‐٢‐ فرورزونانس ناپایدار............................................................................................................ ٢٣
٣‐٨‐ تاثیر نوع سیم بندی ترانسفورماتورها............................................................................................ ٢۴
٣‐٩‐ تاثیر بار بر اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس....................................................................................... ٢۴
٣‐١٠‐ طبقه بندی مدلهای فرورزونانس ................................................................................................ ٢۵
٣‐١١‐ شناسایی فرورزونانس................................................................................................................. ٢۵
فصل چهارم: مبانی علمی روشهای پیشنهادی...............................................................................٢٧
۴‐١‐ از تبدیل فوریه تا تبدیل موجک.................................................................................................... ٢٨
۴‐٢‐ سه نوع تبدیل موجک................................................................................................................... ٣٣
۴‐٢‐١‐تبدیل موجک پیوسته............................................................................................................ ٣٣
۴‐٢‐٢‐ تبدیل موجک نیمه گسسته.................................................................................................. ٣۵
۴‐٣‐ انتخاب نوع تبدیل موجک......................................................................................................... ۷۳
۴‐۴‐ آنالیز مالتی رزولوشن و الگریتم DWT سریع ........................................................................... ۷۳
۴‐۴‐١‐ آنالیز مالتی رزولوشن ....................................................................................................... ٣٧
۴‐۵‐ زبان پردازش سیگنالی ............................................................................................................... ۴٠
۴‐۶‐ شبکه عصبی .............................................................................................................................. ۴۵
۴‐۶‐١‐ مقدمه .................................................................................................................................. ۴۵
۴‐۶‐٢‐ یادگیری رقابتی................................................................................................................. ۴۶
۴‐۶‐٢‐١‐روش یادگیری کوهنن ................................................................................................. ۴٧
۴‐۶‐٢‐٢‐ روش یادگیری بایاس .................................................................................................. ۴٨
۴‐٧‐ نگاشت های خود سازمانده ..................................................................................................... ۵٠
۴‐٨‐ شبکه یادگیری کوانتیزه کننده برداری ...................................................................................... ۵٢
۴‐٨‐١‐ روش یادگیری ................................................................................................... LVQ1 ۵٣
۴‐٨‐٢‐ روش یادگیری تکمیلی..................................................................................................... ۵۵
۴‐٩‐ مقایسه شبکه های رقابتی ........................................................................................................ ۵۵
فصل پنجم: جمعآوری اطلاعات ................................................................................................ ۵٧
۵‐١‐ نحوه بدست آوردن سیگنالها......................................................................................................... ۵٨
۵ ‐١‐١‐ بدست آوردن سیگنالهای فرورزونانس................................................................................. ۵٨
۵‐١‐٢‐ انواع کلیدزنیها و انواع سیم بندی در ترانسفورماتورها............................................................. ۵٩
۵ ‐١‐٣‐ اثر بار بر فرورزونانس .......................................................................................................... ۶۴
۵ ‐١‐۴‐ اثر طول خط......................................................................................................................... ۶۵
۵‐١‐۵‐ بدست آوردن سیگنالهای سایر حالات گذرا............................................................................. ۶۶
فصل ششم: پیاده سازی الگوریتم و نتایج شبیه سازی .............................................................. ٧۴
۶‐١‐ مقدمه ........................................................................................................................................ ٧۵
۶‐٢‐ تعیین کلاسها و تعداد الگوهای هر کلاس ................................................................................ ٧۵
۶‐٣‐ اعمال تبدیل موجک و استخراج ویژگیها ................................................................................. ٧۵
۶‐۴‐ پیاده سازی الگوریتم با استفاده از شبکه عصبی ................................................................LVQ ٨١
۶‐۵‐ پیاده سازی الگوریتم با استفاده از شبکه عصبی رقابتی.............................................................. ٨٨
فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات........................................................................................ ٩۵
٧‐١‐ نتیجه گیری................................................................................................................................ ٩۶
٧‐٢‐ پیشنهادات ................................................................................................................................. ٩٨
فهرست منابع........................................................................................................................... ١٠٠
فهرست جدولها عنوان صفحه
جدول ۵‐۲. اطلاعات بارها ................................................................................................ ........................ ۹۵
جدول۵‐۳.مشخصات ترانسفورماتورها ....................................................................................................... ۹۵
جدول۶‐۱ در صد تشخیص شبکه LVQ با موجک ............................................................................ Db ۴۸
جدول ۶‐۲ در صد تشخیص شبکه LVQ با موجک ....................................................................... dmey ۴۸
جدول ۶‐۳ در صد تشخیص شبکه LVQ با موجک ....................................................................... haar ۵۸
جدول۶‐۴ در صد تشخیص شبکه رقابتی با موجک ............................................................................ Db ۱۹
جدول ۶‐۵ در صد تشخیص شبکه رقابتی با موجک ..................................................................... dmey ۱۹
جدول ۶‐۶ در صد تشخیص شبکه رقابتی با موجک ....................................................................... haar ۲۹
فهرست شکلها عنوان صفحه
۱‐۳. مدار معادل پدیده فرورزونانس............................................................................................................ ۰۲
۲‐۳ حل ترسیمی مدار LC غیر خطی.......................................................................................................... ۱۲
۴‐۱ نمایش پهن و باریک پنجرهای طرح زمان‐ فرکانس............................................................................. ۹۲
۴‐۲‐ چند خانواده مختلف ازتبدیل موجک. ................................................................................................ ۱۳
۴‐۳‐ دو عمل اساسی موجک‐ مقیاس و انتقال ‐ برای پر کردن سطح نمودار مقیاس زمان....................... ۳۳
۴‐۴‐ تشریح CWT طبق معادله۴ ................................................................................................................ ۴۳
۴‐۵ مثالی از آنالیزموجک پیوسته. در بالا سیگنال مورد نظر نمایش داده شده است. ............................... ۵۳
۴‐۶ طرح الگوریتم کد کردن زیر باند ......................................................................................................... ۱۴
۴‐۷ نمایش تجزیه توسط موجک................................................................................................................. ۳۴
۴‐۸ مثالیاز تجزیه .DWT سیگنال اصلی، سیگنال تقریب (AP) وسیگنالهای جزئیات CD1) تا ..................................................................................................................................................... (CD6 ۴۴
۴‐۹ معماری شبکه رقابتی............................................................................................................................ ۶۴
۴‐ ۰۱نمایش همسایگی................................................................................................................................ ۱۵
۴‐۱۱ معماری شبکه ......................................................................................................................... LVQ ۲۵
۵‐۱. فیدر .......................................................................................................................................... 20kV ۸۵
۵‐۲ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز.......................................................................................... ۹۵
۵‐۳ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز.......................................................................................... ۹۵
۵‐۴ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز.......................................................................................... ۰۶
۵‐۵ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز.......................................................................................... ۰۶
۵‐۶ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز.......................................................................................... ۰۶
۵‐۷ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز.......................................................................................... ۰۶
۵‐۸ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز.......................................................................................... ۱۶
۵‐۹ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز.......................................................................................... ۱۶
۵‐۰۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز........................................................................................ ۱۶
۵‐۱۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز........................................................................................ ۱۶
۵‐۲۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز........................................................................................ ۲۶
۵‐۳۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز........................................................................................ ۲۶
۵‐۴۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز........................................................................................ ۲۶
۵‐۵۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز ................................................................................... ۲۶
۵‐۶۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز........................................................................................ ۳۶
۵‐۷۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز........................................................................................ ۳۶
۵‐۸۱ ولتاﮊ ثانویه فاز a در اثر افزایش بار................................................................................................ ...۴۶
۵‐۹۱ ولتاﮊ ثانویه فاز a در اثر قطع تعدادی از بارها ................................ ...................................................۶۴
۵‐۰۲ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس با کاهش طول خط................................ ......................................................۶۵
۵‐۱۲.ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس با افزایش طول خط................................ .....................................................۵۶
۵‐۲۲.پیکربندی فازها و اطلاعات مکانیکی................................................................ .................................۷۶
۵‐٢٣مدل فرکانسی بار CIGRE در ................................................................ EMTP ...............................۷۶
۵‐٢۴یک نمونه از منحنی مغناطیس شوندگی ترانسفورماتورها................................ ....................................٧٠
۵‐۵۲ . سه نمونه از سیگنالهای کلیدزنی خازنی................................................................ ...........................۰۷
۵‐۶۲. سه نمونه از سیگنالهای کلیدزنی بار ................................................................ ..................................۱۷
۵‐۷۲. سه نمونه از سیگنالهای کلیدزنی ترانسفورماتور ................................ ...............................................۱۷
۶ ‐۸ یک الگوی فرورزونانس، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهایجزئیات(CD1 تا (CD6 با
استفاده از تبدیل موجک ................................................................ Daubechies ....................................۸۷
۶‐۹. یک الگوی کلیدزنی خازنی، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6
با استفاده از تبدیل موجک ................................................................ Daubechies .................................۸۷
۶‐۰۱ یک الگوی کلیدزنی بار، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهایجزئیات(CD1تا (CD6 با استفاده
از تبدیل موجک ................................................................Daubechies .................................................۸۷
۶‐۱۱یک الگوی کلیدزنی ترانسفورماتور، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا
(CD6 با استفاده از تبدیل موجک ................................................................ Daubechies .....................۸۷
۶‐۲۱یک الگوی فرورزونانس، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهایجزئیات(CD1تا (CD6 با استفاده
از تبدیل موجک ................................................................................................ Haar .............................۹۷
۶‐۳۱. یک الگوی کلیدزنی خازنی، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6 با
استفاده از تبدیل موجک ................................................................ Haar .................................................۹۷
۶‐۴۱ یک الگوی کلیدزنی بار، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6 با استفاده از
تبدیل موجک ................................................................................................ Haar .................................۹۷
۶‐۵۱یک الگوی کلیدزنی ترانسفورماتور، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6
با استفاده از تبدیل موجک ................................................................ Haar .............................................۹۷
۶‐۶۱یک الگوی فرورزونانس، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهایجزئیات(CD1تا (CD6 با استفاده
از تبدیل موجک ................................................................................................DMeyer ........................۰۸
۶‐۷۱یک الگوی کلیدزنی خازنی، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6 با
استفاده از تبدیل موجک ................................................................ DMeyer ...........................................۰۸
۶‐۸۱ یک الگوی کلیدزنی بار، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهایجزئیات(CD1تا (CD6 با استفاده
از تبدیل موجک ................................................................................................DMeyer ........................۰۸
۶‐۹۱یک الگوی کلیدزنی ترانسفورماتور، سیگنال تقریب((AP و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6
با استفاده از تبدیل موجک ................................................................ DMeyer ........................................۰۸
۶‐۰۲ الگوریتم ارائه شده ................................................................................................ ............................۱۸
۶‐۱۲‐ انرﮊی لحظه ای یک نمونه از جریان فاز دوم سیگنالها......................................................................۶۸
۶‐۲۲‐ انرﮊی لحظه ای یک نمونه از ولتاﮊ فاز سوم سیگنالها........................................................................۶۸
۶‐۳۲ مقایسه میانگین مولفه های متناظر بردارهای ویژگی استخراج شده توسط تبدیل موجک
Daubechies1 بر روی جریان فاز دوم چهار سیگنال بصورت نرمالیزه شده...........................................۷۸
۶‐۴۲‐ مقایسه میانگین مولفه های متناظر بردارهای ویژگی استخراج شده توسط تبدیل موجک
Daubechies2بر روی ولتاﮊ فازسوم چهار سیگنال بصورت نرمالیزه شده..............................................۷۸
۶‐۵۲‐ مقایسه میانگین مولفه های متناظر بردارهای ویژگی استخراج شده توسط تبدیل موجک 1
Daubechies بر روی جریان فاز دوم چهار سیگنال بصورت نرمالیزه شده. ............................................۲۹
۶‐۶۲‐ مقایسه میانگین مولفه های متناظر بردارهای ویژگی استخراج شده توسط تبدیل موجک
Daubechies2 بر روی ولتاﮊ فازسوم چهار سیگنال بصورت نرمالیزه شده ............................................۳۹
۶‐۷۲‐ انرﮊی لحظه ای یک نمونه از ولتاﮊ فاز سوم سیگنالها ......................................................................۳۹
۶‐۸۲‐ انرﮊی لحظه ای یک نمونه از جریان فازدوم سیگنالها ......................................................................۴۹
چکیده
یکــی از عوامــل ســوختن و خرابــی ترانــسفورماتورها در سیــستم هــای قــدرت، وقــوع پدیــده
فرورزونانس است. با توجه به اثرات مخرب این پدیده، تشخیص آن از سایر پدیده هـای گـذرا از
اهمیت ویژه ای برخوردار است که در این پایان نامه کارکرد دو شـبکه عـصبی یـادگیری کـوانتیزه
کننده برداری((LVQ١ و شبکه عصبی رقابتی در دسته بندی دو دسته سیگنال کـه دسـته اول شـامل
انواع فرورزونانس و دسته دوم شامل انواع کلیدزنی خازنی، کلیدزنی بار، کلیـدزنی ترانـسفورماتور
می باشد، با استفاده از ویژگیهای استخراج شده توسط تبدیل موجک٢ خانواده Daubechies تا شش
سطح مورد بررسی قرار گرفته است. نقش شبکه های عصبی مذکور بعنـوان طبقـه بنـدی کننـده،
جدا سازی پدیده فرورزونانس از سایر پدیده های گذرا است. سیگنالهای مذکور بـا شـبیه سـازی
توسط نرم افزار EMTP بر روی یک فیدر توزیع واقعی بدست آمده اند. بـرای اسـتخراج ویژگیهـا،
کلیه موجکهای موجود در جعبه ابزار Wavelet نرم افزار MATLAB بررسی شده اسـت کـه تبـدیل
موجک خانواده Daubechies بعنوان مناسبترین موجک تشخیص داده شد. به منظـور اسـتخراج هـر
چه بهتر ویژگیها سیگنالها، الگوها نرمالیزه (مقیاسبنـدی) شـدهانـد سـپس انـرﮊی شـش سـیگنال
جزئیات حاصل از اعمال تبدیل موجک به عنوان ویژگیهای استخراج شده از الگوها، برای آموزش
و امتحان دو شبکه عصبی مذکور بکار رفتهاست. به کمک این الگوریتم تفسیر برخـی از رخـدادها
که احتمال بروز پدیده فرورزونانس در آنها وجود دارد قابل انجام بوده، همچنین میتوان نسبت بـه
ساخت رله هایی برای مقابله با پدیده فرورزونانس کمک نماید. عناوین روشهای ارایه شده در این
پایان نامه به شرح زیر میباشند:

1 -Learning Vector Quantizer (LVQ)
2- Wavelet Transform
١) شناسایی فرورزونانس با استفاده از تبدیل موجک و شبکه عصبی LVQ
٢) شناسایی فرورزونانس با استفاده از تبدیل موجک و شبکه عصبی رقابتی
نتایج حاصل از این روشها بیانگر موفقیت بسیار هر دو روش در شناسـایی فرورزونـانس از سـایر
پدیده های گذرا می باشد.
کلید واﮊه: شبکه عصبی LVQ، شبکه عصبی رقابتی، تبدیل موجک، پدیده فرورزونانس, نـرم
افزار EMTP ، نرم افزار MATLAB

١
مقدمه
امروزه انرﮊی الکتریکی نقش عمدهای در زمینههای مختلف جوامـع بـشری ایفـا مـیکنـد و جـزﺀ
لاینفک زندگی است. بدیهی است که مانند سایر خـدمات اندیـسها و معیارهـایی جهـت ارزیـابی
کیفیت برق تولید شده مورد توجه قرار گیرد. اما ارزیابی میزان کیفیت برق از دید افراد مختلـف و
در سطوح مختلف سیستم قدرت بکلی متفاوت است. به عنوان مثال شرکتهای توزیع، کیفیت بـرق
مناسب را به قابلیت اطمینان سیستم برقرسانی نسبت میدهنـد و بـا ارائـه آمـار و ارقـام قابلیـت
اطمینان یک فیدر را مثلاﹰ ٩٩% ارزیابی میکنند سازندگان تجهیـزات الکتریکـی بـرق بـا کیفیـت را
ولتاﮊی میدانند که در آن تجهیزات الکتریکی به درسـتی و بـا رانـدمان مطلـوب کـار مـیکننـد و
بنابراین از دید سازندگان آن تجهیزات، مشخصات مطلوب ولتاﮊ شبکه بکلی متفاوت خواهد بـود.
اما آنچه که مسلم است آنست که موضوع کیفیت برق، نهایتـاﹰ بـه مـشترکین و مـصرف کننـدگان
مربوط میشود و بنابراین، تعریف مصرفکنندگان اهمیت بیشتری دارد.
بروز هر گونه اشکال یا اغتشاش در ولتاﮊ، جریان یا فرکانس سیستم قدرت کـه باعـث خرابـی یـا
عدم عملکرد صحیح تجهیزات الکتریکی مشترکین گردد به عنوان یک مشکل در کیفیت برق، تلقی
میگردد.
واضح است که این تعریف نیز از دید مشترکین مختلـف، معـانی متفـاوتی خواهـد داشـت. بـرای
مشترکی که از برق برای گرم کردن بخاری استفاده میکند، وجود هارمونیکها در ولتاﮊ یا انحراف
فرکانس از مقدار نامی هیچ اهمیتی ندارد، در حـالی کـه تغییـر انـدکی در فرکـانس شـبکه، بـرای
مشترکی که فرکانس برق شهر را به عنوان مبنای زمانبندی تجهیزات کنترلی یک سیـستم بـه کـار
گرفته است،میتواند به طور کلی مخرب باشد.
٢
یکی از مواردی که بعنوان یک مشکل در کیفیت برق تلقی می گردد، پدیده فرورزونانس است. در
اثر وقوع این پدیده و اضافه ولتاﮊ و جریان ناشی از آن، موجب داغ شدن و خرابی
ترانسفورماتورهای اندازه گیری و ترانسفورماتور های قدرت می گردد که میتوانند بر حسب
شرایط اولیه، ولتاﮊ و فرکانس تحریک و مقادیر مختلف پارامترهای مدار (کاپاسیتانس وشکل
منحنی مغناطیسی)، مقادیر متفاوتی پیدا کنند، بنابراین بایستی محدودیت هایی بر پارامترهای
سیستم اعمال کرد تا از وقوع چنین پدیده ناخواسته جلوگیری نمود.
با توجه به اهمیت شناسایی پدیده فرورزونانس از سایر حالتهای گذرا دراین پایان نامه تلاش شد
تا سیستمی هوشمند جهت تشخیص این پدیده از سایر حالتهای گذرای کلیدزنی ارائه گردد. در
طراحی این سیستم هوشمند اولاﹰ از جدیدترین روش های تجزیه و تحلیل و پردازش سیگنالهای
الکتریکی برای پردازش دادهها استفاده گردید. ثانیاﹰ از طبقهبندی کنندههای پیشرفته با توانایی بالا
در دستهبندی دادهها بهره گرفته شد. به منظور مقایسه نتایج حاصل از فرورزونانس با سایر
سیگنالهای گذرای شبکه توزیع، تعدادی از حالتهای گذرا نظیر کلیدزنی بار، کلیدزنی خازنی و
کلید زنی ترانسفورماتور توسط نرم افزار EMTP بر روی یک فیدر توزیع واقعی شبیه سازی شد.
در فصل دوم به مروری بر کارهای انجام شده در زمینه پـردازش سـیگنال در سیـستمهای قـدرت
پرداخته، در فصل سوم به معرفی پدیده فرورزونانس خـواهیم پرداخـت. در فـصل چهـارم مبـانی
علمی روشهای پیشنهادی، در فصل پنجم نحوه جمع آوری اطلاعات و سیگنالها بررسی مـی شـود
و درفصل ششم نحوه پیاده سازی روشهای پیشنهادی بررسی مـی شـود و نهایتـا نتیجـه گیـری و
پیشنهادات پایان بخش مطالب خواهند بود.
٣

۴
۲‐۱‐ مقدمه
با دستهبندی دقیق مسائل، همچنین میتوان منابع تولید هر دسته از مشکلات را نیز شناسـایی و در
دستهبندی فوق جـای داد. بـه ایـن ترتیـب پـس از شناسـایی نـوع اغتـشاش از روی پارامترهـای
اندازهگیری شده اقدام برای بهبود کیفیت برق نیز تا حدودی آسانتر خواهد شد. در ضمن میتـوان
اغتشاشهای بوجود آمده در هر دسته را با اندیسها و مشخصههای مربوط به خودش تعریف کرد و
بنابراین توصیف کاملی از انحرافات بوجود آمده در شکل مـوج ولتـاﮊ نـسبت بـه حالـت ایـدهآل
بدست آورد.
به منظور تشخیص پدیده های تصادفی در سیستم های قدرت, سـیگنالهای مختلفـی مـورد توجـه
قرار گرفته اند. از این سیگنالها می توان به سیگنالهای کیفیت توان و سـیگنالهای خطـای امپـدانس
بالا و سیگنالهای فرورزونانس اشاره کرد که در ادامه مـروری بـر روشـهای شناسـایی سـیگنالهای
کیفیت توان و سیگنالهای خطای امپدانس بالا شده است. لازم به ذکر است با توجـه بـه اینکـه در
زمینه شناسایی سیگنالهای فرورزونانس از سایر سیگنالهای گذرا، مقالـه یـا کـار تحقیقـاتی وجـود
ندارد در این پایان نامه روشهای شناسایی این پدیده بررسی شده است.
٢‐٢‐ مروری بر روشهای شناسایی اغتشاشات کیفیت توان
در این بخش قبل از بررسی کامل روشهای گوناگون شناسایی اغتشاشات کیفیت توان لازم دیـدیم
که با توجه به کاربرد وسیع روشهای پردازش سیگنال در بحث کیفیت توان نکات چندی را خـاطر
نشان سازیم. در وهله اول، با توجه به توضیحات قسمت قبل، لزوم جداسازی اغتشاشات و تعیـین
نوع آنها هرچه بیشتر اهمیت مییابد. در ضمن با مرور کارهـای گذشـته و انجـام شـده در بحـث
کیفیت توان روشهای مختلف پردازش سیگنال به صورت عمده در سه بخش زیـر مـورد اسـتفاده
۵
قرار گرفتهاند:
١‐ کاربرد پردازش سیگنال و تکنیکهای آن در فشردهسازی اطلاعات و شکل موجهـا و کـاربرد
آن در کیفیت توان
٢‐ استفاده از تکنیکهای مختلف پردازش سیگنال و سیستمهای خبره در جداسازی اغتشاشات
٣‐ استفاده از تکنیکهای مختلف پردازش سیگنال در تشخیص نوع اغتشاش بوجود آمده
١. سیستمهای هوشمند در طبقهبندی اغتشاشات
در این قسمت تشخیص دو موضوع عمده ضروری است. اول آنکه کدام یک از روشهای پردازش
سیگنال اعم از تبدیل فوریه، موجک و … جهت تجزیه و تحلیل و استخراج ویژگیهای مربوط بـه
هر یک از اغتشاشات به کار گرفته شدهاند و در مرحله دوم دستهبندی کننده موردنظر جـزﺀ کـدام
یک از سیستمهای هوشمند مانند شبکههای عصبی، فازی و … بوده است.
الف) تکنیک مورد استفاده در پردازش شکل موجهای مربوط به اغتشاشات
تکنیکهای مورد استفاده در طبقهبندی اغتشاشات کیفیت توان در چهار دسته زیر قرار می گیرند:
۱. تکنیکهای مطرح شده با استفاده از تبدیل فوریه (FFT, STFT)
٢. تکنیکهای مطرح شده با استفاده از تبدیل موجک (DWT, CWT)
۳. تکنیکهای ترکیبی
۴. تکنیکهای نوین مطرح شده در حوزه پردازش سیگنال
اگر قرار باشد به سراغ کارهای قدیمی در حوزه پردازش سیگنال بـرویم آنگـاه تبـدیل فوریـه بـه
عنوان یک ابزار قوی در این زمینه مطرح میگردد. تبدیل فوریه سریع و تبدیل فوریه زمان کوتاه از
جمله تکنیکهایی هستند که در این قسمت مورد استفاده قرار گرفتهاند] ۱.[
ابزار جدید مطرح شده در حوزه پردازش سـیگنال تبـدیل موجـک مـیباشـد. بـا توجـه بـه آنکـه
۶
تکنیکهای گسسته پردازش سیگنال امروزه فراگیر شدهاند، اکثریت قریب به اتفـاق کارهـای انجـام
شده با استفاده از تبدیل موجک به DWT یا همان تبدیل موجک گسسته برمیگـردد. نمونـه هـای
فراوانی از کاربردهای این تبدیل را در کارهای قبلی می توان مشاهده کرد]۲.[
عدهای از محققان روشهای ترکیبی را جهت استخراج ویژگیهایی اغتـشاشات بـه کـار بـردهانـد. از
جمله این روشها میتوان به ترکیب تبدیل فوریه و تبدیل والش در ]۳[ و ترکیب تبـدیل فوریـه و
موجک در ]۴[ اشاره کرد. از طرفی با پیشرفتهای بدست آمده در حوزه پردازش سـیگنال مـیتـوان
نمونههایی از به کارگیری تبدیلهای جدید مانند S Transform را در بحث طبقهبنـدی اغتـشاشات
درمراجع یافت] ۵.[
آنچه که در تمامی این تحقیقات بیش از همه به چشم می آید عدم وجود یک شـبکه واقعـی اسـت
که نتایج این روشها را همچنان در هالهای از ابهام نگه میدارد.
ب) سیستمهای خبره به کار گرفته شده
تحت عنوان طبقهبندی کننده اغتشاشات کیفیت توان قبل از بـه کـارگیری یـک سیـستم هوشـمند
جهت تشخیص اغتشاشات موردنظر در یک بازه زمانی خاص لازم است ویژگیهایی جهت هر یک
از اغتشاشات استخراج شود. این ویژگیها میتوانند مجموع ضرایب، مجمـوع قـدرمطلق ضـرایب،
ماکزیمم ضرایب، انحراف معیار ضرایب یا هرچیز دیگـر باشـند. در ادامـه ضـمن معرفـی سیـستم
هوشمند در هر تحقیق ویژگیهای استفاده شده در آن تحقیق را بررسی می کنیم.
شبکه های موجک: شبکههای موجک نوع خاصی از شبکههای عصبی مـیباشـند کـه در آنهـا توابع متداول شبکه های عصبی با توابع موجک مادر جایگزین مـیشـوند. ایـن شـبکههـا بـه خصوص در سالهای اخیر توانایی خاصی از خود در تقریب توابع نشان دادهاند. این شـبکههـا به همراه دوره اغتشاشی سیگنال جهت طبقـهبنـدی اغتـشاشات کیفیـت تـوان بـه کـار گرفتـه
٧
شدهاند]۶.[
شبکه های عصبی: شبکههای عصبی مورد اسـتفاده در طبقـهبنـدی اغتـشاشات بیـشتر از نـوع شبکههای عصبی چند لایه پرسپترون یا همان MLP بوده، البته کارهایی از شبکههـای عـصبی احتمالی (PNN) و شبکههای عصبی خودسازمانده تطبیقی را در این بحث مـیتـوان مـشاهده کرد. ویژگیهای موردنظر جهت آموزش این شبکهها مشتمل بر انحراف معیار ضـرایب، انـرﮊی سیگنال در سطوح مختلف فرکانسی، ماکزیمم ضرایب سیگنالها در سطوح مختلف فرکانسی، متوسط و واریانس آنها و مینیمم آنها بوده اند]۷.[
منطق فازی: در استفاده از منطق فازی، تحقیقات انجام شده براساس قوانین – مبتنی بر ویژگیهای استخراج شده استوار بوده است. به عنوان مثال انرﮊی سیگنال در سطوح مختلف فرکانسی یک بردار ویژگی میسازد که مولفههای این بردار بسته به نوع اغتشاش دارای شدت یا ضعف خواهند بود. این شدت یا ضعف انرﮊی سـیگنال در سـطوح مختلـف فرکانـسی بـه همراه استنتاج فازی سیستم هوشمندی را میسازد که توانایی آن در دستهبندی اغتشاشات قابل ملاحظه است]۸.[
مدل مخفی مارکوف: این مدل که براساس نظریه مارکوف و نظریه احتمالات بنا نهـاده شـده است و در سالهای اخیر با منطق فازی نیز ترکیب شده علـیرغـم داشـتن توانـایی مناسـب در بحث طبقهبندی از پیچیدگیهای خاصی برخوردار است]۹.[
درخت تصمیمگیری: درخت تصمیمگیری از مباحـث مطـرح شـده در Machine Learning میباشد. این دستهبندی کننده به همراه ویژگیهای استخراج شده از تبـدیل موجـک بـه عنـوان یک دستهبندی کننده توانمند در حوزه کیفیت توان مطرح شده است]۰۱.[
٨
فیلتر کالمن: فیلتر کالمن بویژه فیلتر کالمن غیرخطی در سالهای اخیر به عنوان یک ابزار قـوی جهت تجزیه و تحلیل سیگنالهای مختلف به کار گرفته شده است. اگر شکل موج اغتشاشی به عنوان ورودی این فیلتر به کار رود. خروجی فیلتر مـیتوانـد نـوع اغتـشاش بوجـود آمـده را شناسایی کند]۱۱.[
٢‐٣‐ مروری بر روشهای شناسایی خطای امپدانس بالا
این روشها مبتنی بر تجزیه و تحلیل ولتاﮊها و جریانهای ابتدای فیـدر مـی باشـند و در یـک طبقـه
بندی کلی به چهار گروه تقسیم می شوند.
١. روشهای ارائه شده در حوزه زمان
٢. روشهای ارائه شده در حوزه فرکانس
٣. روشهای ارائه شده در حوزه زمان‐ فرکانس
١. روشهای ارائه شده در حوزه زمان:
این روشها بر اساس اطلاعات زمانی سیگنالها اقدام به شناسایی خطاهای امپدانس بالا مـی نماینـد
تعدادی از آنها عبارتند از:
الف) الگوریتم رله تناسبی
برای سیستمهایی که در چند نقطه زمین شده اند زاویه و دامنه جریان عدم تعـادل بـار( ( IO ثابـت
نیستند و جریان خطا نیز متغیر است. در نتیجه رله های اضافه جریان را نمی توان حساس ساخت.
٩
اگر رله ای بتواند فقط جریان خطا را حس کند، حساسیت آن بالا مـی رود. در رلـه پیـشنهادی بـا
توجه به سهولت اندازه گیری جریان عـدم تعـادل بـار( IO )، جریـان سیـستم نـول( I N )، جریـان
خطا( ( It طبق رابطه ١‐٢ محاسبه و موجب عملکرد رله می گـردد]۲۱.[
(۱‐۲)
It  K1 IO  K2 I N
که در آن IO و I N به ترتیب جریان عدم تعادل بار و جریان سیم نـول و K1 و K2 ثابـت مـی
باشند.
ب) الگوریتم رله نسبت به زمین
این رله به خاطر غلبه بر اثر تغییرات بار بر روی حساسیت رله هـای اضـافه جریـان سـاخته شـده
است و گشتاور عملکرد آن بطور اتوماتیک بار تغییر می کند] ۳۱.[
ج) استفاده از رله های الکترومکانیکی
در این رابطه برای شناسایی خطاهای امپدانس بالا بر روی شبکه های چهـار سـیمه شـرکت بـرق
پنسیلوانیا با همکاری شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت رلـه ای نمـوده انـد کـه بـا اسـتفاده از
نسبت جریان باقیمانده( (3 IO به جریان مولفه مثبت( ( I1 عمل می کند. اگر نسبت 3 IO از مقـدار
تنظیم شده رله فراتر رفت رله عمل خواهد کرد.] ۴۱.[
د) الگوریتم تغییرات جریان
در یکی از روشهای ارائه شده با توجه به تغییرات ملایم جریان به هنگام کلیـدزنی بـار از سـرعت
١٠
تغییرات جریان برای شناسایی خطاهای امپدانس بالا استفاده شـده اسـت]۵۱.[ ایـن روش کـارایی
خود را هنگامیکه جریانهای خطا دارای تغییرات اولیـه سـریع نیـستند از دسـت میدهـد. در روش
دیگر از تغییرات لحظه ای دامنه جریان برای آشکارسازی خطا استفاده شده اسـت]۶۱.[ هـر چنـد
خطاهای امپدانس بالا رفتار تصادفی دارند ولی سطح جریان همه آنها برای چند سـیکل زیـاد مـی
شود(لحظه وقوع جرقه) و بعد به میزان جریان بار می رسد. با توجه به این تغییـرات کـه در سـایر
کلیدزنیها وجود ندارد اقدام به شناسایی آنها گردیده اسـت. در روش دیگـری از تغییـرات بوحـود
آمده در نیم سیکل مثبت و منفی شکل موج جریان برای آشکارسازی استفاده شده است]۷۱.[
برای فیدرهایی که از طریق ترانسهای ∆ − ∆ تغذیه می شوند افزایش دامنـه جریـان و پـیش فـاز
شدن آن برای شناسایی خطای امپدانس بالا استفاده شده است] ۸۱.[
٢. روشهای ارائه شده در حوزه فرکانس:
این روشها بر اساس اطلاعات حوزه فرکانس سیگنالها عمل می کننـد و در آنهـا عمـدتا از تبـدیل
فوریه برای نگاشت سیگنالهای حوزه زمان به حوزه فرکانس استفاده می شود که در ادامه تعـدادی
از روشهای حوزه فرکانس ارائه می گردند
الف) استفاده از هارمونیک دوم و سوم جریان برای شناسایی خطاهای امپدانس بالا
برخورد هادی انرﮊی دار با زمین باعث ایجاد جرقه می گردد. این جرقه ها باعث ایجاد ناهماهنگی
و عدم تقارن شکل موج جریان می شوند که این عدم تقارن تولید هارمونیک های دوم و سـوم در
جریان خطا می کند و تعدادی از روشهای آشکارسازی بر این اساس ارائـه شـده انـد. در یکـی از
روشها نسبت دامنه مولفه دوم جریان به مولفه اصلی آن برای هـر سـه فـاز بعنـوان معیـاری بـرای
١١
شناسایی معرفی شده اند] ۹۱ .[ در روش دیگری از نسبت دامنه هارمونیک سوم جریان بـه مولفـه
اصلی برای شناسایی استفاده شده است] ۰۲.[
در روش دیگر با استفاده از مولفه هـای صـفر و منفـی هارمونیکهـای دوم، سـوم و پـنجم بعنـوان
ویژگیهای مناسب و روشی درست اقدام به جداسازی خطای امپدانس بالا از سایر حالتهـای گـذرا
همچون کلیدزنی بار، کلیدزنی خازنها و جریان هجـومی ترانـسها گردیـده اسـت] ۱۲ .[ همچنـین
انرﮊی سیگنال در یک فرکانس یـا محـدوده فرکانـسی بعنـوان ویژگیهـای مناسـبی بـرای ارزیـابی
خطاهای امپدانس بالا در نظر گرفته شده اند]۲۲.[
ب) استفاده از مولفه های فرکانس بالا جهت شناسایی خطاهای امپدانس بالا
٩۵% خطاهای امپدانس بالا با جرقه توام هستند و این جرقه ها ایجـاد نوسـانات فرکـانس بـالا در
محدوده kHz١٠‐ ٢ می نمایند. حد پایین به منظور عدم تداخل با فرکانسهای پایین که در شـرایط
معمولی وجود دارند، تعیین گ
ردیده و حد بالا به علت کاهش انرﮊی سیگنال در فرکانسهای بسیار بالا انتخاب شـده انـد. نتـایج
عملی نشان می دهند که این مولفه ها برای شناسایی مناسب هستند. هر چند اگر دامنه جریان کـم
و یا بانکهای خازنی بزرگ در شبکه وجود داشته باشند موجب حذف این مولفه ها مـی گردنـد و
عمل آشکارسازی را با مشکل مواجه می سازد] ۳۲ .[
ج) شناسایی خطاهای امپدانس بالا به کمک مولفه های بین هارمونیکی
علاوه بر هارمونیک های فرکانس پایین و فرکانس بالا مولفه های بین هـارمونیکی بـرای فرکـانس
پایه ۵٠ هرتز عبارتند از:٢۵،٧۵ و ١٢۵ هرتز و بـرای فرکـانس پایـه ۶٠ هرتـز، ٣٠،٩٠، ١۵٠، ٢١٠
١٢
هرتز می باشند] ۴۲،۵۲.[ این فرکانـسها تغییـرات دامنـه و زاویـه زیـادی در هنگـام وقـوع خطـای
امپدانس بالا از خود نشان می دهند و با حذف فرکانسهای پایه و بعضی از هارمونیک ها به کمـک
فیلتر کردن جریان می توان به آنها دست یافت و برای آشکار سازی از آنها اسـتفاده کـرد. مـشکل
عمده این روشها ساخت فیلتر هایی است که مولفه های بین هارمونیک را از خود عبور دهند] ۴۲
.[استفاده از انرﮊی این مولفه ها نیز بعنوان روشی برای جداسازی خطاهای امپـدانس بـالا از سـایر
حالات مطرح شده است] ۵۲ .[
د) آشکارسازی به کمک فیلتر کالمن
تبدیل فوریه برای سیگنالهای ایستان که دامنه آنهـا بـا زمـان تغییـر نمـی کنـد مناسـب هـستند در
صورتیکه خطاهای امپدانس بالا دارای ماهیت غیر ایستان می باشند و استفاده از تبدیل فوریه برای
تجزیه و تحلیل آنها روش بهینه ای نیست. یکی از روشـهایی کـه بـرای بررسـی سـیگنالهای غیـر
ایستان بکار می رود فیلتر کالمن است، در این روش هم مولفه اصلی و هم هارمونیک هـا بررسـی
می شوند. فیلتر کالمن برآورد مناسبی برای تغییرات زمانی فرکانس اصلی و هارمونیک ها ارائه می
کند و خطاهای مربوط به فیلترهای کلاسیک و فوریه را ندارد] ۶۲ .[
٣.روشهای ارائه شده در حوزه زمان‐ فرکانس
در این روشها از تبدیل موجک برای تجزیه و تحلیل سیگنالها استفاده می شود. با توجه به مزیـت
این تبدیل نسبت به تبدیل فوریه اخیرا در پردازش سیگنالها از جمله سیگنالهای ناشی از خطاهـای
امپدانس بالا تبدیل موجک بعنوان تبدیلی کارآمد مورد توجه قرار گرفته است. مقالاتی که در ایـن
ارتباط ارائه شده اند عبارتند از:
١٣
الف) اولین کاربرد موجک برای شناسایی خطاهای امپدانس بالا مربوط به خطاهایی اسـت کـه در
آنها از یک مقاومت زیاد بعنوان مدل خطا استفاده شده است. شبکه بررسی شـده یـک شـبکه سـه
شینه، kV۴٠٠ بوده و با استفاده از برنامه EMTP شـبیه سـازی شـده و اطلاعـات مـورد نیـاز بـا
فرکانس نمونه برداری kHZ ۴ ثبت گردیده و سه سیکل از شکل موج ولتاﮊ برای پردازش اسـتفاده
شده است. کاهش دامنه ضرایب بعنوان معیاری برای شناسایی خطا استفاده گردیده است] ۷۲ .[
ب) کاربرد دیگر تبدیل موجـک اسـتفاده از موجـک Spline و قـدر مطلـق ضـرایب سـطوح ۱و۲
سیگنالهای جریان تجزیه شده برای شناسایی خطاهای امپدانس بـالا مـی باشـد. اطلاعـات لازم بـا
شبیه سازی یک فیدر kV۱۱ با استفاده از برنامه EMTP ثبت شده اند و سه سیکل از سـیگنالهای
جریان پردازش شده اند] ۸۲. [
١۴

١۵
۳‐۱‐ مقدمه
فرورزونانس اصطلاحی است که بمنظور توصیف پدیده رزونانس در مداری که حداقل دارای یک
عنصر غیر خطی اندوکتیو است، بکار برده می شود. مداری که شامل ترکیب سری یک اندوکتانس
قابل اشباع و مقاومت خطی وخازن است، مدار فرورزونانس نامیده می شود.
رزونانسی که در مدار شامل راکتور خطی رخ می دهد به رزونانس خطی سری و رزونانسی که در
مدار شامل راکتور قابل اشباع رخ می دهد به فرورزونانس یا رزونانس جهشی موسوم است.
بواسطه مشخصه غیر خطی راکتور، مقدار اندوکتانس در ناحیه اشباع تابعی از درجه اشباع هسته
مغناطیسی که خود وابسته به ولتاﮊ دو سر راکتور است، می باشد و از این رو در ناحیه اشباع
اندوکتانس می تواند مقادیر متعددی را به خود اختصاص دهد که ممکن است در هر یک از این
مقادیر تحت شرایط خاصی پدیده فرورزونانس تحقق یابد.
در حقیقت پدیده فرورزونانس مورد خاصی از رزونانس جهشی است که در آن غیر خطی بودن،
مربوط به هسته مغناطیسی راکتور است. رزونانس جهشی به این معناست که هر گاه در سیستمی
که توسط منبع سینوسی تحریک می شود، در اثر افزایش مقدار یا فرکانس ورودی و یا مقدار یکی
از پارامترهای سیستم، یک جهش ناگهانی در مقدار یکی از سیگنالهای دیگر سیستم پیش آید. این
جهش می تواند در ولتاﮊ یا جریان و یا فلوی مغناطیسی یا در تمامی آنها ایجاد گردد.
هنگامیکه در اثر اشباع هسته مغناطیسی و تحت شرایط خاصی چنین پدیده ای رخ می دهد ولتاﮊ
زیادی در دو سر راکتور ظاهر شده و جریان مغناطیس کننده در نقاطی که ولتاﮊ تغییر جهت می
دهد به شکل پالس به مقدار زیادی افزایش می یابد.
١۶
۳‐۲‐ تاریخچه فرورزونانس
تحقیقات در مورد پدیده فرورزونانس سابقه هشتاد ساله دارد. کلمه فرورزونانس در مقالات علمی
دهه ١٩٢٠ دیده شد. علایق عملی در سال ١٩٣٠ زمانی به وجود آمد که استفاده از خازنهای سـری
برای تنظیم ولتاﮊ در سیستمهای توزیع آن زمان، باعث بروز اضافه ولتاﮊ در شبکه توزیع می گـردد
]۹۲.[ از آن زمان تاکنون بیشتر تحقیقات در این زمینه بر مـدل سـازی دقیـق تـر ترانـسفورماتور و
مطالعه پدیده فرورزونانس در سطح سیستم متمرکـز بـوده اسـت. اصـولا فرورزونـانس پدیـده ای
غیرخطی است. بنابراین بسیاری از روشهای بکار برده شده جهت بررسـی ایـن پدیـده مبتنـی بـر
حوزه زمان و با بکار بردن نرم افزار EMTP می باشد
٣‐٣‐ موارد وقوع فرورزونانس در سیستم های قدرت
در سیستم های قدرت الکتریکی مواردی که در آنها احتمال وقوع فرورزونانس وجود دارد عبارتند
از :
الف‐ ترانسفورماتورهای ولتاﮊ (CVT, VT)
ب‐ خطوط انتقال موازی EHV جابجا نشده
ج‐ سیستم توزیع انرﮊی
این پدیده معمول بواسطه اثر متقابل ترانسفورماتور (بدون بار یا بار کم) با کاپاسیتانس سیستم
بوجود می آید.
مثلا اگر ولتاﮊی در نقطه صفر شکل موج آن به ترانسفورماتور بدون بار اعمال شود، یک جریان
زیادی از مقدار عبور می کند زیرا، فلوی مغناطیسی تمایل دارد که در سیکل اول مقدارش را دو
١٧
برابر نماید و در نتیجه هسته به میزان زیادی اشباع می گردد، این جریان زیاد تا چند سیکل ادامه
می یابد و در شرایط ماندگار جریان تحریک به مقدار معمولش تنزل می یابد.
اما اگر چنانچه ترانسفورماتور از طریق یک خازن سری انرﮊی دار گردد این جریان غیرعادی
درشرایط ماندگار نیز ادامه می یابد، این جریان حتی از جریان بار نیز بزرگتر است و در این حالت
شکل موج جریان و ولتاﮊ دو سر ترانسفورماتور اعوجاج یافته اند و پدیده فرورزونانس تحقق
یافته است.
٣‐۴‐ شروع فرورزونانس
پدیده فرورزونانس همواره پس از وقوع یک اغتشاش فاحش، رخ میدهد. اغتشاش وارده به
سیستم ممکن است منجر به تغییر افزایشی در مقدار فرکانس ورودی سیستم یا مقادیر پارامترهای
سیستم گردد.در سیستم های قدرت، معمولا اغتشاش ناشی از قطع خط ترانسفورماتور بدون بار و
شرایط سوئیچینگ نامطلوب، احتمال وقوع فرورزونانس را افزایش می دهد. اغلب این پدیده در
سیستم قدرتی که دارای تلفات کم است آغاز می گردد.
٣‐۴‐١ شرایط ادامه یافتن فرورزونانس
وقوع فرورزونانس در سیستم های قدرت به شرایط اولیه مخصوصا به انرﮊی اولیه ذخیره شده
سیستم در زمان پس از اغتشاش وابسته است اگر این انرﮊی کافی باشد اندوکتانس با هسته آهنی
را به اشباع می برد.
اگر برای تغذیه تلفات سیستم بقدر کافی انرﮊی از منبع تغذیه انتقال یابد پدیده فرورزونانس ادامه
می یابد، البته مکانیزم انتقال انرﮊی در موارد مختلف، متفاوت خواهد بود.
١٨
مثلا در خطوط دوبل EHV وقتی یک از مدارها قطع می شود و خط دیگر انرﮊی دار می گردد،
انتقال توان از طریق کاپاسیتانس کوپلاﮊ بین دو خط از خط انرﮊی دار صورت می گیرد.
نتایج نشان می دهد که با وارد کردن مقاومت بزرگ در مدار امکان وقوع فروزونانس کاهش
مییابد که از آن می توان برای جلوگیری فروزونانس درترانسفورماتور ولتاﮊ استفاده نمود.
داغ شدن ترانسفورماتور قدرت عایقی آن را تضعیف کرده و منجر به شکست عایق تحت تنشهای
الکتریکی می شود. در صورت عدم توقف این پدیده ترانسفورماتور شدیدا آسیب دیده و ممکن
است باعث اتصال کوتاه و با انفجار و یا حتی آتش سوزی شود.
اضافه ولتاﮊهای ناشی از پدیده فرورزونانس می تواند تا حدود ۵ پریونیت افزایش یابد. بدیهی
است چنین اضافه ولتاﮊهایی به راحتی می توانند به سیم پیچی ترانسفورماتور آسیب برسانند. با
توجه به مسائل و مشکلات فوق شبیه سازی و تفهیم پدیده فرورزونانس موضوع بسیاری از
مقالات بوده است.
۳‐۵‐ اثرات نامطلوب فرورزونانس] ۰۳[
به وجود آمدن ولتاﮊها و جریانهای بزرگ ماندگار یا موقت در سیستم
ایجاد اعوجاج در شکل موجهای ولتاﮊ جریان
تولید صداهای گوش خراش پیوسته در ترانسفورماتورها و راکتورها
تخریب تجهیزات الکتریکی به علت گرمای زیاد یا شکست الکتریکی
عملکرد ناخواسته رله ها
گرم شدن ترانسفورماتور (در حالت بی باری)
١٩
به علت اشباع هسته ترانسفورماتور و عبور جریانهای لحظه ای بزرگ در سیم پیچهای
ترانسفورماتور در زمان وقوع این پدیده، ترانسفورماتور داغ می شود.
٣‐۶‐ مبانی پدیده فرورزونانس
به منظور تفهیم هر چه بهتر پدیده فرورزونانس مدار شکل (١‐٣) را در نظر بگیرید که در آن
سلف دارای مشخصه غیر خطی است. هر گاه منبع ولتاﮊ سینوسی باشد، می توان KVL را طبق
رابطه (١‐٣) نوشت :
L

C
R
E
شکل ۱‐۳. مدار معادل پدیده فرورزونانس
R ≈ 0 (١‐٣) jI ) V  E  − j E  I ( jwL  wC wC با توجه به شکل (٢‐٣) مشخص است که به تناسب مقدار ظرفیت خازنی، یک یا سه نقطه تقاطع
بین منحنی سلف غیرخطی و راکتانس خازنی وجود دارد. نقطه تقاطع (٢) ناپایدار می باشد. و
فقط در حالتهای گذرا چنین نقطه ای به وجود می آید. همچنین واضح است که اگر نقطه
تقاطع(۳) نقطه کار باشد در آن صورت ولتاﮊ و جریانهای بسیار بزرگی به وجود می آیند.
در مقادیر کم ظرفیت خازنی، نقطه کار فقط، نقطه سوم بوده و چون در این حالت راکتانس
خازنی بزرگ است، موجب جریان پیشفاز در سیستم و ولتاﮊ بزرگتر روی سلف می شود. با
٢٠
افزایش مقدار ظرفیت خازنی نقطه تقاطع دیگری به وجود می آید که تمایل سیستم به نقطه تقاطع
که دارای حالت سلفی با جریان پسفاز است. بیشتر می باشد.
هر گاه مقدار ولتاﮊ اعمالی به اندازه کمی تغییر نماید آنگاه نقطه کار (١) حذف و نقطه کار به نقطه

(٣) پرش خواهدکرد.
voltage
2
1
current
3
شکل۲‐۳ حل ترسیمی مدار LC غیر خطی
در این حالت جریان بسیار زیادی از سلف می گذرد و طبیعی است که با عبور این جریان بزرگ،
ولتاﮊ دوباره کاهش یافته و دبواره نقطه کار (١) به وجود می آید. و بدین ترتیب نقطه کار بین (١)
و (٣) پرش خواهد کرد. در این صورت ولتاﮊ و جریانهای به وجود آمده کاملا تصادفی و غیر
قابل پیش بینی می باشند.
در سیستمهای توزیع، پدیده فرورزونانس زمانی اتفاق می افتد که بانک خازنی و یا طولی از کابل
با مشخصه مغناطیسی ترانسفورماتور و یک منبع ولتاﮊ بطور سری قرار بگیرد. برای کابلهای با
طول کم فقط یک نقطه کار در ناحیه سوم وجود دارد و بنابراین شکل موج ولتاﮊ و جریان ناشی
از فرورزونانس دارای پریودی برابر پریود شبکه میباشد. با افزایش ظرفیت خازنی قله این اضافه
٢١
ولتاﮊها روی منحنی اشباع مدام بالا می رود تا جائیکه اندازه ولتاﮊ بسیار بیشتر از حالت عادی می
شود. با افزایش بیشتر ظرفیت خازنی نقطه کار (١) نیز فعال می شود و به تناسب نوع حالت
گذاری پیش آمده، اضافه ولتاﮊهای به وجود آمده در دو سر اندوکتانس غیرخطی، ممکن است
دارای پریود پایدار و یا شکل موج آشفته باشند.
با افزایش دوباره ظرفیت خازنی زمانی فرا می رسد که نقطه تقاطع سوم حذف می شود و در
حالت عادی در ناحیه فرورزونانس نخواهیم بود. اما حالتهای گذرا نظیر کلید زنی می توانند باعث
به وجود آوردن چنین نقطه کاری در ناحیه سوم شوند.
٣‐٧‐ فرورزونانس در ترانسفورماتورهای توزیع] ۱۳[
با گسترش خطوط کابلی زیر زمینی و همچنین تمایل روزافزون استفاده از ترانسفورماتورهای با
تلفات کم، مخصوصا ترانسفورماتور های ساخته شده از ورقه های فولاد حاوی سیلیکان، احتمال
وقوع فرورزونانس در این ترانسفورماتورها بیشتر شده است. این مشکل زمانی رخ می دهد که
ترانسفورماتور بی بار تغذیه شده از طریق خط کابلی (و یا متصل شده به بانک خازنی) تحت کلید
زنی تک فاز و یا دو فاز قرار می گیرد. همچنین در خطوط انتقال توزیع طولانی نیز، این مشکل
می تواند اتفاق بیافتد.
البته در رده توزیع خوشبختانه تمامی کلیدهای قدرت دارای قطع سه فاز بوده و این مسئله زیاد
جدی نمی باشد. اما در حالتهایی که از وسایل قطع تک فاز مانند کات آوت فیوزاستفاده می شود
امکان وقوع چنین شرایطی بسیار مهیا است. در این حالت مدار فرورزونانس شامل ولتاﮊ القایی
(ولتاﮊ القا شده از فازهای دیگر ترانسفورماتور به فاز قطع شده) و مشخصه مغناطیسی هسته
ترانسفورماتور و ظرفیت خازنی بین کابل (یا خط انتقال) و زمین می باشد. در این حالت ولتاﮊ
٢٢
ظاهر شده در فاز قطع شده ترانسفورماتور به تناسب مقدار ظرفیت خازنی کابل متصل به آن و
سایر پارامترها می تواند از چند پریونیت تجاوز نماید. شکل هسته ترانسفورماتور و منحنی
مشخصه آن در رفتار ترانسفورماتور بسیار با اهمیت می باشد.
فرورزونانس زمانی اتفاق می افتد که در هنگام بی باری و یا کم باری ترانسفورماتور در نقطه ای
دور از آن قطع تک فاز و یا دو فاز انجام شود. به تناسب پارامترهای مقدار امکان دارد که
فرورزونانس دارای دو حالت مختلف به شرح زیر میباشد:
٣‐٧‐١‐ فرورزونانس پایدار
در این حالت اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس تا زمانی که فاز قطع شده بی برق بماند، پایدار می
باشند. این اضافه ولتاﮊها ممکن است که دارای قله بسیار بزرگی نباشند ولی به دلیل پایدار بودن
می توانند باعث صدمات جدی به برقگیرها و حتی انفجار آنها در عرض چند دقیقه شوند.
٣‐٧‐٢‐ فرورزونانس ناپایدار
در این حالت نقاط کار سیستم در حالت پایدار در محدوده فرورزونانس نمی باشند، اما حالتهای
گذرا نظیر کلید زنی می توانند نقاط کار سیستم را برای مدت کوتاهی به این محدوده وارد نمایند.
در این حالت اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس برای مدت کوتاهی بعد از کلید زنی پدیدار شده ولی
به زودی میرا می شوند.
٢٣
٣‐٨‐ تاثیر نوع سیم بندی ترانسفورماتور
یکی از مزیتهای مدلسازی دوگانی ترانسفورماتورهای قدرت که در این مطالعه استفاده شده است،
این است که بدون تغییر در مدل هسته ترانسفورماتور، می توان سیم بندی ترانسفورماتور را
تعویض نمود] ۲۳.[
در ظرفیتهای خازنی مساوی، اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس در ترانسفورماتور مورد نظر در حالت
اتصال ستاره با نوترال زمین شده بسیار کمتر است. با قطع نوترال ترانسفورماتور مورد نظر و قطع
تک فاز و دو فاز اضافه ولتاﮊهای بسیار بزرگتری حاصل می شوند که حتی از حالت اتصال
مثلث‐ ستاره بزرگتر می باشند
۳‐۹‐ تاثیر بار بر اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس
همچنانکه می دانیم اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس در هنگام بی باری و یا کم باری ترانسفورماتور
به وجود می آید. شبیه سازیها نشان می دهد که در مقادیر پایین ظرفیت خازنی مقدار بار لازم
برای حذف پدیده فرورزونانس بسیار کم است ولی با اضافه شدن ظرفیت خازنی مقدار بار لازم
برای قطع تک فاز و دو فاز بیشتر می شود. اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس در ترانسفورماتورهای با
اولیه زمین شده کمتر هستند.
فازهای مختلف ترانسفورماتور دارای رفتار مساوی درمقابل اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس نیستند.
با افزایش ظرفیت خازنی، میزان بارلازم برای حذف اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس افزایش می یابد.
باری در حدود ۵ % بار نامی ترانسفورماتور در بیشتر حالات، قادر به حذف اضافه ولتاﮊهای
فرورزونانس می باشد.
٢۴
٣‐١٠‐ طبقه بندی مدلهای فرورزونانس
مدل پایه
در این حالت ولتاﮊ و جریان پریودیک می باشند و پریود آنها با پریود سیستم برابر است.
مدل زیر هارمونیک
در این حالت ولتاﮊ و جریان با پریودی نوسان می کنند که ضریبی از پریود منبع می باشند. این
حالت به زیر هارمونیک n ام معروف است که حالت فرورزونانس زیر هارمونیک فرد می باشد.
مدل شبه پریودیک
در این نوع فرورزونانس نوسانات کاملا اتفاقی و غیر پریودیک می باشند
٣‐١١‐ شناسایی فرورزونانس
بروز فرورزونانس با اثرات وعلایمی به شرح زیر همراه است:
اضافه ولتاﮊهای با دامنه زیاد و دائمی بصورت فاز به فاز و فاز به زمین اضافه جریانها با دامنه زیاد و دائمی اعوجاجها با دامنه زیاد و دائمی در شکل موج ولتاﮊ و جریان جابجایی ولتاﮊ نقطه صفر افزایش دمای ترانس در حالت بی باری
افزایش بلندی نویز ترانسها و راکتورها تریپ بی موقع تجهیزات حفاظتی
البته بعضی از این علایم مختص این پدیده نیست بطور مثال جابجایی نقطه صفر در شبکه هایی
که نقطه صفر آنها زمین نشده است می تواند بدلیل وقوع اتصال فاز به زمین رخ دهد.
٢۵
٣‐١١‐١ شرایط لازم برای بروز پدیده فرورزونانس
۱‐ حضور همزمان خازن با راکتور غیر خطی در سیستم
۲‐ وجود حداقل یک نقطه از سیستم که دارای ولتاﮊ ثابت نباشد
۳‐ وجود اجزا سیستم با بار کم مانند ترانسهای قدرت یا ترانسهای ولتاﮊ بدون بار یا منابع انرﮊی
با اتصال کوتاه پایین مانند ﮊنراتورهای اضطراری
در صورتیکه هر کدام از این سه شرط برقرار نباشد احتمال وقوع فرورزونانس بسیار ضعیف است
در غیر این صورت باید تحقیقات گسترده ای به عمل آورد.
٢۶

٢٧
۴‐۱‐ از تبدیل فوریه٣ تا تبدیل موجک ]۳۳[
در قرن نوزدهم، ﮊان پاپتیست فوریه، ریاضی دان فرانسوی، نشان داد که هر تابع متناوب را میتـوان
به صورت حاصل جمعی نامحدود از توابع نمایی مختلط متناوب نمایش داد. سالها بعـد از عنـوان
شدن این خاصیت مهم، ایده او به نمایش سیگنالهای نامتناوب و سپس سیگنالهای گسسته متناوب
و نامتناوب گسترش یافت. بعد از این عمومیت بـه حـوزه گسـسته، تبـدیل فوریـه در محاسـبات
کامپیوتری بسیار موثر واقع گردید. در سال ۵۶۹۱، الگوریتم جدیدی به نـام تبـدیل فوریـه سـریع۴
عنوان شد، که نسبت به الگوریتم های قبلی تبدیل فوریه بیشتر به کار گرفته شد.
FFT چنین تعریف میشود
(۴‐ ۱) ∞∫ f (t )e − jwt dt F (w)  − ∞ (۴‐ ۲) f (t)  ∞∫F(w)e jwt dw −∞ اطلاعات حاصل از انتگرال، مربوط به تمام زمانها میباشد، چرا کـه انتگـرال گیـری از زمـان منفـی
بینهایت تا مثبت بینهایت انجام میشود. به همین علت، اگر سیگنال شامل فرکانسهای متغییر با زمان
باشد، یعنی سیگنال ثابت نباشد، تبدیل فوریه مناسب نخواهد بود. این بـدان معناسـت کـه تبـدیل
فوریه تنها مشخص میکند که آیا یک مولفه فرکانسی بخصوص در یک سیگنال وجود دارد یـا نـه،
و اطلاعاتی در مورد زمان ظاهر شدن این فرکانس به ما نمی دهد.

3-Fourier Transform 4-Fast Fourier Transform
٢٨
به همین دلیل، یک نمایش فرکانسی‐ زمانی به نام تبدیل فوریه زمان کوتاه۵ معرفی شد. در STFT،
سیگنال به قطعات زمانی به اندازه کافی کوتاه تقسیم میسود، بطوری که میتوان این قسمتهای کوتاه
را سیگنال ثابت فرض کرد. برای رسیدن به این هدف، یک تابع پنجره انتخاب میشود. پهنـای ایـن
پنجره باید با طولی از سیگنال که میتوان آنرا فرایند ثابت در نظر گرفت، برابر باشد. نمـایش STFT
به شکل زیر تمام مطالب ذکر شده در این مورد را خلاصه میکند:

(۴‐۳)
که w تابع پنجره میباشد.
نکته مهم در STFT پهنای پنجره بکار رفته میباشد. این پهنا را تکیه گاه پنجره نیز مینامند. هر چقدر
پهنای پنجره را کاهش دهیم، رزولوشن زمانی بهتر، و فرض فراینـد ثابـت محکمتـر میـشود ولـی
رزولوشن فرکانسی ضعیفتر خواهد شد، و بر عکس‐ شکل۴‐۱ راببینید.

شکل۴‐۱ نمایش پهن و باریک پنجرهای طرح زمان‐ فرکانس

5-Short Time Fourier Transform
٢٩
مشکل STFT را میتوان به وسیله اصل عدم قطعیت هایزنبرگ۶ مطرح کرد. ایـن اصـل معمـولاﹲبرای
مقدار جنبش و موقعیت مکانی ذرات در حال حرکت به کار میرود، با این حال میتوان آنـرا بـرای
اطلاعات حوزه زمانی‐فرکانسی بکار ببریم. بطور مختصر، ایـن اصـل مـیگویـد کـه نمـیتـوانیم
تشخیص دهیم که در هر لحظه زمانی کدام فرکانس وجود دارد. آنچه که ما میتـوانیم بفمـیم ایـن
است که در هر بازه زمانی کدام باندهای فرکانسی وجود دارند.
بنابراین، مساله انتخاب یک تابع پنجره، واستفاده از آن در تمام آنالیز میباشد. جـواب ایـن مـساله
بستگی به کاربرد دارد. اگر اجزاﺀ فرکانسی در سیگنال اصلی به خوبی از هم تفکیک شـده باشـند،
میتوانیم رزولوشن فرکانسی را در یک انـدازه مناسـب در نظـر بگیـریم و آنگـاه بـه طراحـی یـک
رزولوشن زمانی خوب بپردازیم، چرا که مولفههای طیفی قبلاﹲ از هم تفکیک شدهاند. در غیـر ایـن
صورت، پیدا کردن یک تابع پنجره مناسب بسیار مشکل خواهد بود.
اگر چه مشکل رزولوشن فرکانسی و زمانی از یک پدیده فیزیکی (اصل عـدم قطعیـت هـایزنبرگ)
ناشی میشود، و همواره برای هر تبدیل بکار رفته وجود دارد، میتوان سـیگنال را بـا یـک تبـدیل
دیگر بنام تبدیل موجک (WT) آنالیز کنیم
تبدیل موجک سیگنال را در فرکانسهای مختلف با رزولوشنهای مختلف آنالیز میکنـد. و بـا
تمام اجزاﺀ فرکانسی به صورت یکسان، آنطور که در STFT عمل میشد، برخورد نمیشود.
تبدیل موجک طوری طراحی شده است که در فرکانسهای بالا رزولوشن زمانی خوب و رزولوشن
فرکانسی ضعیف، و در فرکانسهای پایین، رزولوشن فرکانسی خوب و رزولوشـن زمـانی ضـعیف
داشته باشد. این خاصیت هنگامی که سیگنال تحت بررسـی دارای فرکانـسهای بـالا در بـازههـای

6-Heisenberg 's Uncertainty Principle
٣٠
زمانی کوتاه و فرکانسهای پایین برای زمانهای طولانی میباشد. دو تفاوت عمده بین STFT و CWT
عبارتند از
۱_ تبدیل فوریه سیگنال حاصل از اعمال تابع پنجره، گرفته نمیشود.
۲_ هنگامی که تبدیل برای یک جزﺀ طیفی محاسبه میشود، طول پنجره تغییر میکند. احتمالاﹲ ایـن
مهمترین مشخصه تبدیل موجک میباشد.
تبدیل موجک پیوسته (CWT) بصورت زیر تعریف میشود(:(Daubechies92
(۴‐۴)

که

(۴‐۵)
یک تابع پنجره است که موجک مادر٧ نامیده میشود، a یک مقیاس و b یک انتقال است.

شکل۴‐۲‐ چند خانواده مختلف ازتبدیل موجک. عدد بعد از نام موجک معرف تعداد لحظات محو شدن
است

7-Mother Wavelet
٣١
اصطلاح موجک به معنی موج کوچک میباشد. کوچکی برای شرایطی تعریف شده است که تـابع
پنجره طول محدود داشته باشد. موج هم برای شرایطی تعریف شده است کـه ایـن تـابع نوسـانی
باشد. اصطلاح مادر بر این نکته دلالت دارد که توابع بـا نـواحی مختلـف کـارایی، کـه در تبـدیل
استفاده میشوند، از یک تابع اصلی یا تابع مادر یک نمونه اصلی بـرای تولیـد سـایر توابـع پنجـره
میباشد. یک نمونه ازموجک مادر را در شکل۴‐۲ مشاهده میکنیم
اصطلاح انتقال به همان نحو که برای STFT بکار میرفت، در اینجا استفاده میشود. این اصـطلاح
به مکان پنجره، هنگامی که در امتداد سیگنال شیفت مییابد، دلالت میکند. واضح اسـت کـه ایـن
اصطلاح به اطلاعات زمانی در حوزه تبدیل مربوط میشود. با ایـن وجـود، مـا پـارامتر فرکانـسی،
آنطور که برایSTFT داشتیم، برای تبدیل موجک نداریم. در عوض در اینجا یـک مقیـاس موجـود
میباشد. مقیاس دهی همانند یک تبدیل ریاضی، به معنی گسترده یا فشرده کردن سیگنال میباشد.
مقیاسهای کوچکتر به معنی سیگنالهای گستردهتر و مقیاسهای بزرگتر به معنی سیگنالهای فشردهتـر
میباشد. از آنجا که در مبحث موجک پارامتر مقیاس دهی در مخرج بکار میرود، عکـس عبـارت
فوق در اینجا صادق خواهد بود.
رابطه بین مقیاس و فرکانس این است که مقیاسهای پایین مربوط به فرکانـسهای بـالا و مقاسـهای
بالا مربوط به فرکانسهای پایین میباشد. با توجه به بحث ذکر شده، ما تا بحال طرح زمـان‐مقیـاس
داریم. توصیف شکل۴‐۳ معمولاﹲ در توضیح اینکه چگونه رزولوشنهای زمانی و فرکانسی تفسیر
شوند، بکار میرود.
٣٢

شکل۴‐۳‐ دو عمل اساسی موجک‐ مقیاس و انتقال ‐ برای پر کردن سطح نمودار مقیاس‐ زمان
هر مستطیل در شکل۴‐۳ مربوط به یک مقدار تبدیل موجک در صفحه زمـان‐مقیـاس مـیباشـد.
توجه کنید که مستطیلها یک مساحت غیر صفر مشخص دارند، که این بدان معناسـت کـه مقـدار
یک نقطه بخصوص در طرح زمان‐مقیاس قابل تشخیص نیـست. اگـر ابعـاد جعبـههـا را در نظـر
نگیریم، مساحت جعبهها، در STFT و WTبـا هـم برابـر هـستند و بـا نامـساوی هـایزنبرگ تعیـین
میشوند. خلاصه، مساحت مستطیلها برای تابع پنجره (STFT) و (WT) ثابت است. همچنین، تمام
مساحتها دارای حد پایین محدود شده به ۴π/ هستند. یعنی، طبـق اصـل عـدم قطعیـت هـایزنبرگ
نمیتوانیم مساحت جعبهها را هر اندازه که بخواهیم، کاهش دهیم.
۴‐۲‐سه نوع تبدیل موجک ]۳۳[
ما سه نوع تبدیل در اختیار داریم: پیوسته، نیمه گسسته٨ و گسسته در زمان. اختلاف انـواع مختلـف
تبدیل موجک مربوط به روشی است که مقیاس وشیفت را پیاده سازی میکند. در این بخـش ایـن
سه نوع مختلف را ریزتر بررسی خواهیم کرد.

8-Semidiscrete
٣٣
۴‐۲‐۱‐ تبدیل موجک پیوسته


برای CWT پارامترها به صورت پیوسته تغییر میکنند. این موضـوع باعـث حـداکثر آزادی در
انتخاب موجک مناسب برای آنالیز خواهد شد. تنها لازم است که تبدیل موجـک شـرط (۴‐۷)، و
مخصوصاﹲ مقدار متوسط صفر را داشته باشد. این شرط برای اینکه CWT معکـوس پـذیر باشـد،
لازم است. تبدیل عکس به صورت زیر تعریف میشود:
(۴‐۶)

که Ψ شرط لازم زیر را باید ارضا کند

(۴‐۷)
که Λψ تبدیل فوریه Ψ است.
بطور شهودی واضح است که CWT بر محاسبه "ضریب همبـستگی" بـین سـیگنال وموجـک
اصرار دارد. شکل۴ را ببینید

شکل۴‐۴‐ تشریح CWT طبق معادله۴
الگوریتم CWT را میتوان به شکل زیر توصیف کرد‐شکل۴‐۴ را ببینید.
۱_ یک موجک در نظر بگیرید و آنرا با با قسمتی از ابتدای سیگنال اصلی مقایسه کنید.
٣۴
۲_ ضریب c(a,b) که نمایانگر میزان ارتباط موجک با این قـسمت از سـیگنال اسـت را محاسـبه
کنید. هر چقدر c بیشتر باشد، شباهت بیشتر است. توجه کنید که نتیجه به شکل موجک انتخـاب
شده دارد.
۳_موجک را به سمت راست شیفت دهید و مراحل ۱و ۲ را تا رسیدن بـه انتهـای سـیگنال تکـرار
کنید.
۴_موجک را به سمت راست شیفت دهید و مراحل ۱ تا ۳ را تکرار کنید.
یک مثال از ضرایب CWT مربوط به سیگنال استاندارد در شکل۴‐۵ نشان داده شده است.

شکل۴‐۵ مثالی از آنالیزموجک پیوسته. در شکل بالا سیگنال مورد نظر نمایش داده شده است.
شکل پایین ضرایب موجک مربوطه را نشان میدهد.
٣۵
۴‐۲‐۲ تبدیل موجک نیمهگسسته
در عمل، محاسبه تبدیل موجک برای بعضی مقادیر گسسته a و b بسیار متداولتر است. برای مثـال، بکارگیری مقیاسهای a 2j dyadic و شـیفتهای صـحیح b  2j k بـا (j, k) z2 راتبـدیل
موجک نیمه گسسته (SWT) مینامیم.
در صورتی که مجموعه متناظر با الگوها، یک قالب موجـک را تعریـف کنـد، تبـدیل عکـسپـذیر
خواهد بود. به عبارت دیگر، موجک باید طوری طراحی شود که

(۴‐۸)
در اینجا A و B دو ثابت مثبت، ملقب به حدود قالب هستند. که ما باید برای بدستآوردن ضرایب
موجک انتگرالگیری انجام دهیم، چرا که f(t) هنوز یک تابع پیوسته است.
۴‐۲‐۳ ‐ تابع موجک گسسته
در اینجا، تابع گسسته f(n) و تعریف موجک (DWT) داده شده بـه صـورت زیـر را در اختیـار
داریم:
(۴‐۹)

که ψj,x یک موجک گسسته تعریف شده به شکل زیر میباشد:

(۴‐۰۱)
پارامترهای a و b به شکل a2j و b  2jkتعریف میشوند. عکس تبدیل به شـکلی مـشابه،
چنین تعریف میشود:
٣۶

(۴‐۱۱)
اگر حدود قالب در معادله۴‐٨ A=B=1 باشد، آنگـاه تبـدیل عمـودی خواهـد بـود. ایـن تبـدیلهـا
میتوانند با یک آنالیز چند بعدی، که در بخش بعد بحث خواهد شد، شروع شوند.
۴‐۳‐ انتخاب نوع تبدیل موجک
چه موقع آنالیز پیوسته از آنالیز گسسته مناسبتر است؟ هنگامی که انرﮊی سیگنال محدود است، اگر
از یک تبدیل موجک مناسب استفاده کنیم، تمام مقادیر یک تجزیه برای بازسازی شکل موج اصلی
لازم نخواهد بود. در این شرایط، یک سیگنال پیوسته را میتوان بوسیله تبـدیل گسـسته آن کـاملاﹰ
مشخص کرد. بنابراین آنالیز گسسته کافی است و آنالیز پیوسته اضافی خواهـد بـود. هنگـامی کـه
سیگنال بصورت پیوسته یا یک شبکه زمانی ریز ثبت میشود، هر دو نوع آنالیز، امکانپذیر خواهـد
بود. کدامیک باید استفاده شود؟ جواب این است: هر یک مزایای مربوط به خود را دارد.
آنالیز پیوسته معمولاﹰ برای تفسیر آسانتر اسـت، چـرا کـه اضـافات آن، تمایـل بـه تقویـت ویژگیها دارد و و اطلاعات را بسیار واضحتر خواهد کرد. این موضوع بـرای بـسیاری از ویژگیهای مفید درست است. آنالیز پیوسته تفسیر را راحتر، و خوانایی را بیشتر مـی کنـد، در عوض حجم بیشتری برای زخیره لازم دارد.
آنالیز گسسته حجم ذخیره سازی را کاهش میدهد و برای بازسازی کافی است.
٣٧
۴‐۴‐ آنالیز مالتی رزولوشن٩ و الگوریتم DWT سریع
برای اینکه تبدیل موجک مفید باشد، باید آنرا با الگوریتمهای سریع به منظور استفاده در ماشینهای
محاسباتی، پیادهسازی کنیم. یعنی روشی مثل FFT که هم ضرایب تبدیل wavwlet را بدست آورد و
هم بازسازی تابعی را که نمایش میدهد، انجام دهد.
۴‐۴‐۱‐آنالیز مالتی رزولوشن (MRA)
آنالیز مالتیرزولوشن Mallat را که خیلی عمومیت دارد، توضیح میدهیم. با فضایl2 که شامل تمام
توابع جمعپذیر مربعی است، شروع میکنیم، یعنی: f در فضای l2 (s) است، اگرMRA . ∫f 2  ∞
s
یک سری افزایشی از زیر فضای بسته {vj}jzاسـت، کـه l2 (R)را تخمـین میزنـد. شـروع کـار،
انتخاب یک تابع مقیاسدهی مناسـبΦ اسـت. تـابع مقیـاسدهـی بـه منظـور ارضـاﺀ پیوسـتگی،
یکنواختی و بعضی شرایط لازم بعدی انتخاب شده است. اما نکته مهمتر این اسـت کـه، مجموعـه
{φ(x − k), k z} یک اساس درست برای فضای مرجع v0 ایجاد میکند. رابطههای زیر آنالیز را
توصیف میکنند:
(۴‐۲۱)...v-1 v0 v1
فضاهایvj به صورت تودرتو قرار گرفتهاند. فضای l2 (R) اشتراک تمامvj را شامل مـیشـود. بـه
عبارت دیگر j z vj در(l2 (R متراکم شده است. اشتراک همهvj ها تهی است.
(۴‐۳۱)

9-Multiresolution
٣٨
فضاهای vj وvj1 مشابه هستند. اگر فضایvj دارای فاصـلههـای خـالی(φ1,k (x ، k z باشـد،
آنگـــاه فـــضایij1 دارای فاصـــلههـــای(φ1,k (x ، k z اســـت. فاصـــلهvj1 بوســـیله تـــابع
، که تولید میشود.
حالا شکلگیری موجک را توضـیح مـیدهـیم. چـون v0 v1 ، هـر تـابعی در v0 را مـیتـوانیم
بصورت ترکیبی از توابع پایه 2φ(x − k) ازv1 بنویسیم. مخصوصاﹰΦ باید معادلات دو بعـدی ۴۱

و ۵۱ را برآورده کند:
(۴‐۴۱)2φ (x − k) (φ (x)  ∑h(k

k
ضرایب h(k) بصورت((2Φ(x − k h(k)  (Φ(x), تعریف شـدهانـد. حـال بـه عـضو عمـودی

wj از vj برvj1 ،vj1  vj wj را در نظر بگیرید. این بدان معناست که تمام اعضایvj بـر
اعضای wj عمود هستند. ما لازم داریم که

تعریف زیر را ارائه میدهیم:
(۴‐۵۱)2∑(−1)k h(−k  1)φ (x − k) ψ (x) 

k
ما میتوانیم نشان دهیم کـه2{ψ(x − k), k z} یـک اسـاس درسـت بـرایw1 اسـت. دوبـاره، خاصیت تشابه MRI عنوان میکند که2j{ψ( 2jx − k), k z} یک اساس بـرایwj اسـت. از

آنجــــا کــــه v  wدر l2 (R) متمرکــــز اســــت، خــــانواده داده شــــده
jj z jj z
2j{ψ( 2jx − k), k z} یک اساس بـرای l2 (R) اسـت. بـرای یـک تـابع داده شـده f l2 (R)

٣٩
میتوان N را طوری بیابیم که f N vj ، f را بالاتر از دقت تعیین شده، تقریب بزند. اگـرgi wi
و f i vi آنگاه

(۴‐١۶)
معادله (۴‐١۶) تجزیه موجک تابع f است.
۴‐۵ ‐ زبان پردازش سیگنالی]۳۳و۴۳[
ما مراحل آنالیز مالتیرزولوشنی را با زبان پردازش سیگنالی تکرار میکنیم. آنالیز مالتی رزولوشـن
waveletبا الگوریتم کد کردن زیرباند یا محوطهای در پردازش سیگنال در ارتباط اسـت. همچنـین،
فیلترهای آینهای مربعی هم در الگوریتم مالتی رزولوشـن Mallat قابـل تـشخیص اسـت. در نتیجـه
نمایش زمان‐ مقیاس یک سیگنال دیجیتال با اسـتفاده از روشـهای فیلتـر کـردن دیجیتـال حاصـل
میشود.
معادلات۴‐۴۱ و۴‐۵۱ را از بخش قبل به خاطر بیاورید. سـریهای{h(k), k z} و {g(k), k z}
در اصطلاح پردازش سیگنال، فیلترهای آیینهای مربعی هستند. ارتباط بین h و g چنین است:
(۴‐۷۱)g(k)  (−1)n h(1 − n)
h(k) فیلتر پایین گذر و g(k) فیلتر بالا گذر است. این فیلتر با خانواده فیلترهای بـا پاسـخ ضـزبه
محدود (FIR) تعلق دارند. خواص زیر را میتوان با استفاده از تبدیل فوریه و عمـود بـودن اثبـات
کرد:
(۴‐۸۱) ∑g(k)  0 ∑h(k)  2
k k

۴٠
عملیات تجزیه با عبور سیگنال (دنباله) از یک فیلتر پایین گذر نیم باند دیجیتال با پاسخ ضربه h(n)
شروع میشود. فیلتر کردن یک سیگنال معادل با عملیات ریاضی کانولوشن سیگنال با پاسخ ضـربه
فیلتر میباشد. یک فیلتر پایین گذر نـیم بانـد تمـام فرکانـسهایی را کـه بـالاتر از نـصف بیـشترین
فرکانس سیگنال قرار دارند را حذف میکند
اگر سیگنال با نرخ نایکویست (که دو برابر بیشترین فرکانس در سیگنال است) نمونهبرداری شـده
باشد، بالاترین فرکانس که در سیگنال وجود داردπرادیان است. یعنـی، فرکـانس نایکویـست در
حوزه فرکانسی گسسته مطابق با π(--/s) میباشد. بعد از عبور سیگنال از یک فیلتر پایین گذر نـیم
باند، طبق روش نایکویست میتوان نصف نمونهها را حذف کـرد، چـرا کـه حـال سـیگنال دارای
حداکثر فرکانس(π/2(--/s میباشد. به این ترتیب سیگنال حاصل دارای طـولی بـه انـدازه نـصف
طول سیگنال اولیه میباشد.

شکل۴‐۶ طرح الگوریتم کد کردن زیر باند(قسمت بالا تجزیه و قسمت پایین ترکیب را نمایش میدهد)
۴١
حال مقیاس سیگنال دو برابر شده است. توجه کنید فیلتـر پـایینگـذر، اطلاعـات فرکـانس بـالای
سیگنال را حذف کرده است، اما مقیاس را بدون تغییر گذاشته است. این تنها کاهش تعداد نمونهها
است که مقیاس را تغییر میدهد. از طرف دیگر رزولوشن که به میزان اطلاعلت موجود در سیگنال
ارتباط دارد، توسط فیلتر کردن تغییر کرده است. فیلتر پـایین گـذر نـیم بانـد نـصف، فرکانـسها را
حذف کرده است، که میتوان این عمل را به نصف شدن اطلاعات تفـسیر کـرد. توجـه کنیـد کـه
کاهش نمونهها بعد از فیلتر کردن تاثیری در میزان رزولوشن ندارد، چرا کـه بعـد از فیلتـر کـردن
نصف نمونهها اضافی خواهد بود. پس نصف کردن نمونههـا باعـث حـذف هیچگونـه اطلاعـاتی
نمیشود. خلاصه، فیلتر کردن اطلاعات را نصف میکند، ولی مقیـاس را تغییـر نمـیدهـد. سـپس
سیگنال با نرخ دو نمونه برداری میشود، چرا که حال نصف نمونهها اضـافی اسـت. ایـن عمـل ،
مقیاس را دو برابر میکند. عملیات توصیف شده در شکل۴‐۶ نشان داده شده است.
یک روش بسیار مختصر برای توصیف این عملیات و همچنین عملیات موثر برای تعیین ضـرایب
موجک نمایش عملکرد فیلترها است. برای یک دنبالـه، f  {f n} نمایـانگر سـیگنال گسـستهای
است که باید تجزیه شود و G وH بوسیله روابط هممرتبه زیر تعریف می شوند:
(۴‐۹۱)

(۴‐۰۲)
معادلات ۴‐۹۱و ۴‐۰۲ فیلتر کردن سیگنال با فیلترهای دیجیتال h(k) و g(k) که معـادل عملگـر
ریاضی کانولوشن با پاسخ ضربه فیلترها میباشد، را نمایش میدهد. فاکتور 2k کاهش نمونههـا را
نمایش میدهد.
۴٢
عملگرهای G و H مربوط به گام اول در تجزیه موجک میباشند. تنها تفاوت این است که روابط با
از ضریب 2 معادلات ۴‐١٣و۴‐١۴ چشمپوشی کرده است. بنابراین تبـدیل موجـک گسـسته را

میتوان در یک خط خلاصه کرد‐ شکل ۴‐۷ را ببینید:

(۴‐۱۲)
(0)0(j 1)(j 2)(1)
که ما میتوانیم d  ,d  ,..., d ,d را جزئیات ضرایب و cرا تقریب ضرایب بنامیم.
جزئیات و ضرایب با روش تکرار حاصل می شوند:

شکل۴‐۷ نمایش تجزیه توسط موجک
برای مقایسه این روش با SWT، بیایید دنباله x(k) حاصـل از ضـرب داخلـی سـیبگنال پیوسـته
u(t) با انتقالهای صحیح تابع مقیاس دهی را تعریف کنیم

(۴‐۲۲)
حال، ما میتوانیم SWT را با استفاده از DWT طبق رابطه زیر بدست آوریم
(۴‐۳۲)

که برای هر عدد صحیح j ≥ 0 و هر عدد صحیح k درست است.
۴٣
عملیات بازسازی مشابه عملیات تجزیه است. تعداد نمونههای سـیگنال در هـر سـطحی دو برابـر
− −− −
میشود، از فیلترهای ترکیب کننده نشان داده شده بـا H و G عبـو داده مـیشـود، و سـپس جمـع
− −− −
H و G را طبق روابط زیر تعریف میکنیم

(۴‐۴۲)
(۴‐۵۲)
AP Signal 4 10 x 10 2 5 0 15 10 5 00 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -2 CD5 5 CD6 0.5 0 0 30 20 CD3 10 -50 15 10 CD4 5 0 -0.5 0.5 1 0 0 80 60 40 20 -0.50 40 30 20 10 0 -1 CD1 0.2 CD2 0.5 0 0 400 300 200 100 -0.20 200 150 100 50 0 -0.5
شکل۴‐۸ مثالی از تجزیه .DWT سیگنال اصلی، سیگنال تقریب((AP
و سیگنالهای جزئیات(CD1تا (CD6
با استفاده مکرر از روابط بالا داریم

(۴‐۶۲)
۴۴
که در حوزه زمانی
(۴‐۷۲)

Dj و cجزئیات و تقریب نامیده میشوند. یک مثـال از تجزیـه در شـکل۸ ، همـراه بـا تقریـب و
جزئیات و سیگنال اصلی نشان داده شده است.
۴‐۶‐ شبکه عصبی
۴‐۶‐۱ مقدمه]۵۳[
خودسازماندهی١٠ شبکهها یکی از موضوعات بـسیار جالـب در شـبکههـای عـصبی میباشـد. ایـن
شبکهها میتوانند انتظام و ارتباط موجود در ورودی خود را تشخیص و به ورودیهـای دیگـر طبـق
این انتظام پاسخ دهند. نرونهای شبکه های عـصبی رقـابتی طـرز تـشخیص گـروه هـای مـشابه از
بردارهای ورودی را یاد میگیرند. نگاشـتهای خـود سـازمانده طـرز تـشخیص گـروه هـای مـشابه
بردارهای ورودی را به این شکل یاد میگیرند که نرونهـای مجـاور هـم از لحـاظ مکـانی در لایـه
نرونی، به بردارهای ورودی مشابه پاسخ می دهند.
یادگیری کوانتیزه نمودن برداری (LVQ) روشی است که از ناظر برای یادگیری شبکه هـای رقـابتی
استفاده میکند. یک لایه رقابتی خود به خود طبقه بندی بردارهای ورودی را یـاد میگیـرد. بـا ایـن
وجود، کلاسهایی که لایه رقابتی پیدا می کند، تنها به فاصله بردارهای ورودی ارتباط دارد. اگـر دو
بردار ورودی خیلی به هم شبیه باشند، احتمالآ لایه رقابتی آن دو را در یک کلاس قرار مـی دهـد.
در شبکه های عصبی رقابتی، روشی یرای تشخیص اینکه آیا دو نمونه بردار ورودی در یک طبقـه

10-Self Organizing
۴۵
قرار می گیرند یا نه، وجود ندارد. با این وجود، شبکه های طبقـه بنـدی بردارهـای ورودی را در
طبقه هایی که توسط خود کاربر تعیین می شوند، انجام می دهد.
۴‐۶‐۲‐ یادگیری رقابتی١١
نرونها در یک لایه رقابتی طوری توزیع می شوند که بتوانند بردارهای ورودی را تـشخیص دهنـد.
معماری یک شبکه رقابتی در شکل(۴‐۹) نشان داده شده است.
جعبه ||dist|| بردار ورودی p و ماتریس وزن ورودی IW1,1 را بـه عنـوان ورودی دریافـت مـی
کند، و برداری شامل s1 عنصر تولید می کنـد. ایـن عناصـر، منفـی فاصـله بـین بـردار ورودی و
بردارهای j IW1,1 تشکیل شده از سطر های ماتریس وزن ورودی، می باشند.

شکل۴‐۹معماری شبکه رقابتی
ورودی خالص١٢ n1 یک لایه رقابتی، با جمع کردن بایاس b با فاصله هـای بردارهـای ورودی از
سطرهای ماتریس وزن، محاسبه میشوند. اگر بایاسها صفر باشند، بیشترین مقداری که یـک ورودی
خالص میتواند داشته باشد، صفر خواهد بود. این هنگامی اتفاق می افتد که بردار ورودی p برابر با
یکی از بردارهای وزن شبکه باشد.

-Competitive Learning -Net Weight

11
12
۴۶
تابع تبدیل رقابتی یک بردار وزن خالص را دریافت می کند، و خروجی صفر را برای همه نرونهـا،
به غیر از نرون برنده (نرون دارای کمترین فاصله)، که همـان نـرون مربـوط بـه بزرگتـرین عنـصر
ورودی خالصn1 میباشد، تولید می کند، و نـرون برنـده دارای خروجـی ۱ خواهـد بـود. فوائـد
استفاده از جمله بایاس در هنگام بحث از آموزش شبکه روشن خواهد شد.
۴‐۶‐۲‐۱ روش یادگیری کوهنن١٣ (learnk)
وزنهای نرون برنده (یک سطر در ماتریس وزن ورودی) با روش یادگیری کوهنن تنظیم می شـود.
فرض کنید که i امین نرون برنده شـود، آنگـاه عناصـر i امـین سـطر از مـاتریس وزن ورودی بـه
صورت زیر تنظیم میشود.
(۴‐۸۲)j IW1,1 (q) j IW1,1 (q − 1)  α ( p(q)− jIW1,1(q−1))
روش یادگیری کوهنن باعث میشود که وزنهای نرون یک بردار ورودی را یـاد بگیرنـد، و بـه ایـن
دلیل در کاربردهای تشخیص الگو مفید می باشد.
به این ترتیب نرونی که بردار وزن آن از همه نرونهای دیگـر بـه ورودی نزدیکتـر اسـت، طـوری
تغییر میکند که بیشتر به ورودی نزدیکتر شود. نتیجه این تغییـر ایـن خواهـد بـود کـه در صـورت
عرضه کردن ورودی مشابه ورودی قبلی بـه شـبکه، نـرون برنـده در رقابـت قبلـی، دارای شـانس
بیشتری برای برنده شدن مجدد خواهد داشت.
هر چقدر ورودیهای بیشتری به شبکه عرضه شود، هر نرونی که بـه ایـن ورودیهـا نزدیکتـر باشـد
بردار وزن آن طوری تنظیم میشود که به این ورودیها نزدیک ونزدیکتر شود. در نتیجه، اگـر تعـداد
نرونها به اندازه کافی باشد، هر خوشه از ورودیهای مشابه، یک نرون خواهد داشـت کـه خروجـی

13-Kohonen Learning Rule
۴٧
آن با عرضه کردن یک بردار از این خوشه یک و در غیر این صورت صـفر خواهـد بـود. بـه ایـن
ترتیب شبکه یاد گرفته است که بردارهای ورودی عرضه شده را طبقه بندی کند.
۴‐۶‐۲‐۲ روش یادگیری بایاس١۴ (learncon)
یکی از محدودیتهای شبکه های رقابتی این است که یک نرون ممکن است هرگز تنظیم نشود. بـه
عبارت دیگر، بعضی از بردارهای وزن نرونی ممکن است در آغاز از هر بردار ورودی دور باشـند،
و هر چند آموزش را ادامه دهیم هرگز در رقابت پیروز نشوند. نتیجـه ایـن اسـت وزن هـای آنهـا
تنظیم نمیشود و هرگز در رقابت پیروز نمی شوند. این نرون های نا مطلـوب، کـه بـه نـرون هـای
مرده اطلاق می شوند، هرگز عمل مفیدی انجام نمی دهند.
برای جلوگیری از روی دادن این مورد، بایاسهایی اعمال میشود تا اینکه نرونهـایی کـه بـه نـدرت
برنده میشوند، احتمال برنده شدن را دررقابتهای بعدی داشته باشند. یک با یـاس مثبـت بـه منفـی
فاصله اضافه می شود، به این ترتیب احتمال برنده شدن نرون دورتر بیشتر می شود.
به این منظور، یک متوسط از خروجی نرونها نگهداری میشود. این مقادیر نمایانگر درصـد برنـده
شدن نرونها در رقابتهای قبلی می باشد. و از آنها برای تنظیم با یاس های نرونها استفاده می شوند
به این ترتیب که با یاس نرونهای غالبا برنده کاهش و بر عکس با یاس نرونهایی که بندرت برنـده
می شود، افزایش می یابد.
برای اطمینان از درستی متوسطهای خروجی، نرخ یادگیری learncon بسیار کمتر از learnk انتخـاب
می شود. نتیجه این است که بایاس نرونهایی که اغلب بازنده اند در مقابل نرون هـای غالبـا برنـده
افزایش مییابد. هنگامی که بایاس نرونهای غالباﹰ بازنده افزایش می یابد، فضای ورودی که نرون بـه

14-Bias Learning Rule
۴٨
آن پاسخ می دهد نیز گسترش می یابد. هر چقـدر فـضای ورودی افـزایش بیابـد، نرونهـای غالبـاﹰ
بازنده، به ورودیهای بیشتری پاسخ میدهند. سرانجام این نرون نـسبت بـه سـایر نرونهـا بـه تعـداد
برابری از ورودیها پاسخ خواهد داد
این امر، دو نتیجه خوب دارد. اول اینکـه، اگـر یـک نـرون بـه علـت دوری وزنهـای آن از همـه
ورودیها هرگز برنده نشود، بایاس آن عاقبت به حدی بزرگ خواهد شد که این نرون بتواند برنـده
شود. وقتی که این اتفاق ( برنده شدن نرون ) روی داد، این نرون به سمت دسته هـایی از ورودی
حرکت خواهد کرد. هنگامی که وزن یک نرون در بازه یک دسته از ورودیها قـرار گرفـت، بایـاس
آن به سمت صفر کاهش خواهد یافت به این ترتیب مشکل نرون بازنده حل خواهد شد.
فایده دوم استفاده از بایاس این است که آنها نرونها را وادار می کننـد کـه هـر کـدام درصـدهای
یکسانی از ورودیها را طبقه بندی کنند. بنابراین، اگـر یـک ناحیـه از فـضای ورودی دارای تعـداد
بیشتری از بردارهای ورودی نسبت به سـایر مکانهـا باشـد، ناحیـه بـا چگـالی بیـشتر در ورودی،
نرونهای بیشتری جذب خواهد کرد. و در نتیجه این ناحیه بـه زیـر گروههـای کـوچکتری تقـسیم
خواهد شد.
۴‐۷‐ نگاشت های خود سازمانده١۵ (SOM)
نگاشت های خود سازمانده یاد می گیرند کـه بردارهـای ورودی را آنطـور کـه در فـضای ورودی
طبقه بندی شده اند، طبقه بندی کنند. تفاوت آنها با لایه های رقابتی این است که نرونهای مجـاور
نگاشت خود سازمانده، قسمتهای مجاور از فضای ورودی را تشخیص می دهند.

15-Self Organizing Maps
۴٩
بنابراین، نگاشتهای خود سازمانده هم توزیع( مثل لایه ها رقابتی) و هم موقعیت مکانی بردارهای
ورودی آموزشی را یاد می گیرند. در اینجا یک شبکه نگاشت خود سازمانده نرون برنـده i* را بـه
روشی مشابه لایه رقابتی تعیین می کند. اما به جای اینکه تنها نرون برنده تنظیم شود، تمام نرونهـا
در یک همسایگی مشخص N (d) از نرون برنده با استفاده از قانون کوهنن تنظیم می شوند. یعنی،
i*
ما تمام نرونهای i Ni* (d) را طبق رابطه زیر تنظیم می کنیم
(۴‐۹۲)i W (q)i W (q − 1)  α ( p(q)−i IW (q−1))
یا
(۴‐٣٠i W (q) (1−α) i W (q − 1)  αp(q)(
در اینجا همسایگی N (d) شامل آندیس تمام نرونهایی است کـه در شـعاع d بـه مرکزیـت نـرون
i*
برنده i* قرار دارند.
(۴‐۱۳)Ni* (d)  {j,dij≤d}
بنابراین، هنگامی که بردار p به شبکه عرضه میشود، وزنهای نرون برنده و همسایه های نزدیک آن
به سمت p حرکت خواهد کرد. در نتیجه، بعد از آزمونهای پی در پی فـراوان، نرونهـای همـسایه،
نمایانگر بردارهای مشابه هم خواهند بود.
برای توضیح مفهوم همسایگی، شکل ۴‐۰۱ را در نظر بگیرید. شکل سمت چـپ یـک همـسایگی
دو بعدی به شعاع d=1 را حول نرون 13 نشان میدهد. دیاگرام سمت راست یـک همـسایگی بـه
شعاع d=2 را نشان میدهد. این همسایگی ها را میتوان به صورت زیر نوشت:
N13 (1)  {8,12,13,14,18}
و
۵٠
N13 (2)  {3,7,8,9,11,12,13,14,15,17,18,19,23}

شکل۴‐۰۱نمایش همسایگی
میتوان نرونها را در یک فضای یک بعدی، دو بعدی، سه بعدی یا حتـی بـا ابعـاد بیـشتر نیـز قـرار
دهیم. برای یک شبکه SOM یک بعدی ، یک نرون تنها دو همسایه (یا اگر نرونها در انتها باشـند
یک همسایه) در شعاع یک خواهد داشت.
۴‐۸‐ شبکه یادگیری کوانتیزه کننده برداری١۶]۵۳[
معماری شبکه عصبی LVQ در شکل۴‐۱۱ نشان داده شده است. یـک شـبکه LVQ در لایـه اول از
یک شبکه رقابتی و در لایه دوم از یک شبکه خطی تـشکیل شـده اسـت. لایـه رقـابتی بردارهـای
ورودی را به همان روش لایه های رقابتی ذکر شده، طبقه بندی میکند. لایه خطـی نیـز کلاسـهای
لایه رقابتی را بصورت کلاسهای مورد نظر کاربر طبقه بندی میکند. ما کلاسهایی کـه لایـه رقـابتی
جدا کرده است را زیر کلاس و کلاسهایی را که لایـه خطـی مـشخص میکنـد، کلاسـهای هـدف
مینامیم.

16-Learning Vector Quantization Networks
۵١

شکل۴‐۱۱ معماری شبکه LVQ
هر دوی لایه های رقابتی و خطی دارای تنها یک نرون بـرای هـر زیـر کـلاس یـا کـلاس هـدف
هستند. به همین دلیل لایه رقابتی میتواند S1 کلاس را یاد بگیرد. در مرحله بعد این S1 کـلاس در
S2 کلاس توسط لایه خطی طبقه بندی خواهد شد.( S1 همیشه از S2 بزرگتر است.)
برای مثال فرض کنید که نرونهای ١،٢و٣ در لایهرقابتی، زیر کلاسهایی از ورودی را یـاد میگیرنـد
که به کلاس هدف شماره ٢ لایه خطی تعلق دارند. آنگـاه نرونهـای رقـابتی ١،٢و٣ دارای وزنهـای
Lw2,1 برابر یک در نرون n2 لایهخطی، و وزنهای صفر برای بقیه نرونهای لایه خطی خواهند بود.
بنابراین این نرون لایه خطی ( ( n2 در صورت برنده شدن هر یک از نرونهای ١،٢و٣ لایـه رقـابتی،
یک ١ در خروجی ایجاد خواهد کرد. به این ترتیب زیر کلاسهای لایه رقابتی بـصورت کلاسـهای
هدف ترکیب خواهند شد.
خلاصه، یک ١ در iامین ردیف از a1 (بقیه عناصر a1 صفر خواهد بود)، iامـین ردیـف از Lw2,1
را به عنوان خروجی شبکه انتخاب میکند. این ستون شامل یک ١ که نمایانگر یـک کـلاس هـدف
است، خواهد بود را تعیین کنیم. اما ما باید با استفاده از یک عملیات آموزشی به لایه اول بفهمانیم،
که هر ورودی را در زیر کلاس مورد نظر طبقه بندی کند.
۵٢
۴‐٨‐١ روش یاد گیری (learnlv1) LVQ1
یادگیری LVQ در لایه رقابتی بر اساس یک دسته از جفتهای ورودی/ هدف میباشد.
(۴‐۲۳){ p1 ,t1},{ p2 ,t2},...,{ pQ ,tQ}
هر بردار هدف شامل یک ١ میباشد. بقیه عناصر صفر هستند. عدد ١ نمایانگر طبقه بردار ورودی
میباشد. برای نمونه، جفت آموزشی زیر را در نظر بگیرید.
0 2 (۴‐٣٣) 0 − 1 ,  t1 p1 1 0 0 در اینجا ما بردارهای ورودی سه عنصری داریم، و هر بردار ورودی باید به یکی از چهـار کـلاس
تعلق گیرد. شبکه باید طوری آموزش یابد که این بردار ورودی را در سومین کـلاس طبقـه بنـدی
کند.
به منظور آموزش شبکه، یک بردار ورودی p ارائه میشود، و فاصله از p بـرای هـر ردیـف بـردار
وزن ورودی Iw1,1 محاسبه میشود. نرونهای مخفی لایه اول به رقابت می پردازند. فرض کنیـد کـه
iامین عنصر از n1 مثبت ترین است، و نرون i* رقابت را می برد. آنگاه تابع تبدیل رقابتی یک ۱ را
به عنوان i* عنصر از a1 تولید می کند. تمام عناصر دیگرa1 صفر هستند. هنگـامی کـهa1 در وزنهـای
لایه دوم یعنیLw2,1 ضرب میشود، یک موجود در a1 کلاس k* مربوطه راانتخاب میکنـد. بـه ایـن
ترتیب، شبکه بردار ورودی p را در کلاس k* قرار داده و a2 یک شـده اسـت. البتـه ایـن تعیـین
k*
کلاس بردار p توسط شبکه بسته به اینکه آیا ورودی در کلاس k* است یا نه، میتواند درسـت یـا
غلط باشد.
۵٣
اگر تشخیص شبکه درست باشد سطر i* ام ازIw1,1 را طوری تصحیح میکنیم کـه ایـن سـطر بـه
بردار ورودی نزدیکتر شود، وبرعکس، در صورت غلـط بـودن تـشخیص ، تـصحیح بـه گونـه ای
صورت میگیرد که این سطر ماتریس وزن Iw1,1 از ورودی دورتر میشود. بنابراین اگـر p درسـت
طبقه بندی شود، یعنی
(۴‐٣۴( a2k*  tk*  1)(
ما مقدار جدید i* امین ردیف ازIw1,1 را چنین تنظیم میکنیم:
(۴‐٣۵) IW1,1 (q)i*IW1,1α(p(q)−i*IW1,1(q−1))
از طرفی، اگر طبقه بندی اشتباه باشد،
(۴‐٣۶) a2k*  1 ≠ tk*  0
مقدار جدیدi* امین ردیف را Iw1,1 را طبق رابطه زیر تغییر میدهیم
(۴‐۷۳) IW1,1 (q)i*IW1,1−α(p(q)−i*IW1,1(q−1))
این تصحیحات موجب میشود که نرون مخفی به سوی برداری کـه در کـلاس مربوطـه قـرار دارد
حرکت کند و از طرفی از سایر بردارها فاصله بگیرد.
۴‐۸‐۲ روش یادگیری تکمیلی١٧ LVQ21
روش یادگیری که در اینجا توضیح میدهیم را میتوانیم بعد از استفاده از 1 بکار ببریم. بکـارگیری
این روش ممکن است نتایج یادگیری اولیه را بهبود بخشد.
اگر نرون برنده در لایه میانی، بردار ورودی را به درستی طبقه بندی ننمود، بردار وزن آن نـرون را
طوری تنظیم میکنیم که از بردار ورودی فاصله بگیرد و به طور همزمان بردار وزن متناظر با نرونی

17-Supplemental Learning Rule
۵۴
را که بیشترین نزدیکی را به بردار ورودی دارد، طوری تنظیم میکنیم کـه بـه سـمت بـردار ورودی
حرکت نماید(به بردار ورودی نزدیکتر گردد).
زمانی که شبکه بردار ورودی را به درستی طبقه بندی نمود، تنها بردار وزن یـک نـرون بـه سـمت
بردار ورودی نزدیک میشود. اما اگر بردار ورودی بطور صحیح طبقـه بنـدی نـشد، بـردار وزن دو
نرون تنظیم میشود، یکی به سمت بـردار ورودی نزدیـک میـشود و دیگـری از بـردار ورودی دور
میشود.
۴‐۹‐ مقایسه شبکههای رقابتی
یک شبکه رقابتی طرز طبقه بندی بردار ورودی را یاد میگیرد. اگر تنها هدف ایـن باشـد کـه یـک
شبکه عصبی طبقه بندی بردارهای ورودی را یاد بگیرد، آنگاه یک شـبکه رقـابتی مناسـب خواهـد
بود. شبکه های عصبی رقابتی همچنین توزیع ورودیها را نیز با اعطای نرونهای بیشتر بـرای طبقـه
بندی قسمتهایی از فضای ورودی دارای چگالی بیشتر، یاد میگیرنـد. یـک نگاشـت خودسـازمانده
طبقه بندی بردارهای ورودی را یاد میگیرد. همچنین توضیع بردارهای ورودی را نیـز یـاد میگیـرد.
این نگاشت نرونهای بیشتری را برای قسمتهایی از فضای ورودی که بردارهای بیشتری را به شبکه
اعمال میکند، در نظر میگیرد.
نگاشت خودسازمانده، همچنین توپولوﮊی بردارهای ورودی را نیز یـاد خواهـد گرفـت. نرونهـای
همسایه در شبکه به بردارهای مشابه جواب میدهنـد. لایـه نرونهـا را میتـوان بـه فـرم یـک شـبکه
لاستیکی کشیده شده در نواحی از فضای ورودی که بردارها را به شبکه اعمال کرده است، تـصور
کرد.
۵۵
در نگاشت خودسازمانده تغییرات بردارهای خروجی نسبت به شبکه های رقابتی بسیار ملایـم تـر
خواهد بود.
شبکه عصبی LVQ بردارهای ورودی را در کلاسهای هدف به وسیله یک لایـه رقـابتی بـرای پیـدا
کردن زیر کلاسهای ورودی، و سپس با ترکیب آنها در کلاسهای هدف، طبقه بندی میکنند.
بر خلاف شبکه های پرسپترون که تنها بردارهای مجزا شده خطی را طبقه بنـدی میکننـد، شـبکه
های LVQ میتواند هر دسته از بردارهای ورودی را طبقه بندی کند. تنها لازم است که لایـه رقـابتی
به اندازه کافی نرون داشته باشد، تا به هر طبقه تعداد کافی نرون تعلق بگیرد.
۵۶

۵٧
۵‐۱‐ نحوه بدست آوردن سیگنالها
در این پایان نامه ۴ نوع سیگنال داریم که عبارتند از سـیگنالهای فرورزونـانس، کلیـدزنی خـازنی،
کلیدزنی بار، کلیدزنی ترانسفورماتور. سیگنالها را به دو دسته تقسیم می کنیم که دسته اول شـامل
انواع فرورزونانس و دسته دوم شامل انواع کلیدزنی خازنی، کلیدزنی بار، کلیـدزنی ترانـسفورماتور
می باشند. سیگنالها، با شبیه سازی بر روی فیدر توزیع واقعی توسط نرم افزار EMTP بدست آمـده
است که نحوه بدست آوردن سیگنالها در زیر توضیح داده شده است.
۵‐۱‐۱‐ سیگنالهای فرورزونانس
از آنجائیکه در وقوع پدیده فرورزونانس پارامترهای مختلف از جمله انواع کلید زنیها، نوع اتـصال
ترانسفورماتور، پدیده هیسترزیس، خاصیت خازنی خـط، طـول خـط و بـار مـوثر هـستند، انـواع
سیگنالهای فرورزونانس با بررسی اثرات هر یک از خواص بر روی شبکه واقعی بدست آمده انـد.
برای بدست آوردن این سیگنالها، بخشی از یک فیدر 20kV جزیره قشم کـه در شـکل ۵‐۱ نـشان
داده شده است انتخاب شده است] ۶۳.[

U

315 500 315 250 315 100 800 250
1250

315 315 500 315 1250 630 500 315 500 800 630 800 100 630 250
شکل۵‐۱. فیدر 20kV
۵٨
۵‐١‐٢‐ انواع کلید زنیها و انواع سیم بندی درترانسفورماتورها
عملکرد غیر همزمان کلیدهای قدرت و تغذیه ترانسفورماتور بی بار یا کم بار توسط یک فاز یا دو
فاز خط انتقال، شرایط بسیار مساعدی برای تحقق فرورزونانس مهیا می کند. عملکرد غیر همزمان
کلیدهای قدرت که در اثر قطع فاز یا گیر کردن کنتاکتهای بریکر در شبکه اتفاق می افتد را میتـوان
به دو نوع کلیدزنی تکفاز و دوفاز تقسیم بندی کرد. در این قسمت تاثیر انواع سیم بندیهای ترانس
20/0.4kv ابتدای فیدر را در اثر کلیدزنی تکفاز و دوفاز بررسی می کنیم.
الف)ترانس Yزمین شده ∆ /

شکل۵‐۲ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۳ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
۵٩
ب)ترانس Yزمین نشدهY/ زمین شده

شکل۵‐۴ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۵ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
ﭖ)ترانس Yزمین شدهY/ زمین شده

شکل۵‐۶ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۷ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
۶٠
ت)ترانس ∆/∆

شکل۵‐۸ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۹ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
ث)ترانس Y/∆ زمین شده:

شکل۵‐۰۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

۶١
شکل۵‐۱۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
ج)ترانس Yزمین نشدهY/ زمین نشده

شکل۵‐۲۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۳۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
چ )ترانس Yزمین نشده ∆ /

شکل۵‐۴۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۵۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
۶٢
ح )ترانسفورماتور Y/∆ زمین نشده:

شکل۵‐۶۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی تکفاز

شکل۵‐۷۱ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس در کلیدزنی دوفاز
همانطور که ملاحظه می شود سوئیچینگ تکفاز که بدترین حالت کلیدزنی است باعـث بـه اشـباع
رفتن سریع هسته می شود. در این نوع کلیدزنی اضافه ولتاﮊهایی بصورت دائم و با دامنـه بـیش از
۲ برابر ولتاﮊ سیستم خواهد بود. در کلید زنی دوفاز نوسانات پایه یا زیر هارمونیک دائـم بـا دامنـه
۵,۱ تا ۷,۱ برابر خواهد بود. زمین کردن نقطه ستاره ترانس اگرچه احتمال فرورزونـانس را از بـین
نمی برد ولی احتمال آن را کمتر و دامنه اضافه ولتاﮊهای ناشی از این پدیده را کمتـر مـی کنـد. در
حالت کلید زنی دوفاز این احتمال بسیار پایین می آید و وقوع آن به شرایط دیگر سیـستم بـستگی
دارد و در صورت وقوع، سیستم دارای هـر چـه مقاومـت نـوترال یـا زمـین کمتـر باشـد احتمـال
۶٣
فرورزونــانس کمتــر اســت. در ظرفیتهــای خــازنی مــساوی، اضــافه ولتاﮊهــای فرورزونــانس
درترانسفورماتور مورد نظر در حالت اتصال ستاره با نوترال زمین شده بسیار کمتر اسـت. بـا قطـع
نوترال ترانسفورماتور مورد نظر و قطع تک فاز و دو فاز اضافه ولتاﮊهای بسیار بزرگتـری حاصـل
می شوند که حتی از حالت اتصال مثلث‐ ستاره بزرگتر می باشـند. همچنـین بـا توجـه بـه شـبیه
سازیهای انجام شده، فازهای مختلف ترانسفورماتور دارای رفتار مساوی در مقابل اضافه ولتاﮊهای
فرورزونانس نیسستند.
۵‐۱‐۳‐ اثر بار بر فرورزونانس
همچنانکه می دانیم اضافه ولتاﮊهای فرورزونانس در هنگام بی باری و یا کم بـاری ترانـسفورماتور
به وجود می آید. با افزایش بار اضافه ولتاﮊهای ناشی از فرورزونـانس بـسیار کـم اسـت ولـی بـا
تعدادی از بارها اضافه ولتاﮊهای ناشی از فرورزونانس بسیار زیاد می شود

شکل ۵‐۸۱ ولتاﮊ ثانویه فاز a در اثر افزایش بار
۶۴

شکل ۵‐۹۱ ولتاﮊ ثانویه فاز a در اثر قطع تعدادی از بارها
۵‐۱‐۴‐ اثر طول خط
با کاهش طول خط، در حالت کلیدزنی تکفاز که بدترین نوع کلیـد زنـی اسـت، اضـافه ولتاﮊهـای
بسیار زیادی بوجود می آید ولی با افزایش طول خـط، اضـافه ولتاﮊهـا بـسیارکمتر میـشود کـه در
شکلهای زیر مشاهده می شود. پس هر چه طول خط کمتر باشد احتمال وقوع فرورزونانس بیـشتر
است.
20 [kV] 15 10 5 0 -5 -10 [s] -15 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 (f ile f er71.pl4; x-v ar t) v :X0107B
شکل۵‐۰۲ ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس با کاهش طول خط
۶۵
5000 [V] 4000 3000 2000 1000 0 -1000 -2000 [s] -3000 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 v :X0107A (f ile f er71.pl4; x-v ar t)
شکل۵‐۱۲.ولتاﮊ فاز a ثانویه ترانس با افزایش طول خط
در این قسمت، اثر پارامترهای مختلف از جمله انواع کلید زنیها، نوع اتصال ترانسفورماتور، پدیـده

=8

2-1-4- 3- نقش شرایط محیطی و عوامل اقلیمی در تصادفات جادهای...................................................................................................... .35
2-1-5- آموزش و فرهنگ سازی در جهت کاهش تصادفات جادهای ........................................................................................................... 38
2-1-5- 1- آموزش رفتار رانندگان ....................................................................................................................................................................... 38
2-1-5- 2- فرهنگ سازی رفتار رانندگان ........................................................................................................................................................... 40
2-1-5- 3- عوامل موثر بر کاهش تصادفات جادهای ........................................................................................................................................ 41
2-1-6- آثار اقتصادی تصادفات جادهای .............................................................................................................................................................. 42
2-1-6-1- ابعاد اقتصادی تصادفات جادهای ....................................................................................................................................................... 42
2-1-6-2- هزینه‌های مستقیم و غیر مستقیم تصادفات جادهای ................................................................................................................... 46
2-2- پژوهشهای انجام شده در داخل کشور ..................................................................................................................................................... 50
2-3- پژوهشهای انجام شده در خارج کشور ..................................................................................................................................................... 56
فصل سوم- روش پژوهش
3-1- روش تحقیق .................................................................................................................................................................................................... 59
3-2- جامعه آماری .................................................................................................................................................................................................... 59
3-3- چگونگی روش گزینش گروهها (نمونهها) .................................................................................................................................................. 59
3-4- ابزار اندازه گیری و جمع آوری اطلاعات .................................................................................................................................................... 59
3-5- پایایی و روایی ابزار ......................................................................................................................................................................................... 60
3-6- روشهای آماری مورد استفاده ..................................................................................................................................................................... 60
فصل چهارم- تجزیه و تحلیل آماری
4-1- مقدمه ................................................................................................................................................................................................................ 62
4-1-1- تلفات سوانح رانندگی و تصادفات کشور ............................................................................................................................................... 62
4-1-2- تلفات تصادفات جادهای (برون شهری و روستایی) کشور ................................................................................................................ 64
4-1-3- سهم راههای برونشهری و روستایی در تلفات ناشی از تصادفات جادهای .................................................................................... 65
4-2-سوال اصلی تحقیق: نسبت تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران در سال 1392 چگونه است؟................................ 67
4-3- سوال 1 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران چگونه است؟ ............................................70
4-3- سوال 2 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک سنی و جنس متوفی چگونه است؟ .............. 71
4-5- سوال 3 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک سطح تحصیلات متوفی چگونه است؟ .......... 73
4-6- سوال 4 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک محل فوت متوفی چگونه است؟ ................... 74
4-7- سوال 5 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان تفکیک علت نهایی فوت متوفی چگونه است؟ ............... 75
4-8- سوال 6 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک روشنایی جاده چگونه است؟ .......................... 76
4-9- سوال 7 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک نوع معبر برونشهری چگونه است؟ ........... 77
4-10- سوال 8 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه انتقال متوفی چگونه است؟ .............. 78
4-11- سوال 9 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه وقوع تصادفات چگونه است؟ ............. 79
4-11- سوال 10 اختصاصی تحقیق: نسبت تلفات راههای برونشهری استان به تفکیک نوع خودروی مورد استفاده متوفی چگونه است؟ ........................................................................................................................................................................................................................... 80
فصل پنجم- بحث و نتیجه گیری
5-1- خلاصه تحقیق ................................................................................................................................................................................................. 83
5-2- یافته های تحقیق ........................................................................................................................................................................................... 85
5-3- پاسخ به سوالات تحقیق ................................................................................................................................................................................ 85
5-4- مقایسه نتایج تحقیق با نتایج سایر محققان .............................................................................................................................................. 87
5-5- محدودیتهای تحقیق .................................................................................................................................................................................. 88
5-6- بحث و نتیجه گیری ....................................................................................................................................................................................... 88
5-7- پیشنهادهایی برای سازمان یا جامعه ای که تحقیق در آن انجام شده است ..................................................................................... 89
5-9- پیشنهادهایی برای سایر محققان که میخواهند در این حوزه تحقیق نمایند .................................................................................. 91
منابع .............................................................................................................................................................................................................................. 93
پیوست .......................................................................................................................................................................................................................... 99
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول2-1- ماتریس هادون (1973) .................................................................................................................................................................... 27
جدول2-2- رویکردهای مختلف در ارتباط با ایمنی حمل و نقل جادهای .................................................................................................... 28
جدول2-3- سهم شرایط جوی در تصادفات جادهای در کشور بین سالهای 1377-1369..................................................................... 37
جدول4-1- سهم راههای برون شهری و روستایی در تلفات تصادفات جادهای کشور ................................................................................ 66
جدول4-2-مقایسه متوفیات و مصدومان حوادث رانندگی کشور در سالهای 1391 و 1392 ............................................................... 66
جدول4-3- روند تلفات ترافیکی از سال 1388 تا 1392 (5 سال گذشته) کشور ....................................................................................66
جدول4-4- وضعیت استان در میزان تلفات تصادفات جادهای (برون شهری و روستایی).......................................................................... 67
جدول4-5- وضعیت استان در تصادفات جادهای در بازه زمانی سه ساله از برنامه پنجم توسعه (92-1390) ..................................... 68
جدول4-6- میزان تلفات استان به تفکیک برون شهری و روستایی در سال 1392 .................................................................................. 69
جدول4-7- میزان تلفات استان به تفکیک متوفی در هنگام فوت در سال 1392 ..................................................................................... 70
جدول4-8- میزان تلفات استان به تفکیک جنس متوفی در سال 1392 .................................................................................................... 71
جدول4-9- میزان تلفات استان به تفکیک سن متوفی در سال 1392 ........................................................................................................ 72
جدول4-10- میزان تلفات استان به تفکیک تحصیلات متوفی در سال 1392 .......................................................................................... 73
جدول4-11- میزان تلفات استان به تفکیک محل فوت متوفی در سال 1392 .......................................................................................... 74
جدول4-12- میزان تلفات استان به تفکیک علت نهایی فوت در سال 1392 ............................................................................................ 75
جدول4-13- میزان تلفات استان به تفکیک روشنایی جاده ............................................................................................................................ 76
جدول4-14- میزان تلفات استان به تفکیک نوع معبر برونشهری در سال 1392 .................................................................................... 77
جدول4-15- میزان تلفات استان به تفکیک نحوه انتقال متوفی در سال 1392 ........................................................................................ 78
جدول4-16- میزان تلفات استان به تفکیک نحوه وقوع تصادفات در سال 1392 ..................................................................................... 79
جدول4-18- میزان تلفات استان به تفکیک نوع خودروی مورد استفاده متوفی در سال 1392 ............................................................ 80
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار2-1- نمودار طبقه بندی تصادفات بر اساس نتیجه و وسایل نقلیه درگیر ......................................................................................... 20
نمودار2-2- نمودار تصادف کمیسیون استاندارد خودروهای جادهای موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران ............................ 21
نمودار2-3- تعداد تصادفات، جرح و فوتی ناشی از تصادفات در ایران (1373 تا 1388) ......................................................................... 24
نمودار 2-4- مقایسه آمار 13 ساله تلفات حوادث رانندگی از سال 1380 تا سال1392 .......................................................................... 25
نمودار2-5- روند رشد وسایل نقلیه در ایران (1379 تا 1388) ..................................................................................................................... 45
نمودار2-6- تغییرات جمعیت و تعداد وسایل نقلیه در ایران از سال 1379 تا پیش بینی در سال 1400 ............................................ 46
نمودار2-7- سهم هریک از جز هزینه های ناشی از تصادفات رانندگی ......................................................................................................... 48
نمودار4-1- روند ایمنی در چند سال گذشته کشور .......................................................................................................................................... 62
نمودار4-2- روند شاخص تلفات رانندگی به 10 هزار وسیله نقلیه ................................................................................................................. 63
نمودار4-3- روند شاخص تلفات رانندگی به 100 هزار نفر جمعیت کشور.................................................................................................... 63
نمودار4-4- روند درصد تغییرات تلفات حوادث رانندگی در چند سال گذشته کشور ............................................................................... 63
نمودار4-5- روند کاهشی در تلفات تصادفات جادهای (برون شهری و روستایی) کشور ............................................................................ 64
نمودار4-6- روند تغییرات تلفات تصادفات جادهای (برون‌شهری و روستایی) کشور در 10 سال گذشته .............................................. 64
نمودار4-7- سهم راههای برون شهری و روستایی در تلفات تصادفات جادهای ........................................................................................... 65
نمودار4-8- وضعیت استان در میزان تلفات تصادفات جادهای (برون شهری و روستایی) ......................................................................... 67
نمودار4-9- وضعیت تلفات ناشی از تصادفات جادهای (برونشهری و روستایی) در بازه زمانی 92-1390 .......................................... 68
نمودار4-10- وضعیت تلفات استان به تفکیک برون شهری و روستایی در سال 1392............................................................................. 69
نمودار4-11- درصد میزان تلفات استان به تفکیک برون شهری و روستایی در سالهای 1391 و 1392 ........................................... 69
نمودار4-12- درصد تلفات استان به تفکیک وضعیت متوفی در هنگام فوت در سال 1392 ................................................................... 70
نمودار4-13- وضعیت تلفات استان به تفکیک جنس متوفی در سال 1392 .............................................................................................. 72
نمودار4-14- وضعیت تلفات استان به تفکیک گروه سنی کشته شدگان در سال 1392 ......................................................................... 72
نمودار4-15- وضعیت تلفات استان به تفکیک میزان تحصیلات در سال 1392 ........................................................................................ 73
نمودار4-16- وضعیت تلفات استان به تفکیک محل فوت در سال 1392 .................................................................................................... 74
نمودار4-17- وضعیت تلفات استان به تفکیک علت نهایی فوت در سال 1392 ......................................................................................... 75
نمودار4-18- وضعیت تلفات استان به تفکیک روشنایی در سال 1392 ....................................................................................................... 76
نمودار4-19- وضعیت تلفات استان به تفکیک نوع معبر برون شهری در سال 1392 ............................................................................... 77
نمودار4-20- وضعیت تلفات استان به تفکیک نحوه انتقال متوفی در سال 1392 .................................................................................... 78
نمودار4-21- وضعیت تلفات استان به تفکیک نحوه وقوع تصادفات در سال 1392 .................................................................................. 79
نمودار4-22- وضعیت تلفات استان به تفکیک خودروی مورد استفاده متوفی استان در سال 1392 .................................................... 81
نمودار4-23- وضعیت تلفات استان به تفکیک خودروی مورد استفاده متوفی استان در سال 1392 .................................................... 81
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل1-1- ماهیت ترکیبی عوامل مؤثر در تصادفات ........................................................................................................................................ 29
شکل1-2- زنجیر های از عوامل مؤثر بر تصادفات (چانگ و همکاران، 2001) ........................................................................................... 30
فهرست پیوستها
عنوان صفحه
پیوست1- فراوانی استانی تلفات ناشی از تصادفات جادهای (برون شهری و روستایی) کشور- سال 1392........................................... 99
پیوست2- جدول فراوانی استانی تلفات ناشی از کل تصادفات کشور- سال 1392 ................................................................................. 100
پیوست2- شاخص متوسط نرخ تلفات ................................................................................................................................................................ 101
پیوست4- رتبه بندی استانها در تلفات ناشی از تصادفات جادهای در بازه زمانی سه ساله از برنامه پنجم توسعه .......................... 102
پیوست5-رتبه بندی عملکرد یکساله استانها در میزان تلفات ناشی از تصادفات جادهای .................................................................... 103
پیوست6- درصد تغییرات تلفات جادهای (روستایی و برونشهری) استان به تفکیک ماه-سال 1392................................................. 104
پیوست7- نرخ تلفات محورهای استان مازندران (تعداد فوتی بر طول راه) ................................................................................................ 105
پیوست8- درصد فوتی محورهای برونشهری استان مازندران-سال 1392 .............................................................................................. 106
پیوست9- تعداد فوتی بر حسب حجم تردد در محورهای استان مازندران-سال 1392.......................................................................... 107
پیوست10- استانهای اولویت‌دار در فوت در بیمارستان در سال 1392 ................................................................................................... 108
پیوست11- مقایسه آمار متوفیات و مصدومان حوادث رانندگی سال 1390 و 1391 ............................................................................ 109
پیوست12- مقایسه آمار متوفیات و مصدومان حوادث رانندگی سال 1391 و 1392............................................................................. 110
پیوست13- آمار متوفیات و مصدومان ناشی ارجاعی به مراکز پزشکی قانونی کشور در سال 1390.................................................... 111
پیوست14- آمار متوفیات و مصدومان ارجاعی به مراکز پزشکی قانونی کشور در سال 1391............................................................... 112
پیوست15- آمار مقایسهای معاینات مصدومان ارجاعی به مراکز پزشکی قانونی کشور در سالهای 1384 تا 1389...........................113
پیوست16- آمار مقایسهای متوفیات ارجاعی به مراکز پزشکی قانونی کشور در سالهای 1384 تا 1389........................................... 114
پیوست17- آمار متوفیات و مصدومان ارجاعی به مراکز پزشکی مازندران در سال 1392 ................................................................... 115
چکیده
مقدمه و هدف: در استان مازندران، بخشی از مشکلات حمل و نقل مربوط به تصادفات جادهای است. هزینه های ناشی از آن، یکی از چالشهای مهم استان بوده و خسارتهای مالی ناشی از آنها که بر بودجه خانواده و استان تحمیل میشود. ضرورت دارد به منظور جلوگیری از خسارتهای تصادفات جادهای، راهکارهای موثری به اجرا گذارده شود. هدف این مطالعه بررسی تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران میباشد.
مواد و روشها: این مطالعه مقطعی و جامعه مورد مطالعه، تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران در سال 1392 و ثبت شده در اداره کل حمل و نقل و پایانههای مازندران و سازمان پزشکی قانونی استان مازندران بوده است.
نتایج: تلفات ناشی از تصادفات جادهای در راههای برونشهری استان، اغلب راننده (44%) و مرد بوده و بیشتر در سنین 21 تا 30 (26%) قرار دارند. رابطه معکوس بین سطح تخصیلات و فراوانی تصادفات دیده میشود. اغلب خودروها سواری(40%) بوده که بیشتر تلفات مربوط به برخورد وسایل نقلیه با یکدیگر (49%)بوده است. بیشترین تلفات در در محل حادثه اتفاق افتاده (54%) و اکثر آنها با آمبولانس (85.9%) به مراکز درمانی و بیمارستانها منتقل شدهاند. بیشترین تعداد تلفات ناشی از شکستگیهای متعدد (53%) بوده که در روز (60%) و در راههای اصلی استان (82%) به وقوع پیوسته است.
نتیجه گیری: در سال 1392 کل تلفات تصادفات جادهای (راههای برونشهری و روستایی) استان 4.1 درصد و در راههای برونشهری به میزان 1.3 درصد (نسبت به سال 1391) افزایش یافته است. میزان تلفات در مردان بیشتر از زنان میباشد. افراد دارای تحصیلات دانشگاهی کمترین میزان تلفات را در تصادفات رانندگی داشته اند. بر خلاف باور همگانی بیشترین تعداد تلفات در روز اتفاق افتاده است. میزان تلفات در راههای اصلی بسیار بیشتر از آزادراهها و بزرگراهها میباشد. در مطالعه انجام شده، میتوان به تلفات بیشتر رانندگان، تاثیر جنس مذکر ،30-21 سال، برخورد وسایل نقلیه با یکدیگر و خودروهای سبک در بروز تصادفات منجر به فوت پی برد و بر اساس این یافته که بیشترین متوفیات در بر اثر شکستگیهای متعدد بوده است.
کلید واژهها: مازندران، تلفات، تصادفات جادهای، راههای برونشهری، ساری، حمل و نقل، 1392
فصل یکم
کلیات پژوهش
1- مقدمه
امروزه حمل و نقل به دلیل داشتن نقش زیربنایی تاثیر فراوانی بر فرآیند رشد اقتصادی دارد. حمل و نقل یکی از پایههای اصلی توسعه پایدار و متوازن محسوب شده و در فرآیند توسعه اقتصادی و اجتماعی کشورها، همبستگی مستقیم میان گسترش حمل و نقل و دستیابی به نرخ رشد اقتصادی وجود دارد. حمل و نقل در بر گیرنده فعالیتهایی است که به شکلی گسترده در تمامی زمینهها جریان داشته و در مجموعه فعالیتها، نقش غیرقابل انکاری برعهده دارد. این گستردگی فعالیت، سبب حوادث مختلفی از جمله تصادفات جادهای میشود.
افزایش شمار خودروها، سبب شده جامعه و انسانها در معرض شرایط روحی و جسمی مختلفی گیرند. در حال حاضر زندگی از حالت سنتی خارج و کاملا ماشینی شده است. روند زندگی ماشینی حیات جامعه را در معرض تصادفات جادهای قرار داده است. شمار این تصادفات رو به افزایش است و در نتیجه، خسارتهای مالی ناشی از آنها که بر بودجه خانواده و کشور تحمیل میشود؛ بالا بوده و غیرقابل جبران است، از این رو ضرورت دارد به منظور جلوگیری از خسارتهای تصادفات جادهای استان، راهکارهای موثری به اجرا گذارده شود.
تصادفات جادهای یک پدیده اجتماعی در استان بوده که نیاز به شناسایی ابعاد زیر بنایی آن و نارساییهای مختلف از جمله کیفیت راهها و جادهها، کیفیت ساخت خودرو دارد. به طور قطع آمار معلولان و مصدومان ناشی از تصادفات جادهای چندین برابر میزان تلفات ناشی از آن است که پیامدهای جبران ناپذیر آن همچون بی سرپرستی، مسایل و مشکلات روحی و روانی، هزینههای هنگفت درمانی است. هیچگاه نباید از اهمیت تصادفات جادهای و تلفات ناشی از آن در استان مازندران، به علت خسارتها و هزینههایی مستقیم و غیر مستقیمی که به همراه دارد و با توجه به این که تا حد زیادی قابل پیشگیری است، کاسته شده و یا به فراموشی سپرده شود.
تصادفات جادهای در حال حاضر به صورت یک معضل اجتماعی در سطح استان مطرح است که همه ساله جان شمار زیادی از مردم را گرفته و هزینه هایی را به جامعه وارد میکند. هر فردی که در یک تصادف، صدمه یا خسارت می بیند یا معلول و ناتوان شده یا این که جان خود را از دست میدهد، به دلیل این که یک فرد مستقل از دیگران نیست و در شبکه ای از ارتباط با دیگران زندگی میکند، بنابراین پیامد این حادثه فقط به شخص حادثه دیده بر نمی گردد، بلکه تمام کسانی که با زندگی وی در ارتباط هستند را نیز تحت تاثیر قرار میدهد.
تحقیقات اخیر در ایران نشان میدهد که 38 درصد تصادفات ناشی از مرگ و میرهای غیر طبیعی به علت تصادفات جادهای است. بر اساس آمار منتشر شده از سازمان پزشکی قانونی بیش از 235 هزار نفر بر اثر تصادفات رانندگی در کشور ایران، از سال 79 تا پایان سال 1389 کشته شده اند و طی این مدت بالغ بر 222 هزار نفر نیز بر اثر تصادفات رانندگی مصدوم شده اند(1). بنابراین یافتن راه حلی برای کاهش این تصادفات و مشکلات ناشی از آن، ضرورتی اجتناب ناپذیر تلقی میشود.
با توجه به عدم امکان ارزشگذاری واقعی برای جان انسانها و درد و رنج حاصل از دست دادن آنها، برآورد دقیق هزینههای یک تصادف امری غیر ممکن به نظر میرسد. در خصوص کشور ایران که هم اکنون در مرحله رشد فزاینده وسایل نقلیه و به دنبال آن افزایش شمار تصادفات و خسارات ناشی از آن قرار دارد، این مساله از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این میان استان مازندران (با 591 نفر) که پس از استان خوزستان بیشترین آمار کشته شدگان تصادفات برونشهری را در سال 1392 به خود اختصاص داده است و روزانه به طور میانگین 6/1 نفر در تصادفات جادههای استان مازندران کشته میشوند نیز از اهمیت بالایی در این خصوص برخوردار است؛ بنابراین بررسی تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران و شناسایی دلایل آن و محاسبه فراوانی این دلایل میتواند راهی برای کاهش تصادفات در جاده های استان مازندران باشد.
تشخیص و تعیین درست علت وقوع تصادفات ضمن آن که باعث حفظ حقوق شهروندی میشود موجب نمایان شدن عوامل به وجود آورنده تصادف نیز خواهد شد و در پیشگیری از حوادث مشابه بعدی بسیار موثر خواهد بود. به منظور افزایش ایمنی آمد وشد و پیشگیری از وقوع تصادفات و آسیبهای ناشی از آن و افزایش سطح آگاهی بایستی موارد اصلی تصادفات مشخص گردیده تا با آگاهی از آنها، در جهت رفع کاستیها گام برداشته و ضمن واپایش آن، از آسیب رسیدن به مردم جلوگیری شود.
وجود شهرهای بزرگ و کوچک و روستاهای فراوان، افزایش آسفالت راههای روستایی در سالهای اخیر و خصوصیات اجتماعی و اقتصادی ویژه باعث شده است تا بخش زیادی از سفرها در شهرها و محورهای روستایی، دستکم در مسافتهای کوتاه، با وسیله نقلیه انجام پذیرد. از سویی دیگر، مشخصات خاص جغرافیایی و جمعیتی در استان مازندران همچون تعدد شهرها و نزدیکی روستاها به محورهای اصلی جادهای، وجود کاربریهای متعدد و متنوع در حاشیه راهها، تراکم بالای جمعیت و غیره و مشکلات فرهنگی و اجتماعی مانند کمبود فرهنگ استفاده ایمن و اطلاعات کافی از نحوه استفاده از وسیله نقلیه نیز باعث افزایش تلفات ناشی از تصادفات جادهای مازندران گردیده است.
استان مازندران همواره به عنوان یکی از استانهایی که شمار مرگ و میرهای ناشی از تصادفات جاده‌ای در آن عدد بالایی را به خود اختصاص داده است، مطرح بوده و هست و همین امر زمینه ‌ساز کوششی برای شناسایی علل تاثیرگذار بر آن به‌شمار می‌رود. بنابراین افزایش تلفات ناشی از تصادفات جادهای مازندران و از بین رفتن سرمایههایی که نه جبران و نه جایگزین میشوند، بطور قطع به بررسی و راهکارهایی نیاز دارد.
بیان مساله
از میان حوادث مختلف، تصادفات جادهای، به دلیل خصوصیات ویژه خود از جمله فراوانی بالا، شدت زیاد و شانس درگیر شدن مستقیم تمامی افراد جامعه در آن از اهمیت فراوانی برخوردار است که این نقش در کشورهای در حال توسعه نظیر کشور ما نمود بیشتری دارد.
بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، مرگ بر اثر حوادث ترافیکی از 1990 به بعد در هر دوره 6 ساله تقریبا 2 برابر شده و رتبه حوادث ترافیکی در فهرست علل مرگ و میر در جهان از رتبه نهم در سال 1990 به رتبه ششم در سال 2020 خواهد رسید. بر اساس آمار این سازمان مرگ و میر ناشی از تصادفات جادهای از 3/1 میلیون نفر در سال ۲۰۰۴ به 4/2 میلیون نفر در سال ۲۰۳۰ خواهد رسید که عمدتا به خاطر افزایش مالکیت و استفاده از وسایل نقلیه است که با رشد اقتصادی در کشورهای دارای درآمدهای کم و متوسط همراهی دارد. همه روزه در دنیا بیش از 3000 نفر بر اثر تصادفات و صدمات ناشی از آن جان خود را از دست میدهند. در کشورهای کم درآمد و با در آمد متوسط، علت مرگ حدود 85 درصد از فوت شدگان و معلولیت حدود 90 درصد از افرادی که دچار ناتوانیهای جسمی و نقص عضو شدهاند، تصادفات بوده است(2).
به همین دلیل کاهش تلفات جادهای به یک هدف راهبردی در برنامههای بسیاری از کشورها تبدیل شده است. به طوری که برای سالهای 2008 تا 2012، کشورهای عربستان 30 درصد، انگلستان 40 درصد، آمریکا 20 درصد و فرانسه 50 درصد کاهش تلفات جادهای را به عنوان هدف منظور داشتهاند(3).
آمار مرگ و میرهای ناشی از تصادفات در ایران بالاتر از کشورهای توسعه یافته و حتی در حال توسعه بوده و این در حالی است که شاخص"وسیله نقلیه کیلومتر طی شده" در کشورهای توسعه یافته بیش از 10 برابر ایران است. از نظر نرخ تلفات نیز علاوه بر اینکه تعداد مرگهای ناشی از تصادفات در ایران از یک رشد ده درصدی در سال برخوردار بوده است، بررسی آمارهای موجود نشانگر آن است که شاخص"تعداد کشته به ازای هر ده هزار وسیله نقلیه در کشور" در مقایسه با کشورهای توسعه یافته بسیار بالاتر میباشد(4).
آمار کشته شدگان در اثر رانندگی در کشورهای مختلف، متفاوت است. در کشورهای توسعه یافته به ازای هر ده هزار وسیله نقلیه 1تا 5/2 نفر و در کشورهای در حال توسعه 3 تا 15 نفر در سوانح رانندگی جان خود را از دست میدهند. این شاخص برای ایران 29 گزارش شده است. در یک بررسی میانگین سن رانندگان جادهای منجر به جرح یا فوت در ایران 4/11 ±7/36 سال به دست آمده است. در نتیجه اغلب قربانیان تصادفات در سن اشتغال قرار داشته و از این نظر خسارت جبران ناپذیری به جامعه وارد مینمایند(5).
بطور کلی یک قاعده کلی برای تمامی تصادفات وجود دارد. هر تصادف یک اختلال در تعادل بین سه عامل انسان، خودرو و راه و محیط آن میباشد. بر این اساس، عوامل مربوط به انسان با 93 درصد بیشترین سهم (57 درصد به صورت مجزا، 34 درصد با عوامل مربوط به راه و 6 درصد با عوامل مربوط به خودرو) میباشد(6).
پژوهشهای اخیر در ایران نشان میدهد که 38 درصد تصادفات ناشی از مرگ و میرهای غیر طبیعی به علت تصادفات جادهای است. بر اساس آمار منتشر شده از سازمان پزشکی قانونی 235587 نفر بر اثر تصادفات رانندگی در کشور ایران، از سال 79 تا پایان سال 1389 کشته شدهاند و طی این مدت 2221810 نفر نیز بر اثر تصادفات رانندگی مصدوم شدهاند(7).
بنابراین عوامل موثری در بروز این حوادث دخیل هستند. مشخصات خاص جغرافیایی و جمعیتی، نزدیکی روستاها به محورهای اصلی، وجود کاربریهای مختلف را میتوان در چهار عنوان کلی به انسان، خودرو، عامل راه و عوامل طبیعی تقسیم کرد. به همین دلیل، استان مازندران یکی از استانهای پر خطر از نظر تلفات ناشی از تصادفات جادهای کشور است.
استان مازندران با وسعت 23756 کیلومتر مربع 1.46 درصد از مساحت کل  کشور را در بر دارد. این استان 3059083 نفر جمعیت (4 درصد کل کشور) دارد. 54 درصد جمعیت استان ساکن شهر و 46 درصد از جمعیت استان ساکن روستا میباشند. تراکم نسبی جمعیت استان 127 نفر در هر کیلومتر مربع میباشد که نسبت به جمعیت و وسعت کشور جمعیت بالایی را در خود جای داده است. این استان، از شمال به دریای مازندران از باختر به استان گیلان از جنوب به استانهای سمنان، البرز و تهران و از خاور به استان گلستان محدود میشود. این استان، با توجه به موقعیت طبیعی و جغرافیایی جزو استانهای برتر کشور به شمار میآید. این استان با داشتن تنها 3 درصد از راههای کشور، به علت نزدیکی شهرها به یکدیگر و اتصال به پایتخت (با سه محور) پذیرای 8 درصد سفرهای کشور است. همچنین سالانه میلیونها گردشگر داخلی و بیش از هزاران گردشگر خارجی به منظور گذراندن اوقات فراغت از این استان دیدن میکنند(8)
در استان مازندران، بخشی از معضلات و مشکلات حوزه حمل و نقل مربوط به حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای است. این حوادث و تصادفات جادهای، سبب میشود که کارکرد حمل و نقل دارای مشکل شده و راهها و جادهها را تحت تاثیر قرار دهد و با خود مشکلات خاصی را به وجود آورد. از منظر جامعه شناختی میتوان گفت، حوادث ترافیکی چند وجهی است. این موضوع در حوزه بهداشت، سلامت انسانها را تهدید می‌کند؛ در حوزه اجتماعی بنیان خانوادهها را به مخاطره می‌اندازد؛ در حوزه فرهنگی نیز سبب از بین رفتن سرپرستهای فرهنگی جامعه می‌شود و در حوزه اقتصادی منابع کمیاب انسانی و سرمایه ملی در استان را از بین می‌برد.
از مجموع 17994 نفر متوفیان حوادث رانندگی در سال 1392 معادل 11566 نفر یا 28/64 درصد آنان در حوادث رانندگی برون‌شهری (جاده‌ها) و 5063 نفر یا 14/28 درصد آنان در حوادث رانندگی درون‌شهری، 1296 نفر یا 2/7 درصد آنان در جاده‌های روستایی و بقیه یعنی 69 نفر یا 38/. درصد با علل نامعلوم تصادف، جان خود را در این سال از دست داده‌اند. در این رابطه باید گفت استان مازندران با 591 نفر تلفات حوادث رانندگی برون‌شهری، دومین استان پس از استان خوزستان (معادل 600 نفر)، از نظر تلفات بالا در حوادث رانندگی برون‌شهری در سال 1392 محسوب می‌شود(9). همچنین از نظر آمار استانی، استان مازندران 869 نفر کشته در سوانح رانندگی درون و برونشهری (تصادفات جادهای) جز 10 استان نخست حادثه خیز بوده است. و در بخش تلفات عابر پیاده، استان مازندران با 4/10 درصد، رتبه نخست را به خود اختصاص داده است(10).
عوامل مختلفی در ایجاد حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای و از آن مهم‌تر در جلوگیری از آن در استان نقش دارند. تصادفات جادهای منجر به جرح، مرگ، معلولیت و درد، کاهش بهره وری، سوگواری، مشکلات اجتماعی روانی و همچنین تخریب گسترده اموال در استان میشوند. بحران ایمنی معابر، مرگ و میرها، آسیبها و هزینههای ناشی از تصادفات جادهای یکی از چالشهای مهم سلامت، بهداشت عمومی و توسعه استان است. بسیاری از عوامل در افزایش تلفات ناشی از تصادفات در جادههای استان مازندران تاثیر دارند. وجود تلفات بالا در تصادفات جادهای استان طلب می‌کند تا ضمن واپایش و نظارت پیوسته بر آمد و شد جاده‌ها در همه ایام سال، نسبت به برنامه ریزی مناسبت برای بهبود وضعیت جادهها اقدام شود تا از میزان تصادفات جادهای و عوارض ناشی از آن تا حد امکان کاسته شود.
با گسترش زندگی ماشینی و افزایش روز افزون ترافیک در شهرها و جادههای استان مازندران، در مقابل سودمندی اقتصادی و رفاهی ناشی از گسترش ارتباطات و سرعت جابجایی کالا و مسافر، متاسفانه بر شمار و شدت تصادفات جادهای استان و تلفات ناشی از آن، به سرعت افزوده شده و آسیبهای جانی و مالی ناشی از این تصادفات بار سنگینی را بر جامعه انسانی استان تحمیل میکند.
بنابراین برای بهتر شدن هرچه بیشتر شرایط، باید شرایط موجود در استان مازندران بازنگری شده و نقش عوامل تاثیر گذار را تا حد ممکن کاهش داده شود. ﺑﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ اﻧﻮاع ﻋﻮاﻣﻞ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﮔﺬار و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺳﻬﻢ ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻋﻤﺎل ﻳﺎد ﺷﺪه، ﻣﻲﺗﻮان از ﻃﺮﻳﻖ اﺗﺨﺎذ ﺗﺪاﺑﻴﺮ ﻻزم ﺑﺎ اصلاح آنان، از ﻧﺮخ ﺑﺮوز ﺣﻮادث ترافیکی و تصادفات جادهای در استان ﻛﺎﺳﺖ. از این رو هدف اصلی این پژوهش بررسی تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران میباشد.
ضرورت و اهمیت اجرای تحقیق
حمل و نقل در استان مازندران به علت شرایط خاص جغرافیایی و آب و هوایی دارای اهمیت فراوانی است. به همین علت و نزدیکی شهرها و روستاها به یکدیگر سبب افزایش حوادث و تصادفات جادهای میشود. این افزایش تصادفات، خود سبب افزایش تلفات جادهای و کاهش ایمنی جادهها میشود. تلفات ناشی از تصادفات جادهای مازندران، خسارتهای مالی فراوانی بر خانوادهها و منابع استان تحمیل میکند. با توجه به اینکه این خسارتها، در مواردی غیر قابل جبران است، ضرورت دارد به منظور جلوگیری از خسارتها و تلفات ناشی از تصادفات در جادههای مازندران راهکارهای موثری به اجرا گذاشته شود.
الف- اهمیت نظری و تئوری:
پژوهشها نشان میدهد تصادفات به عنوان یکی از عوامل اصلی مرگ و میر میباشد. تصادف‌های جادهای علاوه بر هزینه‌های مستقیم، هزینه‌های غیر مستقیم نظیر هزینه‌ زمان از دست رفته برای درمان مصدومان و مسایل مشابه آنها دارد که رقمی معادل هزینههای مستقیم این بخش است. همچنین از دست رفتن حدود 600 نفر از هم استانیها در تصادفات جادهای غمی جانکاه و اندوهی سنگین است که با هیچ آمار و رقمی قابل محاسبه نیست. افزون بر اینکه بسیاری از قربانیان تصادفات جادهای، صاحب تجارب ارزشمند علمی و فرهنگی و اقتصادی هستند که جایگزین کردن آنها شاید هرگز مقدور نباشد.
این پژوهش، کوشش میکند تا برای این مسئله تحقیق (تلفات ناشی از تصادفات جادهای مازندران) پاسخ نظری پیدا کند یا برای حل این مشکل راهکاری عملی بیابد. بنابراین مبانی نظری این طرح بر اساس پیدا کردن راهکاری برای چارچوب تئوریهای حمل و نقل و تبدیل تهدید به فرصت استوار است.
ب- اهمیت کاربردی و عملی
به علت جایگاه ویژه مازندران در گردشگری و آمد و شد فراوان خودروها، تصادفات و مرگ و میر ناشی از آن در استان مازندران از اهمیت زیادی برخوردار است. تاکنون دلایل متعددی برای بروز تصادفات ارایه شده است. به طوری که معمولا بروز یک تصادف تحت تاثیر چند عامل مختلف با سهم متفاوت میباشد. برای ارایه برنامه جامع و دقیق در خصوص ایمنی کاربران و کاهش شمار و شدت تصادفات، لازم است تا عوامل موثر شناسایی شده و طی برنامه هدفمند و همه جانبه در دستور کار قرار گیرد. کاهش تصادفات و تلفات ناشی از آن در جادههای مازندران، بایستی به عنوان یکی از اولویتها و معیارهای تصمیم گیری برای توسعه زیر ساختهای حمل و نقل استان در سالهای آینده مورد توجه قرار گیرد. از این رو مطالعه در این مقوله، ضروری به نظر میرسد. بنابراین بر اساس آمارهای پزشکی قانونی، تلفات ناشی از تصادفات جادهای مازندران مورد بررسی قرار گرفته است.
اهداف تحقیق
هدف این پروژه انجام پژوهش برای شناخت و ریشه یابی عوامل مؤثر بر وقوع تصادفات جادهای در راههای برونشهری استان مازندران بر اساس آمار ارجاعی به مراکز پزشکی قانونی استان میباشد. بنابراین دستیابی به راهبرد عملی در تحقق بخشی از اقدامات مربوط به افزایش ایمنی و کاهش تلفات که اصلی ترین خسارت ناشی از تصادف جادهای میباشد را در بر خواهد داشت. که بدین منظور آگاهی از بسیاری از متغیرها و بررسی روابط بین آنها بسیار حایز اهمیت است.
اهداف کلی تحقیق:
تعیین تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران در سال 1392
اهداف جزیی تحقیق:
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک متوفی در هنگام فوت
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک سن و جنس متوفی
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک تحصیلات متوفی
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک محل فوت متوفی
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک علت نهایی فوت
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک روشنایی جاده
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به نوع معبر برونشهری
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه انتقال متوفی
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه وقوع تصادفات
تعیین تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نوع خودروی مورد استفاده متوفی
سوال یا فرضیه تحقیق
سوال اصلی تحقیق:
نسبت تلفات ناشی از تصادفات جادهای استان مازندران در سال 1392 چگونه است؟
سوالات اختصاصی تحقیق:
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک متوفی در هنگام فوت چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک سنی و جنس متوفی چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک سطح تحصیلات متوفی چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک محل فوت متوفی چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک علت نهایی فوت متوفی چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک روشنایی جاده چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نوع معبر برونشهری چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه انتقال متوفی چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نحوه وقوع تصادفات چگونه است؟
نسبت تلفات در راههای برونشهری استان به تفکیک نوع خودروی مورداستفاده متوفی چگونه است؟
چارچوب نظری و مدل تحقیق
متوفی/راننده- عابر- سرنشین

سن و جنس متوفی

تحصیلات متوفی

محل فوت متوفی

علت نهایی فوت

تلفات جاده ای

روشنایی جاده

معبر برونشهری

نحوه انتقال متوفی

نحوه وقوع تصادفات

خودروی مورد استفاده متوفی

تعریف واژهها، اصطلاحات و مفاهیم
تعریف واژهها، اصطلاحات و مفاهیم به کار رفته در بررسی تلفات ناشی از تصادفات در جادههای استان مازندران عبارتند از:
تصادف- حادثه ناگواری که اتفاق میافتد آنرا تصادف یا تصادم میگویند. تصادف به منزله، مصادف شدن با برخورد نمودن و تصادم یعنی صدمه دیدن، صدمه وارد شدن به شخص یا چیزی مانند خودرو و غیره. به عبارت دیگر وقوع یک سانحه منجر به جرح، فوت، خسارت، یا ترکیبی از این سه حالت که در نتیجه برخورد یک وسیله نقلیه با یک یا چند وسیله نقلیه دیگر یا انسان یا حیوان یا شی به وجود میآید و باعث تلفات جانی و یا خسارت میگردد (11) تصادف عبارت است از برخورد یک وسیله با یک یا چند وسیله نقلیه دیگر، انسان، حیوان یا اشیا که منجر به خسارت مالی یا جانی شده باشد. در دایره المعارف مهندسی ترافیک نیز چنین آمده است : تصادف واقعهای است اتفاقی که معلول چند عامل است. عوامل موثر در بروز تصادفات اجزای اصلی تصادف در سامانه حمل و نقل جاده ای از دیدگاه علمی و فنی در قالب سه عامل انسان، وسیله نقلیه و جاده میباشندکه هر کدام به نوعی در کیفیت و کمیت تردد و جابجایی ایفای نقش میکنند و باعث ایجاد خطر میشوند. بدین ترتیب جمع بسیاری از عوامل مختلف در شرایط خاص موجب وقوع تصادف خواهد شد که با تغییر و توسعه عوامل محیطی و فیزیکی و یا تغییردر رفتار راننده، نوع و شکل آن تا حدود قابل توجهی تغییر میکند.
راننده- انسان به عنوان استفاده کننده از راه و هدایتگر و کنترل کننده وسیله نقلیه بیشترین سهم را در وقوع یک تصادف، به خود اختصاص داده است. در واقع اصلیترین رکن ایمنی ترافیک، راننده است که میتواند با نحوه عمل درست و منطقی شرایط متغیر ترافیک را شناسایی و درک نماید و به میزان قابل توجهی از بروز سوانح جلوگیری نماید. راننده به فردی (مرد یا زن) اطلاق میشود که مهارت راندن خودرو را داشته باشد.
سرنشین- سرنشین شخصی است که در زمان حادثه داخل خودرو باشد. سرنشین وسیله نقلیه به معنی عام شامل راننده، کمک راننده و مسافر وسیله نقلیه است.
عابر- عابر پیاده عبارت است از: شخصی که بدون استفاده از هیچ نوع وسیله نقلیه موتوری یا غیر موتوری حرکت مینماید.
وسیله نقلیه- عامل وسیله نقلیه مجموع عوامل وسیله نقلیه به تنهایی، وسیله نقلیه و انسان، و وسیله نقلیه و راه میباشد که سهم هر یک از عواملی نظیر عدم مهارت رانندگان در کنترل خودرو، سن رانندگان، کیفیت و ایمنی خودرو، کیفیت زیر ساختهای جادهای و نقص وسیله نقلیه (شامل نقص سامانه ترمز، تایر، فرمان و..) در ایجاد تصادف با دیگری تفاوت دارد. در سهم مجموعه عوامل وسیله نقلیه تاثیر به سزایی دارد.
جاده- عامل جاده و محیط پیرامون طبقه بندی سادهای از انواع راهها به ترتیب راههای فرعی، راههای اصلی، بزرگراه و آزادراه است. نقش بزرگراه و آزاد راه به منظور تامین حرکت با سرعت مستمر و راههای فرعی و اصلی برای دسترسی میباشند. یک شبکه راه باید برای حمل و نقل ایمن و اقتصادی مسافر و کالا مطمئن بوده و جریان ترافیک را حفظ نماید.
محل فوت- مکانی است که واقعه‌ مرگ در آن‎جا رخ داده است.
علت نهایی فوت- عاملی است که به توقف غیر‌ قابل برگشت اعمال حیاتی (همانند ضربه به سر، خونریزی، شکستگیهای متعدد، سوختگی و ...) گردد.
روشنایی جاده- وقوع تصادفات جادهای میتواند در ساعات مختلف شبانه روز از قبیل روز، شب و یا هنگام طلوع و غروب آفتاب رخ دهد. در روشنایی جاده، کارکرد سامانه روشنایی، روشن نمودن پس زمینه اشیا هدف است. به عبارت دیگر در روشنایی معابر سطح جاده روشن میشود (پس زمینه) و نه عابر پیاده (شی هدف) که از مسیر خیابان عبور میکند و چشم راننده به واسطه اختلاف درخشندگی پس زمینه با شی هدف میتواند شی را تشخیص دهد.
نحوه انتقال متوفی- نحوه انتقال، چگونگی انتقال متوفی به بیمارستان است. انتقال متوفی معمولا به وسیله آمبولانس انجام میگیرد و گاهی به علت عدم وجود آمبولانس به وسیله خودروی پلیس، خودروهای گذری و سایر وسیله نقلیه موجود، این انتقال صورت میگیرد.
سن- تلفات تصادفات جادهای به گـروههای سـنـی 10-0، 20-11، 30-21، 40-31، 50-41، 60-51، دسته بندی شده است.
جنس- به دو گروه اصلی مرد و زن نقسیم شده است.
تحصیلات- تحصیلات به گروههای بیسواد، ابتدایی، راهنمایی، متوسطه و دانشگاهی تفکیک میشوند.
نحوه وقوع تصادفات- تصادفات فوتی بر حسب نحوه وقوع تصادف به گروههای برخورد وسایل نقلیه با یکدیگر، برخورد با عابر، برخورد با شی ثابت، برخورد با حیوان، واژگونی، حریق، سقوط و سایر تقسیم شدهاند.
قلمرو زمانی و مکانی تحقیق
این پژوهش در سال 1393 و در استان مازندران انجام شده است.
فصل دوم
ادبیات پژوهش
2-1- مبانی نظری
در مبانی نظری به بررسی تاریخچه تصادف در ایران، تصادفات از منظر روانشناختی و جامعه شناختی، عوامل موثر در بروز تصادفات جادهای (نقش جاده، خودرو، شرایط محیطی و عامل انسانی)، آموزش و فرهنگ سازی رفتار رانندگان، عوامل موثر بر رفتار رانندگی و هزینه‌های اقتصادی تصادفات جادهای پرداخته شده است.
2-1-1- تاریخچه تصادف در ایران(12)
در جهان نخستین انسانی که در یک حادثه رانندگی جان خود را از دست داد، یک خانم انگلیسی بود. بریجیت درسکول ۴۴ ساله اولین کسی در دنیا است که در یک سانحه رانندگی جان خود را از دست داده‌است. وی روز هفدهم آگوست سال ۱۸۹۶ در میدان کریستال پالاس لندن بر اثر تصادف فوت کرد.
نخستین تصادف رانندگی منجر به مرگ در ایران در پاییز سال ۱۳۰۵ میان خودرو مظفرالدین شاه و درشکه درویشخان نوازنده در خیابان سپه که جزو نخستین خیابانهای سنگ فرش شده تهران بود، اتفاق افتاد و راننده فرنگی مظفرالدین شاه که همراه خودرو به ایران فرستاده شده بود بر اثر بی احتیاطی، درویشخان را زیر گرفت. پس از این واقعه سرتیپ درگاهی آیین نامهای به نام نظامنامه درشکههای عمومی تهیه کرد و نخستین نظامنامه عبور و مرور تدوین شد. در یکی از بندهای این آیین نامه نوشته شده بود که راننده هنگام روز در شهر و اماکن پرجمعیت، ضمن حرکت از سمت راست باید با سرعت 15 کیلومتر در ساعت و در خارج شهر 25 کیلومتر در ساعت و شبها با سرعت 10 کیلومتر براند و با اینکه در موقع نزدیک شدن به حیوانات از قبیل اسب و قاطر که به طور طبیعی از صدای ماشین وحشت دارند، رانندگان باید از سرعت خودرو خود بکاهند و آرام حرکت کنند تا باعث وحشت و رم کردن حیوانات نشوند. وزیرالوزرا نیز پس از آن دستور داد که اداره پلیس نظمیه، شعبه ای به نام "وسایط ناقله" تاسیس شود. پس از واقعه فوت درویشخان بود که شمار پاسبانها افزایش یافت و در چهارراهها با بازوبند سفید و چراغ راهنمایی بر دوش دیده شدند که با دست رنگ چراغها را تغییر میدادند.
با آنکه از سال 1292شمار خودروها افزایش یافته بود اما هیچگونه مقرراتی برای نظم بخشیدن به عبور و مرور آنها وجود نداشت تا اینکه، سوئدیها به ایران دعوت شدند و آغاز به پایه گذاری سازمانی به نام نظمیه شهربانی کردند که شعبهای به نام «عبور و مرور» در آن تاسیس شد. در سال 1308، دولت ایران برای نخستین بار به فکر تاسیس یک سرویس حمل و نقل همگانی برای تهران افتاد. در همین سال بود که گواهینامهها صادر و درجه بندی شدند و رانندگان موظف به دریافت تصدیق یا همان گواهینامه از نظمیه بود. اولین افسر آزمایش رانندگی که نام و امضای او در پای اوراق رانندگان زمان قاجاریه وجود دارد و به زبان فرانسه نوشته شده است، شخصی به نام «مسیو کلین» بود که بعد از او، این سمت به «ناصرخان انشا» اولین متخصص نظیمه محول شد.
2-1-2- تصادفات جادهای از منظر جامعه شناختی و روانشناختی
پیشرفت و افزایش جمعیت از عوامل افزاینده سوانح و حوادث از جمله تصادفات جادهای به شمار میآیند. توسعه فعالیتهای مختلف انسانی در امر حمل و نقل، منجر به افزایش تصادفات جادهای گردبده و با گسترش آن به چهره‌ای ناسازگار برای جوامع انسانی تبدیل شده و با ایجاد نا امنی، آن را با خطری جدی مواجه نموده است. تصادفات جادهای از عوامل مختل کننده فعالیتهای مختلف جامعه به شمار آمده و به روشهای گوناگونی می‌تواند آثار زیانباری بر زندگی انسانها بگذارد. امروزه آسیبهای وارده بر اثر تصادفات، یکی از معضلات اصلی جامعه بوده که هر روزه بر ابعاد و عوارض جانبی آن افزوده می‌شود. پس از گسترش شهرنشینی و هجوم و تمرکز آنها در شهرها، به همراه تولید انبوه خودرو، ساختار جادهها دستخوش تغییرات اساسی گردیده و باعث شده که در عصر حاضر بروز تصادفات جادهای، به عنوان یکی از اصلیترین دغدغههای جوامع انسانی مطرح باشد.
جامعه عبارت است از مجموعهای از انسانها که به علت نیازها و تاثیر یک رشته رفتارها، ایدهها و آرمانها در یکدیگر ادغام شده و جمعی سازمان یافته در جهت ارضای نیازهای اجتماعی و اساسی، همکاری دارند، از اینرو جامعه‌ شناختی را میتوان علمی دانست که می‌خواهد از طریق تفسیری رفتار اجتماعی به تبیین علل، سیر و معلول‌های آن دست یابد. همچنین روانشناختی رفتار اجتماعی را در مورد فعالیت‌هایی بکار میرود که بر حسب معنا و مقصودی برای آن قایل هستند با رفتار دیگران مرتبط باشد و بر اساس آن جهت‌گیری شود.
بدین ترتیب جامعه شناختی و روانشناختی تصادفات را میتوان به عنوان بررسی علمی رفتار اجتماعی رانندگان در آمد و شد و حین رانندگی تعریف کرد. همچنین جامعه شناختی و روانشناختی تصادفات عبارت از مطالعه قوانین و فرآیندهای اجتماعی است که رانندگان را نه تنها به عنوان افراد و اشخاص بلکه به عنوان اعضای نهادهای اجتماعی در حوادث رانندگی و تصادفات شناسانده و مورد بررسی قرار میدهد. بنابراین جامعه شناختی و روانشناختی تصادفات، مطالعه رفتار اجتماعی و زندگی اجتماعی رانندگان در جوامع انسانی است.
در این بین فرهنگ همگانی اجتماع و رفتار رانندگان نیز بطور اساسی دستخوش تغییرات گردیده که این رفتارها خود متقابلا بر ایمنی ترافیک و مشکلات ترافیکی و نوع رانندگی و به ویژه در تصادفات و حوادث رانندگی اثرات منفی گذاشته است.بنابراین یکی از اهداف عمده جامعه شناختی و روانشناختی پیش بینی رفتار اجتماعی جامعه و نظارت بر آن است. نوع رفتار رانندگی یکی از مواردی است که شخصیت رانندگان را در اجتماع آشکار کرده و رشد اجتماعی و نوع و روش انتخابی رفتارهای آنان را در اجتماع را به معرض دید میگذارد.
در تعاملات اجتماعی و روابط بین فردی، مساله حمل و نقل به ‌عنوان یکی از مؤلفه های مهم زندگی مورد توجه است. چرا که مشکل حمل و نقل و پیامدهای ناشی از رانندگیهای غیر اصولی، حیات فردی و زندگی اجتماعی همگان را متاثر می‌کند. بدین ترتیب شهرنشینی و متغیرهای مربوط به آن، رانندگان را ناخواسته درگیر عصبانیت، پرخاشگری و بروز ناهنجاریهای اجتماعی میکند. رفتارهای پر خطر در رانندگی و قانون گریزی که به عنوان یک رفتار ضد اجتماعی است از اساسیترین دلایل رفتاری و ناهنجاریهای اجتماعی در رانندگی، وقوع تصادفات و آسیبهای ناشی از حوادث رانندگی به شمار میروند.
آسیبهای ناشی از حوادث رانندگی یک مساله بزرگ سلامت عمومی است که به تلاشی همه جانبه برای پیشگیری موثر و پایدار با توجه به شبکه علیتی آن نیاز دارد. پژوهشهای مختلفی در زمینه تصادف عموما در خصوص تاثیر سه عامل انسان، جاده و خودرو انجام شده است. لکن از بین این عوامل تاکید بر تاثیر عامل انسانی از باورهای رایج است. عامل انسانی (موثر در تصادفات) دامنه ای وسیع، از ویژگی های جمعیت شناسی و مهارت های روانی حرکتی تا ویژگی های شخصیتی، نگرش ها و انگیزش های فردی است (13)
جامعه شناختی تصادفات، بررسی آسیبهای اجتماعی همراه با علتها و انگیزههای پیدایی آنها و نیز شیوه های پیشگیری این پدیده هاست؛ زیرا خاستگاه اصلی کژ رفتاریهای اجتماعی را باید در کل حیات اجتماعی و نوع خاص روابط انسانی جستجو کرد. در کنار تصادفات که آسیبهای فردی و اجتماعی جبران ناپذیر و هزینه های سرسام آوری را بر جامعه تحمیل میکند. فرهنگ همگانی رانندگی بر ایمنی ترافیک و مشکلات ترافیکی اثرات منفی غیر قابل انکاری گذاشته و آسیبهای فردی و اجتماعی جبران ناپذیر را بر جامعه تحمیل میکند.
بنابراین روانشناختی و جامعه شناختی رفتار تصادفات و حوادث ترافیکی نشان میدهد که عامل رفتاری رانندگان، از اصلیترین علل و عوامل بروز تصادفات است. ناشناخته ماندن سهم تاثیرات شخصیت افراد در رانندگی موجب شده رانندگی غیر اصولی و خطر آفرین رواج یابد. همچنین ضعف مهارتهای رانندگی ناشی از کمبود تجربه از دلایل ساختاری تصادفات محسوب میشوند. رفتار اجتماعی رانندگان به عنوان یکی از شاخص های اصلی رانندگی مطرح میباشد. بنابراین میتوان با به کارگیری روشهای علمی و اهمیت دادن به رفتار اجتماعی رانندگان، بخش قابل توجهی از آسیبهای ناشی از حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای را کاهش داد.
2-1-2-1- جامعه شناسی تصادفات جادهای
اهمیت موضوع ترافیک در هر جامعهای یک واقعیت اجتماعی است، که ناشی از مسایل مختلف است. لیکن انسانی که با تمام توانمندیهای خود توانسته برای آرامش زندگی خود، بهترین جادهها و امکانات را فراهم نماید، بهترین راهکارها را برای معضل ترافیک تدوین کند؛ نقش انسانی خود را در حل مشکل ترافیک نادیده گرفته است. این اثرات و نیز فرآیندها و جریانات موجود در درون اجتماعات، اثراتی بر روابط اجتماعی می‌گذارد. با آنکه شهرنشینی در ایران پدیده تازهای نیست اما به علت ورود ناگهانی خودرو به شهرها، فرآیند شهرنشینی از چنان ویژگیهایی برخوردار گردیده که آنرا از اساس با شهرنشینی سنتی متفاوت ساخته است.
آنچه که امروزه در جامعه گسترش یافته، پیداش بافتهای گوناگون مسکونی، تجاری، اداری است، این تنوع کاربری و کارکردی باعث تغییرات و تحولات گستردهای در جامعه شده، از جمله سبب افزایش سفرها و ایجاد تراکم و هجوم به سمت شبکههای حمل و نقل گردیده که معضل تصادفات را با خود به همراه آورده است. بنابراین ما با پدیدهای بنام تصادفات روبرو هستیم که سه عامل انسان، محیط و وسیله نقلیه را در رابطه ای تنگاتنگ و پیچیده با یکدیگر قرار میدهد. بر اساس چنین واکاوی اجتماعی، ارایه هر گونه برنامه برای کاهش تصادفات از دیدگاه کارکردی، جامعه شناختی و فرهنگی در استان باعث شده که ساختارآنها متمایز باشد.
رویکرد جامعه شناختی شامل ایده راهبر اصلی است. که مفهوم سازی و تحلیل از آن پیروی میکند و منعکس کننده مجموعه خاصی از ایدهها و فرضیههای مربوط به طبیعت مردم و جامعه است(14)، از نظر جامعه شناختی، خودرو در ایران، به عنوان یک ابزار دسترسی انسان‌ها به یکدیگر، نقش خود را به خوبی ایفا نکرده و سبب گسستی عمیق در جامعه شده است. هنگامی که انسان برای رفع نیازهای گسترده زندگی خود مجبور است که از فناوری و دستاورد بنام خودرو استفاده کند، نخستین پیامدی را که به جامعه انسانی تحمیل میشود، معضلی بنام آمد و شد خودروها و عدم تناسب خودروها با امکانات توسعه در مساله حمل و نقل است؛ این پدیده اجتماعی با بروز مشکلاتی چون مشکلات روحی و روانی، ناراحتیهای عصبی همراه است.
به دنبال رشد سریع حمل و نقل و فراگیر شدن استفاده روزمره خودرو، در طول سده بیستم، به تدریج نظام جاده سازی در خدمت خودرو قرار گرفت و سپس شیوه زندگی صورتی خودروگرا پیدا کرد. در نتیجه به دلیل استفاده بی رویه از خودرو عوارض منفی آن به صورت مرگ و میر به یک مساله بزرگ بشری تبدیل شد. علاوه بر این خودرو به عنوان یک وسیله پر جاذبه، تاثیرات وسیعی بر شیوه زندگی, قشربندی اجتماعی، هنجارها به وجود آورده که به پیدایش تضادها، نابرابریها و تنشهای جدید منجر شده است. خودرو قطعا یکی ازابزارهای موثر در تعیین سطح زندگی و رفاه اجتماعی انسان‌هاست و کاربرد آن در خدمات حمل و نقل بسیار مهم است.
همان‌گونه که وسیله نقلیه رفاه و آسایش بی ‌دلیلی را برای جوامع به ارمغان آورده است، ضایعات و خسارات بزرگی را نیز به آنها تحمیل کرده است. چنانکه بشر امروز در هر سال شاهد میلیون‌ها تصادف است. در حوادث رانندگی سه عامل عمده انسان، جاده و خودرو نقش اساسی دارند و در این بین نقش اصلی به عهده انسان است. عوامل انسانی دامنه وسیعی از عوامل، از ویژگی‌های جمعیت‌ شناختی و مهارت‌های روانی حرکتی تا ویژگی‌های شخصیتی را در بر می‌گیرد(15). انسان به عنوان محور توسعه، در همزیستی با خودرو امنیت جانی و سلامت روحی و روانی خود را از دست داده است. این موضوع اتلاف وقت و تصادف را به همراه آورده است. پس از آن به علت گسترش روابط اجتماعی و ورود روزافزون خودروها به اینگونه روابط، سبب افزایش تصادفات گردیده است.
چون روابط اجتماعی بر اساس تعامل انسانی در محیط شکل می‏گیرد. اینگونه رفتار با تولید و عرضه روزافزون خودرو و قفل شدن جادهها درحال افزایش است، که نمایانگر شکاف فرهنگی در جامعه ناشی از نبود فرهنگ مناسب رانندگی است. چنانچه از دیدگاه جامعه شناختی به آن بنگریم، باید به ابعاد اجتماعی موضوع و بحث رفتارها و هنجارهای رایج در جامعه و ضرورت اصلاح و تغییر رفتار پرداخت. بنابراین انسان‌ها که مهمترین طعمه تصادفات هستند، در بروز آن نقش اصلی را ایفا می‌کنند. آنچه که زمینه اشتباهات انسانی را در تصادفات فراهم می‌سازد، نا آگاهی افراد نسبت به مفاهیم عینی در این مورد است. از سوی دیگر جامعه ‌شناختی دارای دانش‌ گستردهای است،که میتواند فرهنگ ترافیک را از نظر اجتماعی مورد تاثیر قرار ‌دهد.
بنابراین از بعد جامعه شناختی، تصادفات جادهای در قالب یک پدیده اجتماعی است که انسان نقش خاصی در آن دارد. شهرها از حوزههای مختلفی شکل گرفته، که یکی از این حوزهها مربوط به حمل و نقل بوده که با کمیت و کیفیت این شبکه همراه است. از اینرو، بخشی از معضلات و مشکلات حوزه حمل و نقل مربوط به تصادفات و حوادث ترافیکی است. این حوادث، سبب میشود که کارکرد حمل و نقل دارای مشکل و متغیر شده و راهها و جادهها را تحت تاثیر قرار دهد و با خود مشکلات خاصی را به وجود آورد. از منظر جامعه شناختی میتوان گفت، تصادفات جادهای سلامت انسانها را تهدید کرده و بنیان خانوادهها را به مخاطره می‌اندازد. همچنین سبب از بین رفتن سرپرستهای فرهنگی جامعه می‌شود و منابع کمیاب انسانی و سرمایه ملی را از بین می‌برد.
2-1-1- 2- روانشناختی تصادفات جادهای
روانشناختی تصادفات جادهای، حوزه کاربردی است که در باره جوانب رفتاری و شناختی رانندگی به عنوان موضوع اجتماعی بحث میکند. این موضوعات پیچیده و همپوشی با محیطهای فنی، غیرفنی و ذهنی دارد. روان شناختی رانندگی در جهت ارتقای سطح توانمندی راننده در غلبه بر مقاومتهای درونی ناخودآگاه نسبت به اصول رانندگی حمایت آمیز است. تجربه احساس مقاومت نسبت به اصول روانشناختی رانندگی، بخشی از فرآیند درگیر شدن در خود ارزیابی و خود اصلاح گری است.
اکنون موضوع رفتار اجتماعی رانندگان در عرصه حمل و نقل باید مورد توجه قرار گیرد. راننده (عامل انسانی) مهمترین علت در ایجاد تصادفات جادهای میباشد. عامل رفتاری و ضعف مهارتهای شغلی ناشی از کمبود تجربه و عدم آشنایی با جادهها از اصلیترین علل و عمده ترین دلایل ساختاری حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای به شمار میآیند. تخلفات رانندگی همواره یکی از علل بروز مشکلات، معضلات و حوادث ترافیکی در همه‌ جوامع می‌باشد که بسته به بافت جوامع میزان و نوع آن متفاوت خواهد بود. گرچه در بروز حوادث ترافیکی و تخلفات رانندگی، عوامل مختلفی دخیل بوده، اما نقش علل انسانی در رفتار ترافیکی و روش رانندگی به عنوان اصلی‌ترین عامل، دارای بالاترین درصد علت حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای است.
رانندگی یکی از مواردی است که شخصیت راننده را در اجتماع آشکار کرده و ابعاد فرهنگی، رشد اجتماعی، نوع و روش انتخابی رفتارهای فرد در اجتماع را به معرض دید میگذارد. حرفه رانندگی مستلزم آگاهی، مشاهده و درک و واکنش بیخطر در برابر عوامل تحریک کننده است. شهرنشینی، آمد و شد و متغیرهای مربوط به آن، رانندگان را ناخواسته درگیر عصبانیت و پرخاشگری میکند. بدین ترتیب عدم رعایت مقررات و قانون گریزی که به عنوان یک رفتار ضد اجتماعی است از اساسی ترین دلایل رفتار نا ایمن در وقوع حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای به شمار میروند.
رﻓﺘﺎرﻫﺎی ﻧﺎمناسب و مخاطره آمیز اﻓﺮاد زﻣﺎﻧﻲ اﻫﻤﻴﺖ دو ﭼﻨﺪان ﻣﻲﻳﺎﺑﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺘﻮاﻧﻨﺪ علاوه بر تهدید زﻧﺪﮔﻲ ﻓﺮد اﻧﺠﺎم دﻫﻨﺪه ﻋﻤﻞ، ﺳﻼﻣﺘﻲ و زﻧﺪﮔﻲ اﻓﺮاد دﻳﮕﺮ را ﻧﻴﺰ ﺗﻬﺪﻳﺪ ﻧﻤﺎﻳﺪ. ناهنجاریهای رفتاری در رانندگی به عنوان یک معضل جدی در جامعه به شمار میآید؛ که باید در جهت جلوگیری از این معضل به دنبال تمهیدات و برنامه های اساسی بود. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺎﻫﻴﺖ ﻛﺎر اﺣﺘﻤﺎل ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻳﻚ ﻋﻤﻞ ﻧﺎ اﻳﻤﻦ ﺑﻪ ﺣﺎدﺛﻪای ﻓﺎﺟﻌﻪ ﺑﺎر ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺴﻴﺎری از ﻣﺸﺎﻏﻞ دﻳﮕﺮ ﺑﺎﻻﺗﺮ اﺳﺖ. زﻳﺮا ﻋﻼوه ﺑﺮ ﺗﻬﺪﻳﺪ زﻧﺪﮔﻲ و ﺳﻼﻣﺘﻲ ﺧﻮد راﻧﻨﺪه ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ زﻧﺪﮔﻲ دهها ﻧﻔﺮ دﻳﮕﺮ ﻛﻪ در ﻋﻤﻞ، دﺧﺎﻟﺘﻲ در اﻧﺠﺎم ﻋﻤﻞ ﻧﺎ اﻳﻤﻦ راﻧﻨﺪه ﻧﻴﺰ ﻧﺪارﻧﺪ ﺑﻪ ﻣﺨﺎﻃﺮه اﻓﻜﻨﺪه ﺷﻮد؛ که از اﻫﻤﻴﺖ ﺑﺴﺰاﻳﻲ ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. این رفتارهای نا ایمن سبب پدید آمدن حوادث ترافیکی و تصادفهای فراوانی میشود.
آمارهای جدید نشان میدهد %75 حوادث جادهها مربوط به شخصیت انسان است. بنابراین خصوصیات روانی، اجتماعی، تربیتی و باورهای فرهنگی از عوامل مهم ایجاد حوادث است (16). بنابراین در پدید آمدن تصادفهای رانندگی چهار عامل انسانی، جاده، وسیله نقلیه و محیط موثرند. در میان عوامل انسانی می‌توان به نادیده گرفتن مقررات و خطاهای رانندگی، نگرش های ترافیکی نادرست، خستگی و خواب آلودگی، مصرف مواد مخدر و الکل، رانندگی در ساعات سیاه (آخرشبها، اوایل صبح، بعد از ناهار) رانندگی جوانان به ویژه در آخر شبها، تعطیلات آخر هفته و با حضور همسالان اشاره کرد. بنابراین تصادفات جادهای منجر به جرح، مرگ، معلولیت و درد، کاهش بهرهوری، سوگواری، مشکلات اجتماعی روانی و همچنین تخریب گسترده اموال میشوند.
تلفات ناشی از تصادفات جادهای یکی از چالشهای مهم سلامت، بهداشت عمومی و توسعه استان مازندران است. به همین دلیل، ناهنجاریهای رفتاری در رانندگی و تصادفات جادهای به عنوان یک معضل جدی در جامعه محسوب میشود. بسیاری از عوامل در افزایش تلفات ناشی از تصادفات جادهای نقش دارند؛ سرعت غیر مجاز، رعایت نکردن حق تقدم و سبقتهای خطرآفرین از جمله عوامل موثر در بالا بردن آمار حوادث ترافیکی و تصادفات جادهای ارزیابی شدهاند. اما فرهنگ نادرست رانندگی در این میان نقش بیشتری دارد. بنابراین ﺑﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ اﻧﻮاع رﻓﺘﺎرﻫﺎ ﻋﻮاﻣﻞ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﮔﺬار ﺑﺮ آﻧﻬﺎ و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺳﻬﻢ ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻋﻤﺎل ﻳﺎد ﺷﺪه، ﻣﻲﺗﻮان از ﻃﺮﻳﻖ اﺗﺨﺎذ ﺗﺪاﺑﻴﺮ از ﻧﺮخ ﺑﺮوز تصادفات جادهای ﻛﺎﺳﺖ.
2-1-3- تصادفات جادهای
با توسعه جوامع، سالانه میلیونها خودرو به سامانه حمل و نقل افزوده شده و به دنبال خود، مشکلاتی را به همراه میآورند. به این ترتیب خطر تصادفات به ویژه تصادفات جادهای روز به روز افزایش یافته و ایمنی جادهها کاهش مییابد. سامانه حمل و نقل جادهای به سبب ویژگیهای خاص نسبت به سایر سامانههای جابجایی، استفاده کنندگان بیشتری را به خود جذب میکند. همین عامل موجب میشود که ایمنی راه به شدت تحت تاثیر قرار گیرد و امنیت آن در مقایسه با سامانههای حمل و نقل کاهش یابد. بنابراین معیار سنجش ایمنی راه، تصادفات جادهای است.
2-1-3-1- مفهوم تصادفات
در فرهنگ عمید تصادف از نظر لغوی؛ از باب تفاعل به معنی به هم برخورد کردن، با هم روبرو شدن، به هم رسیدن بر حسب اتفاق و برخورد میباشد. تصادم نیز از همین باب و از نظر معنای لغوی به معنی به هم زده شدن، به هم کوفته شدن، سخت به هم خوردن دو چیز و کوفته شدن دو جسم به یکدیگر میباشد.
تعریف تصادفات رانندگی(17):
در رابطه با تصادفات رانندگی تعاریف متعددی ارائه شده که تمامی آن ها از نظر مفهوم یکسان است. در ذیل چند نوع از تعاریف مربوط به تصادفات رانندگی را ذکر می کنیم:
تصادف عبارت است از برخورد یک وسیله نقلیه با وسیله نقلیه دیگر ، حیوان، انسان، اشیاء ، خروج وسیله نقلیه از جاده و یا واژگون شدن آن که منجر به جرح، قتل و خسارت گردد.
تصادف عبارت است از انجام عمل و واقعهای در رابطه با واحدهای ترافیکی در کوچه، خیابان و جاده و به طور کلی در راه که در نتیجه آن اشیاء، خودرو و یا خودروهایی خسارت دیده و شخص یا اشخاصی مجروح یا فوت نموده اند.
تصادف عبارت است از برخورد وسیله نقلیه با یک شی ثابت یا متحرک، جاندار، خروج از جاده و یا واژگون شدن وسیله نقلیه که نهایتاً موجب خسارت، جرح یا قتل می گردد
تصادف عبارت است از وقوع سانحه منجر به جرح، فوت، خسارت و یا ترکیبی از آنها که در نتیجه برخورد یک یا چند وسیله نقلیه با یکدیگر و یا انسان، حیوان و شی به وجود آید . همچنین خروج وسیله نقلیه از راه و واژگونی آن را نیز باید به موارد مذکور اضافه نمود.
برخورد یک یا چند واحد عبور و مرور با یکدیگر و یا اشیا ثابت که منجر به ضرر و زیا ن های مالی و جانی گردد که واژگونی و خروج از راه هم باید به آنها افزوده گردد.
تعریف دیگر، تعریفی است که مجمع ملی ایمنی راهها از تصادفات رانندگی به عمل آورده است و آن این است، تصادف، واقعهای است که مرگ، جراحت یا خسارتهای خودرویی را به طور غیر عمدی به دنبال دارد.(18)
خسارتی

جرحی

1-از لحاظ نتیجه
با وسیله یا وسایل نقلیه دیگر

فوتی

با عابر یا عابران

بدون برخورد
با حیوانات

با اشیا ثابت

با اشیا متحرک

2-بر اساس وسایل نقلیه درگیر

خروج از راه

واژگونی

بدون برخورد

آتش سوزی

پرت شدن سرنشین

نمودار2-1- نمودار طبقه بندی تصادفات بر اساس نتیجه تصادف و وسایل نقلیه درگیر
در تعریف کمیسیون استاندارد خودروهای جاده ای موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران؛ تصادف عبارت از رخداد ناگهانی و غیر قابل پیش بینی در مورد وسیله نقلیه که در اثر آن زیانهایی به وسایل نقلیه، سرنشین و یا اجسام وارد آید(نمودار2-2)(19). با وجود این، هنوز تعریف کاملی برای تصادف بیان نشده است. بنابراین برای شناخت تصادفات جادهای بایستی عوامل اصلی بروز اینگونه حوادث را مورد بررسی قرارداد. در واقع برای کاهش آسیبهای وارده و دستیابی به سامانههای حمل و نقل مناسب، به طوری که ایمنی جادهها ارتقا یابد.
تصادف

بدون برخورد
با برخورد

جلو

خارج شدن از راه
قیجی کردن

پهلو

واژگونی
جدا شدن یدک

سایر
افتادن یا جابجایی بار بار
عقب

آتش سوزی

نمودار2-2- نمودار تصادف کمیسیون استاندارد خودروهای جاده ای موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
2-1-3-2- واکاوی تصادفات جادهای
افزایش جمعیت و روند رو به رشد توسعه و فعالیتهای مختلف انسانی در امر حمل و نقل، موجب شده اثرات نامطلوبی از نظر تصادفات جادهای، همراه با خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری پدید آید. تصادفات جادهای یکی از شایعترین سوانح و حوادث است که جان بسیاری از مردم را به خطر میاندازد. توسعه فناوری و افزایش روز افزون خودرو در زندگی بشر، موجب شده تصادفات جادهای یکی از شایعترین حوادث است که سالانه جان بسیاری از مردم را به خطر می‏اندازد. کشور ما، از این نظر یکی از کشورهای دارای بیشترین موارد تصادف جاده ای و تلفات ناشی از آن است.
ایران بین سالهای ۲۰۰۴-۲۰۰۲ مکان دوم جهانی را آن هم با اندکی اختلاف پس از کشور السالوادوردر قاره آمریکا از نظر «تعداد کشته به ازای ۱۰۰ هزار نفر جمعیت» در تصادفات جادهای به خود اختصاص داده است. بر این اساس در السالوادور تعداد کشته به ۱۰۰ هزار نفر جمعیت در تصادفات جاده‌ای در سال‌های مورد بررسی ۴۳ نفر و در ایران ۴۱ نفر بوده است. این تعداد برای کشور انگلستان ۶ نفر، آمریکا ۱۷ نفر، چین ۶ نفر، مالزی۳۲ نفر، کره۳۳ نفر، سوریه۱۲ نفر، عربستان۲۲ نفر، بنگلادش۲۰ نفر و هند۱۵ نفر بوده است. همین آمار نشان می‌دهد از سال ۱۳۷۳تا سال ۱۳۸۶ نزدیک به۳۰۰هزار نفر در تصادفات جاده‌ای در کشور جان خودرا از دست داده‌اند(20).
تلفات جادهای در جهان رتبه هفتم را دارد اما در ایران پس از بیماریهای قلبی و عروقی رتبه دوم را دارد(21) بر اساس آخرین آمار مرگ و میر بر اثر تصادفات جادهای از سال 79 تا 88، 235 هزار و 50 نفر جان خود را از دست دادهاند. بر اساس این آمار 10 ساله میتوان گفت که به ازای هر 100 هزار نفر جمعیت 28/38 درصد تلفات داشتهایم. در هر ساعت2.7 ایرانی بر اثر تصادفات جادهای جان میدهند.(22) که نشانگر تلفات انسانی بالا با توجه به جمعیت کشور ( تنها یک درصد از جمعیت جهان) است. به همین لحاظ تصادفات جادهای یکی از عمده ترین دلایل مرگ و میر ایرانیان است.
متاسفانه در طول یک دهه اخیر وضعیت ایمنی جاده‌های کشورمان به نسبت دیگر کشورهای جهان از وخامت بیشتیر برخوردار شده است و طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی در سالهای 2011 و 2013 شاهد هستیم که رتبه ایران که در سال 2007 در میان 178 کشور دنیا در مقام 168 قرار داشت، در سال 2011 و در میان 180 کشور جهان به رتبه 177 رسیده است(23).
بر اساس آمار سازمان پزشکی قانونی کشور در ۱۰سال (1376 تا 1385) به جمعیت کشور ۸ میلیون و ۵۷۵ هزار و ۴۷۶ نفر و به تعداد وسایل نقلیه موتوری ۹۷۴ هزار و ۸۶۹ مورد افزوده شده که تعداد مرگ ناشی از حوادث ترافیکی در این مدت ۲۰۹ هزار و ۹۲۳ مورد بوده است. تعداد افراد آسیب دیده ناشی از این حوادث یک میلیون و ۶۵۰ هزار و ۳۴۱ آسیب بود که از ۱۱۰ نفر به ازای هر ۱۰۰هزار نفر در سال 1375 به۴۰۱ نفر به ازای هر ۱۰۰هزار نفر در سال 1384 افزایش یافته، سپس به ۳۹۳ نفر به ازای هر ۱۰۰ هزار نفر در سال 1385 کاهش یافته است. میزان مرگ ناشی از حوادث ترافیکی نیز از ۱.۲۲ به ازای هر۱۰۰ هزار نفر در سال 1375 به ۵ .۴۰ به ازای هر ۱۰۰ هزار نفر در سال1384 افزایش پیدا کرده و سپس در سال 1385 به ۱. ۳۹ نفر به ازای هر۱۰۰هزار نفر کاهش پیدا کرد. تعداد مرگ بر اساس شاخص تعداد وسایل نقلیه از ۲۱۱ مورد به ازای هر ۱۰۰ هزار وسیله نقلیه در سال 1375 به ۲۵۸ مورد به ازای هر ۱۰۰ هزار وسیله نقلیه در سال 1381 افزایش یافت و سپس به۱۷۰ مورد به ازای هر ۱۰۰ هزار وسیله نقلیه کاهش پیدا کرد(24).
بر اساس آخرین آمار مرگ و میر بر اثر تصادفات جاده‌ای از سال 1379 تا 1388، 235 هزار و 50 نفر جان خود را از دست داده‌اند. بر اساس این آمار 10 ساله می‌توان گفت که به ازای هر 100 هزار نفر جمعیت 38.28 درصد تلفات داشته‌ایم. در هر ساعت 2.7 ایرانی بر اثر تصادفات جاده‌ای جان می‌دهند(25) همچنین بر اساس اعلام سازمان پزشکی قانونی، روزانه بیش از ۶۰ نفر در حوادث رانندگی در کشور جان میبازند(26). بنابراین بر اثر تصادفات جادهای به طور متوسط در هر 22 دقیقه یک نفر جان خود را بر اثر تصادف با خودرو از دست میدهند و به همین لحاظ تصادفات جادهای یکی از عمده‌ترین دلایل مرگ و میر ایرانیان است.
همچنین اگر مقایسهای در مورد تعداد کشته شدگان تصادفات جادهای ایران به ازای هر۱۰ هزار وسیله نقلیه صورت گیرد، نرخ کشته شدگان تصادفات جاده ای ایران حدود ۴۵ برابر کشورهای صنعتی، ۲ برابر چین، ۳ برابر کره جنوبی، 5.3 برابر تایلند، ۳ برابر روسیه و ۷ برابر ترکیه با جمعیت و وسایل نقلیه موتوری تقریبا یکسان است (27)، به همین دلیل ایران دارای رتبه نخست تصادفات در دنیاست. علاوه بر این، شاخص مربوط به قربانیان تصادفات ایران چند برابر شاخص مشابه در کشورهای دیگر است و بیشترین قربانیان در سنین 20 تا 50 سالگی و در عابران پیاده دیده میشود (28).
رشد حوادث برونشهری که در سال 1355، در حدود 55 هزار مورد بوده است در سال 1385 به 165 هزار مورد رسیده است، که رشد سالیانه 13درصدی را سبب میشود. همچنین از سال 1376 که تعداد کشته شدگان 14هزار نفر بوده است به 28 هزار مورد در سال 1385 رسیده است و باز هم رشد نگران کننده 8 درصدی را در طی 10سال داشته است. حوادث رانندگی قربانیان خود را از سنین کلیدی جامعه انتخاب میکند. سهم عوامل مختلف در حوادث رانندگی ایران بر اساس راهنمای ایمنی راهها (پیارک) که مرجع معتبری است محاسبه شده است. سهم عامل انسانی به تنهایی 57 درصد است که 26 درصد با عامل جاده و 6 درصد با عامل وسیله نقلیه هم پوشانی دارد. این درحالی است که سهم عامل جاده به تنهایی 3 و وسیله نقلیه 2 درصد میباشد (29).
آمار تصادفات، تلفات و زخمیهای حاصل از تصادفات در نمودار پایین ارایه شده است. با نگاهی اجمالی به نمودار میتوان دریافت تعداد متوفیات، جراحت و مرگ تا سال 1384روندی صعودی داشته که از سال 1385 این روند افزایشی تا حدی واپایش شده و در سالهای 1386 و 1387 با روند کاهشی مواجه بوده است. تعداد مرگ و میر ناشی از تصادفات رانندگی در سال 1386 با کاهش چشمگیری (16 درصد) مواجه بوده است که بخش عمده آن (حدود 9 درصد) میتواند به دلایل مختلفی از جمله سهمیه بندی سوخت و اثر القایی آن در تیرماه و سرمای شدید هوا در ماههای آخر سال و بخش دیگر آن (حدود 7 درصد) میتواند به دلیل بهبود پایدار ایمنی رانندگی در کشور باشد)30).

نمودار2-3- تعداد تصادفات، جرح و فوتی ناشی از تصادفات در ایران (1373 تا 1388)
حوادث رانندگان اولین آسیب‌های غیر عمدی منجر به مرگ می‌باشند. هر 6 دقیقه یک عابر پیاده در تصادفات آسیب و هر 107 دقیقه یک عابر پیاده جان خود را از دست می‌دهد. به خواب رفتن افراد در هنگام رانندگی سالانه باعث 100000 تصادف می‌شود که در نتیجه آن تعداد زیادی آسیب دیده و جان خود را از دست می‌دهند(31). رانندگی در حالت خواب آلودگی خطر تصادفات جادهای را 4 تا 6 برابر افزایش میدهد. همچنین رانندگی همراه با انجام کارهای دستی و یا بینایی پیچیده خطر تصادفات جادهای را 3 برابر افزایش میدهد(32).
تصادفات علت اصلی مرگ و میر و آسیبهای جدی هستند که در تمام جهان اتفاق می‌افتد و سالانه شمار زیادی از مردم را به کام مرگ می‌کشد. ایران یکی از کشورهایی است که بالاترین میزان تلفات انسانی ناشی از تصادفات جادهای را دارد. در ایران برخی عوامل ویژه سبب بالا رفتن نرخ مرگ و میر افراد در تصادفات می‌شود که شاید تاثیر این عوامل در سایر کشورها کمتر باشد.
نمودار 2-4- مقایسه آمار 13 ساله تلفات حوادث رانندگی از سال 1380 تا سال1392
با توجه به تمهیدات مختلف و کنترل سیر فزاینده مرگ و میر در تصادفات جاده‌ای اما باز هم نگرانی‌ها رفع نشده است و ایران همچنان در صدر کشورهای پر تلفات جاده‌ای قرار دارد. نگاهی به این آمارها نشان می‌دهد که تلفات ناشی از تصادفات جاده‌ای در ایران بسیار بالا بوده و از حیث آمار در رتبه های نخست جهان قرار دارد، این در حالی است که تعداد خودروهای ایران از تعداد خودروها در بسیاری از کشورها جهان بسیار کمتر است. بر اساس آمارهای موجود، مرگ و میر ناشی از تصادفات در جادهها نسبت به سایر کشورها بسیار بیشتر است. تصادفات جادهای، یکی از مهمترین مشکلات مرتبط با سلامت همگانی است، پیشگیری مداوم و موثر آن نیازمند کوششهای هماهنگ و همه جانبه است.
2-1-4- عوامل موثر در بروز تصادفات جادهای
اندیشه انسانها و گذشت زمان، وی را بر طبیعت چیره نموده، راههای چیرگی امکانات و تواناییهای موجود در آن را برای رفاه بیشتر نوع بشر هموار کرده است. این روند از یک طرف آسایش و رفاه را برای نوع بشر به ارمغان آورده، از طرف دیگر بر کمیت و هم بر کیفیت زیستن وی اثرات زیانبار و مخرب بر جای گذاشته است. با رشد شتابان شهرها و افزایش حمل و نقل در جادهها و همچنین افزایش سرعت، مساله تصادفات جادهای مطرح گردید. بدین ترتیب مسایل حمل و نقل و تصادفات جادهای، با همه پیچیدگیهای آن مورد توجه واقع شدند.
حمل و نقل علیرغم داشتن جنبه های ایمنی و رفاهی بسیار فراوان، جوامع را مورد تهدید قرار داده است. در این بین، حمل و نقل جادهای با توجه به گستردگی و فراگیری آن از اهمیت ویژهای برخوردار است. حمل و نقل از سه عامل، انسان، راه، وسیله نقلیه تشکیل میشود. چنانچه هر یک از عوامل سه گانه نباشد اصولا مسالهای به نام تصادفات جادهای وجود نخواهد داشت. بنابراین یکی از مهمترین عواملی که در ایجاد تصادفات جادهای بسیار با اهمیت است افزایش جابجایی میباشد، که از عوامل اصلی این افزایش آن؛ میزان رشد جمعیت و افزایش بی رویه خودروها میباشد.
هنگامی که شهرها رشد میکنند، توجه به هماهنگی میان جنبههای مختلف زیستی آنها بسیار حایز اهمیت میباشد. در این فرآیند جابجایی جمعیت در انجام فعالیتهای روزمره بسیار ضروری است. رشد سریع جمعیت، افزایش مصرف و گسترش محدودههای ساخته شده، سامانه حمل و نقل را آشفته نموده و نا امنیهای ایجاد شده؛ تهدیدی جدی برای جوامع به شمار میروند. این اقدامات از طریق لحاظ کردن برخی از هزینههای حمل و نقل، بر فعالیتهای مختلف تاثیر گذاشته و این امر میتواند منجر به افزایش آمد و شد و تصادفات جادهای شود.
در میان فعالیتهای آسیب رساننده فعالیتهای انسانی، حمل و نقل سهم به سزایی را به خود اختصاص داده است در نتیجه باید به عنوان یکی از پیجیده ترین مشکلات جوامع بشری مورد توجه قرار گیرد. حمل و نقل آثار متفاوت زیادی حاصل از تردد جادهای بر جوامع زیستی وارد میسازد. بنابراین بروز بحرانهای مختلف همانند افزایش تصادفات جادهای، نشان دهنده ضرورت توجه همه جانبه به آنست.
مطالعات انجام شده توسط آزمایشگاه تحقیقات جاده و حمل و نقل که با همکاری سازمان بهداشت جهانی صورت پذیرفته است نشان میدهد که بطور حیرت انگیزی میزان مرگ ومیر ناشی از تصادفات جادهای در کشورها، یکی از عوامل مهم مرگهای زودرس میباشد. برای گروه سنی 5 تا 44 سال، مرگ و میر ناشی از تصادفات جادهای دومین عامل اصلی مرگهای زودرس را تشکیل میدهد. بهبود وضعیت بهداشتی و کاهش تدریجی بیماریهای عفونی محلی، باعث شده است تا مرگ و میر ناشی از تصادفات جادهای، از اهمیت بیشتری برخوردارشده و این امر مشکل رو به افزایش کشورهای در حال توسعه میباشد(33).
مساله واپایش اثرات تصادفات جادهای، برای جهت بخشیدن به نحوه کاهش آن و دست یابی به سامانههای حمل و نقل مناسب، به طوری که کمترین آسیبها را وارد کند؛ بایستی در اولویت قرار گیرد. حمل و نقل به علت دارا بودن آثار تصادفات جادهای، یک مشکل اساسی بوده که پیشگیری و واپایش آسیبهای آن، نیازمند کوششهای هماهنگ و همه جانبه است. واکاوی آمار تصادفات در جهان، نشان میدهد که میزان مرگ و میر در ازای هر خودرو شمارش شده در کشورهای در حال توسعه، در مقایسه با کشورهای صنعتی بسیار بیشتر است.
یکی از زیرساختهای مهم در توسعه اقتصادی شهرها و کشورها، سامانه جادهای و حمل و نقل مؤثر آن است. بر همین اصل، ایمنی حمل و نقل از جایگاه ویژهای برخوردار است. معیار سنجش ایمنی راه، تعداد تصادفهای جادهای است که این تصادفها برآیندی از رفتار و نقش رانندگان، خودروها و جاده و محیط است با توجه به افزایش روزافزون تصادفها، تجزیه و تحلیل باید به گونهای انجام شود که عوامل موثر در بروز آنها شناسایی شوند به طور کلی ایمنی راه در سامانه «انسان، وسیله نقلیه، راه و محیط» بررسی میشود. شناخت تعامل این سه جز پایه ای است برای تشریع علت و اثر عواملی که منجر به تصادف میشوند(34)
بنابراین تصادفات جادهای ناشی از وجود نقص در یکی از سه عامل است. برنامه ریزیها باعث بهبود وضعیت ایمنی سامانه حمل و نقل میشوند. سیاستهای حمل و نقل نیازمند رشدی است تا پای به پای تمایل فزاینده برای جابجایی، توسعه یابند و کیفیت آن را حفظ کند. در این راستا کاهش تلفات ناشی از تصادفات جادهای یک موضوع کلیدی به شمار میآید.
تصادفها برآیندی از رفتار و نقش رانندگان، خودروها و جاده و محیط است با توجه به افزایش روزافزون تصادفها، تجزیه و تحلیل باید به گونهای انجام شود که عوامل مؤثر در بروز آنها شناسایی شوند. به طور کلی ایمنی راه در سامانه انسان، خودرو، راه و محیط بررسی میشود. شناخت تعامل این سه جز پایهای است برای تشریع علت و اثر عواملی که منجر به تصادف میشوند. بر اساس ماتریس هادن سه مرحله را برای تصادف مطرح شده است که عبارت اند از: 1-مرحله قبل از تصادف؛2-مرحله هنگام تصادف؛3-مرحله پس از تصادف(35)
جدول2-1- ماتریس هادون (1973)
مراحل عوامل
انسان تجهیزات و وسایل نقلیه راه و محیط
پیش از تصادف پیشگیری از وقوع تصادف آموزش و فرهنگ سازی،
اعمال قوانین و مقررات مدیریت سرعت، چراغها، ترمز، کارکرد خوب، معاینه فنی طراحی راه،محدودیت های
سرعت، تسهیلات برای عابران پیاده
هنگام تصادف پیشگیری از صدمات به هنگام تصادف کنترل صدمات و
جراحات محافظت از سرنشینان، سایر تجهیزات ایمنی،
طراحی پیشگیرانه از تصادف تجهیزات کنار جاده
محافظ در برابر تصادف
پس از تصادف ادامه حیات مهارتهای کمکهای اولیه
و دسترسی به مراکز درمانی سهولت در مهار آتش تسهیلات امداد و نجات راه

zza48

2-2-3- انواع مختلف سیل: قسمت‌های بالا و پایین رودخانه
سیل مشخصه‌های گوناگونی دارد و ممکن است در قسمت‌های پایین یا بالای رودخانه پیش آید. سیل‌های جاری در قسمت‌های بالای رودخانه در اثر بارندگی‌های شدید محلی در قسمتی از حوضه زهکشی اتفاق می‌افتد مانند سیل ناشی از طوفان شدید. سیلاب‌ها به سرعت قسمت‌های یاد شده را تحت تأثیر قرار می‌دهند و ممکن است سیل شدید محلی را به وجود آورند. با وجود این، قسمت پایین رودخانه ممکن است کمتر تحت تأثیر قرار گیرد.
سیل‌های قسمت پایین رودخانه به هوا در مقیاسی بزرگتر، از قبیل جا به جایی جبهه هوا، یا سیستم  طوفانی در طول یک ناحیه ارتباط دارد. سطح آب در اثر سیل در قسمت‌های بالا بیشتر می‌شود، ولی پهنه‌های گسترده‌ای از حوضه زهکشی ممکن است، در مدت چند روز تخریب شوند و خسارت مالی زیادی پیش آید.
2-2-4- عوامل مؤثر در بروز سیل
اندازه و تکرار سیل در هر نقطه‌ای بستگی به عوامل متعددی دارد که حجم و زمان رواناب سطحی حوضه بالادست و شرایط رودخانه یا مسیل اعم از آنها است. ویژگیهای فیزیکی حوضه نظیر سطح  ناهمواری و ریخت شناسی زمین توام با اختصاصات هیدرولوژیکی مانند: بارش، تبخیر، تعرق و نفوذپذیری و اقدامات ناشی از فعالیت‌های بشری در بروز و تشدید و کاهش و افزایش میزان خسارات وارده دخالت دارند شناخت این عوامل و دسته بندی آنها در هر منطقه‌ای از اصول اولیه مهار سیلاب و کاهش خطرات آن می باشد. این شناخت می بایستی با درک حجمی از اصول حاکم بر تولید رواناب در رودخانه و دشت سیلابی استقرار باشد(عاشوری،1382).
2-2-5- عوامل پیدایش سیل
عوامل به وجود آورنده سیل را می‌توان به دو گروه عوامل طبیعی و عوامل انسانی تقسیم کرد.
2-2-5-1- عوامل ناشی از شرایط طبیعی
عوامل اقلیمی: در بین عناصر اقلیمی باران، تگرگ، برف، دما، باد می تواند از عناصر و عوامل موثر در ظهور فرسایش آبی خاک باشند. مهمترین خصوصیات باران که در فرسایش خاک اهمیت دارد عبارت از مقدار باران، شدت بارندگی اندازه قطرات باران، توزیع اندازه قطرات باران، سرعت نهایی باران و توزیع بارندگی.
میزان و شدت بارندگی: استان گیلان جزء پرباران ترین مناطق کشور محسوب می‌گردند. با این حال میزان زیاد بارندگی به مفهوم رخداد سیل نیست، بلکه شدت بارندگی است که می تواند منجر به تولید سیلاب شود. تحقیقات نشان می دهد که بارانهای شدید و کوتاه مدت، به ویژه بارندگی‌های بیش از 100 میلیمتر در یک شبانه روز منجر به تولید سیلاب خواهد شد.
شرایط توپوگرافی: شیب حوضه رودخانه از عوامل مهم در زمان تمرکز و افزایش سرعت جریان هستند.
عوامل حوضه‌ای: شکل هیدروگراف سیلاب در مقطع معین از رودخانه و یا در خروجی حوضه و تغییرات بده جریان، بده اوج (حداکثر) حجم و تدوام سیلاب را نشان می‌دهد. شکل و اندازه هیدروگراف تابع عوامل چندی از ویژگیهای حوضه است.
2-2-5-2- عوامل انسانی
دخالت بی رویه انسان در محیط زیست در ظهور سیلاب‌ها نقش قابل توجهی دارد. روند روز افزون  شهرنشینی و توسعه پوشش‌های غیر قابل نفوذ بر سطح زمین احتمال سیل خیزی در مناطق مسکونی را افزایش می‌دهد. با از بین رفتن روز افزون مراتع و جنگل‌ها، همه ساله افزایش جریان آبهای سطحی را در مقیاس وسیعتری شاهدیم که عبارتند از:
دخالت در مسیل‌ها و دستکاری آبگذرها: این دخالت بخصوص در جاهایی که به شهرسازی اقدام می‌شود چشمگیرتر است.از جمله این دخالتها، تنگ کردن مسیلها و یا پل‌سازی بر روی رودخانه‌ها برای برقراری ارتباط بین دو طرف رودخانه می‌باشد. اگر این گونه دخالتها با محاسبه دقیق علمی و با در نظر گرفتن حداکثر دبی محتمل انجام نشود به سیلابهای بسیار خطرناکی منجر خواهد شد زیرا با بسته شدن مسیر آب در زیر پلها به وسیله زباله، شاخ و برگ، گل و لای، برف و یخ و ...، آب از بستر رودخانه سرریز شده و سیلاب به راه خواهد افتاد. وقوع این گونه سیلابها و زیانهای جانی و مالی ناشی از آنها از زمانهای قدیم در نوشتهها و تواریخ آمده ولی کمتر مورد عبرت قرار گرفته است.
اشغال مسیل‌ها و حریم نهایی رودخانه‌ها: از جمله مهمترین عوامل افزایش خسارات سیل استفاده نامعقول از حریم مسیلهای به ظاهر مساعد و بالقوه خطرناک است که در معرض سیلابهای ادواری قرار دارند. وقتی خسارت بیشتر میشود که از این زمینها برای سرمایه‌گذاری توسعه استفاده شود.در حاشیه بیشتر راهها تابلوهایی مشاهده می‌شود بدین مضمون « حریم 25 ساله جاده 40 متر » و یا « حریم نهایی جاده 80 متر » ولی کمتر جایی در مجاورت رودخانه دیده می‌شود که حریم طغیان ادواری رودخانه‌ها تعیین شده باشد.
تغییر بدون ضابطه در پوشش سطحی زمین:براساس گزارش(جعفری،1376) از بین بردن و تخریب مراتع و جنگلها در سطح جهان موجب افزایش حجم سیلابها شده است و در نتیجه حیطه جریان سیلابها گسترش یافته و زمینهای بیشتری در هنگام طغیان آبها اشغال می‌شود. مکانهایی که با مطالعه و رعایت حریم رودخانه در گذشته اشغال شده‌اند، امروز مورد تهدید سیل قرار دارند، زیرا حوضه آبخیز آنان دستکاری شده، مراتع و جنگلها از بین رفته رواناب افزایش یافته و سطح مناسب برای جریان آب توسعه یافته است.
2-2-6- مفهوم پهنه‌بندی سیلاب
پهنه‌بندی سیل بر این اصل استوار است که جلگه سیلابی و کانال رودخانه یک مجموعه واحد بوده و جلگه سیلابی یک قسمت از رودخانه است که بندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد. براین اساس پهنه‌بندی سیلاب به تعیین ناحیه‌هایی در داخل سیلابدشت اطلاق می‌گردد که برای کاربری‌های مختلف از قبیل فضاهای باز تفریحی، کشاورزی، محوطههای صنعتی و مسکونی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمامی نواحی سیلابدشت به قسمتهایی با خطرپذیری متفاوت به منظور کنترل کاربری و توسعه اراضی تقسیم می‌شوند. پهنه‌بندی، برای مشخص کردن میزان خطرپذیری به سیلاببرای استفاده کنندگان متحمل سیل، شناسایی ناحیه‌ها برای بیمه سیل و ایجاد محدودیت‌های اجباری کاربری در مناطق خطرپذیر قابل استفاده می‌باشد.
پهنه‌بندی معمولاً در نواحی مناطق توسعه یافته و بر طبق نقشه‌های خطرپذیری صورت می‌گیرد و بایستی قدرت لازمبرای اعمال محدودیتهای ناشی از آن وجود داشته باشد.
مدیریت توسعه سیلابدشت از آنجا نشأت گرفت که موسسأت دولتی و عمومی علاقمند به کنترل تغییرات مناطق در حال توسعه ( نظیر تغییرکاربری اراضی، ساخت وسازها، تأسیسات زیربنایی و غیره) در سیلابدشت‌ها شدند. 
فنون به کار گرفته شده در این جهت در مقیاس مالی سرمایه‌گذاری کمتری می‌طلبد ولی در مقیاس تعهدات فردی (هزینه‌های اجتماعی) هزینه بالایی در بردارد.برای موفقیت در جلوگیری از توسعه سیلابدشت، به تعهدات جمعی برای انجام اقدامات لازم نیاز است. 
اهداف کلان چنین اقدامات محدود کننده‌ای به قرار زیر است:
کاهش خسارات بالقوه مالی و تلفات جانی در آینده
تعیین و تشریح کاربری قابل قبول یا منطبق با شرایط از اراضی که در محدوده مشخص شده سیلابدشت قرار دارند و مهمتر از همه این که افزایش آگاهی عمومی و موسسات در رابطه با خطرپذیری نواحی سیل زده در سیلابدشت.
2-2-7- روشهای مختلف پهنه‌بندی سیلاب 
روشهای موجود برای تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی را می‌توان به 5 گروه عمده به شرح زیر تقسیم‌بندی نمود:
روش مشاهده‌ای و استفاده از داغاب سیلاب
مقایسه عکسهای هوایی منطقه
استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و تکنیکهای سنجش از دور
محاسبه دستی
استفاده از مدلهای ریاضی
کلیه روشهای فوق برای تهیه نقشه پهنه‌بندی سیل احتیاج به تعیین تراز جریان سیل و انتقال رقوم سطح آب روی نقشه‌های توپوگرافی دارند. همه این روشها اصولاً از همان روند یکسان استفاده از رقوم تعیین شده سطح آب در هر مقطع عرضی (یا موقعیت‌های مختلف) برای پهنه‌بندی کمک میگیرند. که البته بین مقاطع عرضی با درون‌یابی نقاط پخش سیل مشخص می‌گردد. 
2-2-8- خسارات سیل
خسارات سیل در بخشهای مختلف اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی قابل بررسی می‌باشد. در بیشتر موارد خسارات وارده را می‌توان مورد ارزیابی و سنجش قرار داده، برای آن مبلغ مشخص نمود که در این صورت خسارات را محسوس می‌نامند. علاوه بر خسارات محسوس، فاجعه‌های طبیعی خسارات نامحسوسی نیز دارند.
2-2-8- 1- خسارات محسوس 
خسارات محسوس خود به دو گروه خسارات مستقیم و غیر مستقیم طبقه بندی می‌شود (مهدوی، 1376)1.خسارات مستقیم: آندسته از خسارات که در اثر نیروی سیل یا در اثر ایجاد وضعیت غرقابی ایجاد میشود. این دسته از خسارات شامل تخریب جادهها، پلها و تاسیسات آب، برق، گاز، تلفن و ...، تخریب امکان مسکونی، تجاری و صنعتی، از بین رفتن اسناد و مدارک اداری و اقتصادی، خسارات یا تخریب محتویات و متعلقات منازل خسارات ناشی از فرسایش در رسوبگذاری در اراضی زراعی می‌باشد. 2.خسارات غیر مستقیم: خسارات ثانویهای که در اثر وقوع خسارات مستقیم ایجاد می‌گردندو شامل خسارات ناشی از تخریب یا اختلال در عملکرد تاسیسات آبرسانی، برق، گاز، تلفن جاده‌ها و بزرگراه‌ها، خسارات ناشی از آتش سوزی و انفجار غرقاب شدن و تخریب تاسیسات گازرسانی و برق، خسارات ناشی از کاهش عایدات بیمه، هزینه ناشی از تخلیه، جابجایی و اسکان موقت خانوارهای بیخانمان شده، هزینههای ناشی از نگهداری و مراقبت سیلزدگان، هزینه‌های ناشی از اختلالات تجاری و هزینههای ناشی از اختصاص وامهای بدون سود یا با سود کم جهت احیاء مجدد مناطق سیلزده می‌باشد. . 2-2-8- 2- خسارات نامحسوس
خسارات نامحسوس درمحاسبات اقتصادی براحتی قابل برآورد نمی‌باشند. ولی از اهمیت زیادی برخوردار بوده و باید مدنظر قرار گیرند. مهمترین این خسارات را می‌توان در ایجاد مانع در راه رشد و توسعه منطقه، ایجاد شرایط نامناسب بهداشتی و شیوع بیماری واگیر، ایجاد یاس و ناامیدی در مردم و تشویق آنها به مهاجرت، عدم سرمایه گذاری کافی در منطقه ناشی از عدم اطمینان کافی از حفاظت آن خلاصه نمود.
 روشهای کنترل و تقلیل خسارات سیل گزارشهای خبری درباره سیل که طی سالهای اخیر در جراید، رادیو و تلویزیون منعکس می‌شود حاکی از آن است که طغیان رودخانه‌های کشور خسارات فزاینده ای را به دنبال داشته و ابعاد خسارات و ضایعات جانی و مالی سیل رو به افزایش است.
اگر چه در گزارش‌های خبری اساساً اطلاعاتی غیر فنی ارائه می‌شود که غالباً از دقت کافی برای ارزیابی حرفه ای برخودار نیست، از این رو تنوع و گستردگی مسائل و ضایعات ناشی از سیل را به وضوح نشان می‌دهد. تخریب پلها و راههای ارتباطی، قطع خطوط انتقال نیرو، اختلال در شبکه مخابرات، غرقاب شدن کشتزارها، ویرانی اماکن مسکونی، تاسیسات شهری در روستایی، تلف شدن احشام و هلاکت و آوارگی قربانیان سیل جزو اقلام ثابت و همیشگی فهرست ضایعات سیل در سطح کشور می‌باشند.در گذشته تعداد سیلها کمتر بوده و در نتیجه خسارات کمتری را نیز به وجود می‌آوردهاند. در بیشتر شهرها با احداث سیل بند و حفر خندق سیلاب را مهار نموده اند و این در حالی است که اکنون گسترش شهرها به نحوی است که نه تنها امکان احداث چنین سازه‌های را فراهم نمی‌سازد، بلکه تجاوز به حریم رودخانه و تغییر کاربری اراضی امری عادی بوده و با سرعت انجام می‌گیرد. در ذیل به دو روشی که می‌توان سیلها را مهار کرد اشاره شده است:
روشهای سازه‌ای
در این روشها سعی برآن است که قبل از وقوع سیل، شدت جریان و تراز آب تخمین زده شود و با هدایت، انحراف و یا مهار سیلاب توسط احداث سازه‌هایی مناسب، خسارات وارده کاهش یابد. با وجودیکه استفاده از روشهای سازه‌ای جایگاه بسیار متداول و موثری در سیسمتهای کنترل سیلاب دارد ولی در دهه‌های گذشته عملکرد آن رضایت بخش نبوده است. 
در حقیقت ایمنی کاذب سازه‌ها را می‌توان از مهمترین دلایل افزایش خسارات سیل در جهان محسوب نمود. بررسیهای سال 1987 کمیسیون بلایای طبیعی ایالات متحده نشان داده است که یک سوم سیلابهایی که به فاجعه می‌انجامد حاصل تخریب سیل بندها می‌باشد.
احداث خاکریزها، سیل بند‌ها، میانبرها، انحراف جریان و اصلاح مسیر و بهسازی مسیر رودخانه از مهمترین روشهای سازه‌ای کنترل و تقلیل اثر سیل محسوب می‌شوند.
روش‌های غیر سازه‌ای 
رهیافتهای غیر سازه‌ای در مدیریت سیل در بر گیرنده آن بخش از فعالیتهای است که برای رفع یا تسکین اثرات تخریبی سیلاب، سازه‌های فیزیکی احداث نمی‌شود. اگر چه بهره‌گیری از روشهای سازه‌ای جایگاه بسیار متداول و موثری در سیمتهای کنترل سیلاب دارد ولی به تازگی تکیه بیشتری بر روشهای غیر سازه‌ای و مدیریت حوزه آبخیز و تأثیر این سیاستها در کاهش خسارات سیل شده است. به هر حال روشهای غیر سازه‌ای باید تواماً در طراحی‌های سازه‌ای مورد توجه قرار گیرند زیرا استفاده از آنها موجب افزایش اثربخشی اقدامات می‌شود. در روشهای غیر سازه‌ای علاوه بر فراهم آوردن تمهیداتی قبل از وقوع سیل در هنگام بروز سیل و یا حتی پس از آن نیز اقداماتی جهت حداقل کردن خسارات در نظر گرفته می‌شود.
باید توجه داشت روشهای غیر سازه‌ای ممکن است شامل احداث سازه نیز باشند که در این حالت سازه مثل روش سازه‌ای خود جریان سیلاب را منحرف نمی‌کند بلکه برای رفع و یا کاهش خسارت اعمال می‌گردد. از مهمترین روشهای غیر سازه‌ای کنترل و تقلیل خسارات سیل می‌توان به آبخیزداری، پیش‌بینی سیل، مدیریت توسعه سیلابدشت و مقاوم سازی در برابر سیل اشاره کرد. استفاده از مدلهای بارش-رواناب، مدلهای روندیابی سیل، مدلهای رگرسیونی چند متغیره، مدلهای مرکب و روشهای پیش‌بینی هواشناسی در پیش بینی سیلاب معمول می‌باشد. مقاوم سازی در برابر سیل و ضد سیل سازی نیز می‌تواند از طرق مختلف مانند انتقال ساختمان، ارتفاع دهی ساختمانها، جابجایی ساختمان، ایجاد مانع در برابر سیل و حتی ضد سیل سازی به شیوه‌تر صورت پذیرد.
2-2-9- کاهش خطرات سیل با ساماندهی و محافظت رودخانه
عملیات کاهش خطرات سیل به مجموعه ای از فعالیتهایی اطلاق می‌شود که برای کاهش خسارات سیل در منطقه دشت سیلابی انجام می‌گیرد، معمولاً ملاحظات و اجتماعی، زیست محیطی و توانایی‌های فنی و تخصصی در انتخاب روش از روشهای مناسب برای مهار سیلاب موثر می‌باشد. این روشها در دو گروه عمده مطرح و اجراء می‌گردند. تجربیات جهانی نشان می‌دهد که ایمنی مطلق در برابر سیل غیر قابل حصول است. این امر ناشی از عدم قطعیت‌های معمول در مهندسی آب، تغییرات هیدروسیسمتها و محدودیتهای اقتصادی می‌باشد.
با افزایش جمعیت و بالا رفتن سطح زندگی، استفاده از روشهای مهار رودخانه‌ها بهمنظور جلوگیری از تخریب شهرها، زمینهای کشاورزی شبکه حمل و نقل و غیره امری اجتناب ناپذیر شده است. این کار به دلیل طبیعت غیر قابل پیش‌بینی رودخانه‌ها، ساده نیست زیرا رودخانه معمولاً رسوب زیادی را با خود حمل می‌کند. تأثیر متقابل شدت جریان آب، مقدار و خصوصیات رسوب موجود درترکیب با مواد بستر، خصوصیات هندسی خاصی به هر رودخانه می‌دهد(وهابی،1376).
2-2-10- مدیریت سیلاب
بسیاری از خسارات سیل قابل پیشگیری بوده و به برخورد نا آگاهانه و نامناسب فعالیت‌های عمرانی، فرهنگی و عدم پیوستگی در مدیریت سیل مرتبط می‌باشد. چه بسا اقداماتی انجام شده که با هدف کاهش خسارات، فقط سیل را از لحاظ زمانی و مکانی به منطقه دیگر منتقل می‌کند و یا عدم آگاهی و آموزش مردم در خصوص اقدامات لازم در هنگام بروز سیل کشته‌ها را چند برابر نموده است. در مدیریت بهم پیوسته سیل، توسعۀ منابع آبی و زمینی در یک حوضۀ آبریز در قالب برنامۀ مدیریت بهم پیوسته منابع آب برنامه‌ریزی می‌گردد. برای اجرایی نمودن مدیریت بهم پیوسته لازم است اجزای حوضۀ آبریز رودخانه‎ها را به عنوان سیستم‎هایی بهم پیوسته درنظر گرفت. در این راستا فعالیت‌های اجتماعی- اقتصادی، الگوهای کاربری اراضی، فرآیندهای هیدرومورفولوژیکی و غیره باید به عنوان اجزای سازندۀ این سیستم‎‌ها پذیرفته شوند و برای انواع مختلف اقدامات ممکن باید از یک طرح جامع و برنامه‌ای منسجم استفاده شود(بهروزی و همکار،1389).
پیشینه تحقیق
پژوهش‌های مختلفی در جهان و ایران در ارتباط با این موضوع صورت پذیرفته که می‌توان به مواردی چند اشاره نمود.
2-3-1-منابع داخلی
زارع(1371) در مطالعه ای که با استفاده از عکسهای هوایی شهر تهران و تحلیل توپوگرافی منطقه انجام داده، از جمله علل بروز سیلاب در محدوده شهری را از بین رفتن مسیل‌های طبیعی توسط توسعه ی شهری و هم چنین گسترش شهر در بستر صغیر رودخانه و نبود سیستم دفع فاضلاب مناسب می‌داند. خلیلی زاده(1382) در تحقیقی با نام ارزیابی خطر و مدیریت سیل در شهر گرگان با استفاده از نرم‌افزارهای Arc view -GIS اقدام به پهنه بندی خطر سیل در طول 5,10 کیلو متر از مسیر رودخانه زیارت کرد و علاوه بر ترسیم نقشه پهنه‌های خطر سیل،مقدار خسارت ناشی از سیل را نیز برآورد کرد. رضایی مقدم و همکاران (1382) در بررسی کمی پیچان رودهای رودخانه آجی چای در محدوده خواجه تا ونیار به این نتیجه رسیده اند که تغییرات مورفولوژیکی رودخانه آجی چای در بازه زمانی و مکانی مورد مطالعه بیشتر متاثر از عوامل طبیعی از قبیل کاهش قدرت جریان به علت کاهش میانگین سالانه دبی آب و رسوب و لیتولوژی سست می باشد. جهانفر(1385) در تحقیقی به منظور تحلیل منطقی خطر وقوع سیل و شناسایی عوامل موثر بر وقوع آن در حوضه اسلام آباد غرب به کمک مدل‌های کمی و سیستم اطلاعات جغرافیایی،نسبت به پهنه‌بندی خطر سیل اقدام نموده است.
ولیزاده (1386)در مطالعه‌ای تحت عنوان کاربرد GIS در پهنه‌بندی خطر سیلاب اقدام به پهنه‌بندی خطر سیل در حوضه لیقوان کرده و بیان نموده که نقشه‌های پهنه‌بندی خطر سیل،اطلاعات ارزشمندی را در رابطه با طبیعت سیلاب ها و آثار آن بر اراضی دشت سیلابی ارائه می دهند.در پهنه‌بندی سیل برای کنترل کاربری و توسعه اراضی، نواحی سیلابدشت به قسمت‌هایی با خطر پذیری‌های متفاوت تقسیم می شوند.
علوی‌نژاد(1383) درپژوهشی تحت عنوان آشکارسازی تغییرات ژئومورفولوژی و کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و زمین مرجع کردن این تصاویر با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی خورموسی و همچنین اعمال روش تفریق باندهاو تجزیه و تحلیل مولفه اصلی بر روی باندهای تفریقی جهت تولید تصاویرPCD واعمال روش منطق فازی بر روی هیستوگرام حاصل از این تصاویر، تغییر کاربری اراضی در منطقه خورموسی را انجام داد.
با توجه به پیشینه داخلی و خارجی ارائه شده در جهت بررسی مناطق مستعد خطر سیلاب در دوره‌های زمانی متناوب و ارائه راهکارهای مناسب جهت کنترل سیلاب‌ها که مختصری از کاربرد سیستم سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی میباشد.
2-3-2- منابع خارجی
(توماس و بنسون،1968) با استفاده از 70 مدل، پارامتر جریان رودخانه ای و 31 مشخصه حوضه‌های آبخیز به بررسی مهمترین عامل فیزیکی و اقلیمی در مدلهای منطقه ای سیلاب پرداختند. آنها نتیجه گرفتند که سطح حوضه، شاخص‌های ذخیره، مقدار نزولات جوی و شدت تواتر آنها، تبخیر و تعرق و درجه حرارت مهمترین مشخصه‌های یک حوضه آبخیز هستند که می‌تواند در تدوین معادلات تناوب سیل حوضه نقش داشته باشند.
مطالعات و تحقیقاتی که در نشریه فنی 98(سال 1969) چاپ شد و با استفاده از داده‌های کشور ژاپن، انگلستان و ایالات متحده انجام پذیرفت به نتایج قابل توجهی رسید. در تحقیقات مورد بحث از داده‌های مربوط به حوضه‌هایی که میزان سطوح نفوذ ناپذیر آنها بین 7/6 درصد تا 50 درصد نوسان داشته استفاده گردیده و واکنش حوزه‌ها در برابر سیلابهایی با ادوار بازگشت 10 تا 200 سال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این مطالعات نشان داده که اولا هر چه دوره بازگشت سیلاب طولانی تر باشد، نسبت حداکثر آبدهی سیلاب از اراضی شهری به حداکثر آبدهی همان اراضی قبل از اجرای عملیات شهرسازی به عدد واحد نزدیکتر می شود، یعنی تفاوت دو وضعیت مذکور رو به کاهش می گذارد. ثانیا در کلیه ی موارد نمی توان درصد سطوح نفوذ ناپذیر حوزه های شهری را تنها شاخص واکنش حوزه محسوب کرد زیرا عوامل دیگری چون خصوصیات فیزیکی، موقعیت مکانی و شرایط توپوگرافی تاثیرگذار است.
هیالمارسون(1988) برای پهنه بندی خطر سیل در مناطق آریزونای غربی و شرقی با استفاده از خصوصیات هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی، به بررسی خطر های تهدید کننده عملیات مهندسی پرداختند.
جمیز و همکاران(1980) ضمن برشمردن نیازهای مدیریتی به ویژه در اقالیم خشک، اقدام به پهنه‌بندی خطر سیل در ایالت یوتای آمریکا کردند و بیان داشتند که به علت تغییرات مناطق سیل گیر از سیلی به سیل دیگر،باید توجه داشت که در مناطق نقشه بندی شده،خطرها خیلی زیاد یا خیلی کم نشان داده نشود. در مطالعه دیگری که در منطقه آلبرتای ایالات متحده آمریکا در سال 1993 صورت گرفت، بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی به منظور بکارگیری در شبیه سازی سیل مورد ارزیابی قرار گرفت و به صورت آزمایشی در منطقه ای به وسعت 11000کیلومتر مربع و با به کارگیری GIS و روش WLC استاندارد رواناب حاصل از بارش منطقه محاسبه گردید.
لانگ و موهانتی(1997) با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، در منطقه ماهانادی واقع در اوراسیای هندوستان، اقدام به پهنه‌بندی سیل کرده و مدیریت سیلاب‌ها براساس پهنه‌بندی را به منزله یک روش غیر سازه‌ای کنترل سیلاب معرفی و آن را بهینه کردند. کوریاو همکاران(1999) با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل‌های هیدرو لوژیکی و هیدرولیکی،در دشت‌های سیلابی که با توسعه شهری همراه است و در معرض خطر سیل قرار دارند، تأثیر کنترل کاربری اراضی در کاهش خطر سیل را ارزیابی و در ادامه اقدام به پهنه بندی و آنالیز سیل کردند. یانگ و تسای (2000) مدلی به نام FGISرا برای پهنه بندی خطر سیلاب، محاسبات خصوصیات سیل و نشان دادن خصوصیات سیل در کشور تایوان طراحی کردند.ایشان در این مدل علاوه بر شبیه سازی دشت سیلابی، از منحنی عمق خسارت نیز برای تعیین مقدار خسارت استفاده کردند. استفان (2002) در تحقیقات خود به بررسی سیل‌های به وقوع پیوسته در سال‌های 1996 و 1997 در حوزه‌ی آبخیز رودخانه سنگ زرد واقع در ایالت مونتانای آمریکا پرداخت.وی همچنین برای تعیین پهنه‌های سیل رخ داده در این 2 سال مشخصات 25 مقطع را در طول یک مسیر 18 کیلو متری برداشت و پهنه‌های سیل با دوره‌های بازگشت مختلف را تعیین کرد. در این تحقیق سعی بر آن است تا معیارها و ضوابط پهنه‌بندی سیلابها و تأثیر آن بر کاربریهای مختلف شهری بررسی و ارائه گردد.
فصل سوم:
ویژگی‌های جغرافیایی منطقه
3-1- مقدمه
خصوصیات فیزیوگرافی حوضه از جمله پارامترهایی است که در مطالعات مربوط به خصوصیات اقلیمی، ژئومورفولوژی وتعیین میزان سیلاب و فرسایش حوضه آبخیز نقش بسزایی دارد. ویژگی‌های فیزیوگرافیک حوضه روی ضریب روان آب، شدت و ضعف دبی سیلاب و بیلان آبی یک حوضه تأثیر فراوانی دارد. برای مثال جهت های شمالی و جنوبی از نظر زمان ذوب برف و میزان آب معادل متفاوت بوده و قسمتهای پرشیب تأثیر زیادی در افزایش میزان روان آب دارد. به منظور شناخت هر چه بیشتر خصوصیات هیدرولوژیکی، حوضه آبخیز را به چند واحد هیدرولوژیکی تقسیم‌بندی می‌کنند به طوری که یک واحد هیدرلوژیک خود یک یا چند آبراهه را شامل می‌شود (گزارشات رویان فرانگار سیستم،1387).
3-2- موقعیت محدوده مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در مجاورت کوه عون بن علی انتخاب گردیده که با مساحتی حدود 50 کیلومترمربع در شمال شهر تبریز، که از نظر تقسیمات شهرداری کلانشهر تبریز مناطق 1، 5 و10را شامل می شود مختصات جغرافیایی منطقه در سیستم UTMزون 38N بین طول جغرافیایی 46 درجه و 16 دقیقه و 23 ثانیه تا 46 درجه 25 دقیقه و 25 ثانیه و عرض جغرافیایی 37 درجه و 1 دقیقه و 42 ثانیه تا 38 درجه 7 دقیقه و 13 ثانیه گسترده شد است.

شکل(3-1): نقشه موقعیت منطقه حوزه مهران رود شمالی
3-3- تقسیم بندی حوضه به واحد های هیدرولوژیک و بررسی خصوصیات فیزیوگرافی آنها
خصوصیات فیزیکی حوضه های آبریز را می توان به دو گروه کلی تقسیم بندی کرد که عبارتند از: خصوصیات مربوط به پستی و بلندی و خصوصیات مربوط به نفوذ پذیری. این دو ویژگی از عوامل موثر بر ایجاد رواناب و سیل می باشند. نمایه پستی و بلندی حوضه شامل سطح حوضه، شیب، الگوی رودخانه ای و نمایه نفوذ پذیری شامل توان جذب آب به داخل خاک و ذخیره رطوبت در آن می باشد(علیزاده،1382). با توجه به وضعیت توپوگرافی و شبکه آبراهه‌های موجود در منطقه کل حوضه به 8 زیرحوضه مستقل به نام‌های A1، A2، A3، A4، A5، A6، A7 و A8 تقسیم‌بندی شده است. شکلهای (3-2) واحدهای هیدورلوژیکی منطقه مورد مطالعه را نشان می‌دهد. همچنین جدول شماره (3-1) برخی ویژگیهای فیزیوگرافیک حوضه را نشان می‌دهد.
مساحت حوضه غالباً برای تخمین حجم رواناب یا حداکثر دبی لحظه ای سیلابها مورد استفاده قرار می گیرد که برحسب کیلومتر مربع یا میل مربع توصیف می شوند.
محیط حوضه به طول خط تقسیم آب گفته می شود که حوضه را از حوضه های مجاور مجزا می سازد. محیط حوضه بر حسب کیلو متر یا میل سنجیده می شود.
جدول شماره (3-1): مساحت و محیط هر یک از واحدهای هیدرولوژیکی محدوده مطالعاتی
محیط (km) مساحت (درصد)
مساحت
(km2) واحدهای هیدرولوژیک
84/12 616/8 3611/4 A1
16/12 788/9 9543/4 A2
81/12 601/8 3534/4 A3
99/11 673/8 3902/4 A4
07/17 045/7 5658/3 A5
945/6 299/4 1763/2 A6
21/25 367/43 950/21 A7
11/12 607/9 8628/4 A8
72/42 100 6142/50 کل حوضه

شکل(3-2): نقشه واحد های هیدرولوژیکی حوزه مهران رود شمالی
3-4- شناخت وضعیت توپوگرافی منطقه
بر اساس مطالعات فیزیوگرافی انجام شده منطقه مورد مطالعه دارای پستی و بلندی بسیار زیادی می‌باشد که در محدوده مطالعاتی حداکثر ارتفاع 1910 متر و حداقل ارتفاع 1365 می‌باشد.
3-4-1- هیستومتری حوضه
ارتفاع حوضه نسبت به سطح دریا نشان دهنده موقعیت اقلیمی آن حوضه است. در حوضه های مناطق مرتفع نه تنها بارندگی بیش از حوضه های پست است بلکه در قلل ارتفاعات غالباً نزولات جوی به صورت برف می باشد که هیدرولوژی آن متفاوت با رگبارهاست.
بر حسب تعریف، ارتفاع متوسط حوضه رقومی است که 50 درصد مساحت اراضی حوضه ارتفاعی بالاتر از آن و 50 درصد مساحت حوضه ارتفاعی پایین تر از آن داشته باشند.
ارتفاع متوسط یک حوضه درمیزان وقوع بارندگی، درجه حرارت وتغییرات آن، میزان تبخیر وتعرق، شدت تشعشعات خورشیدی و بطورکلی در آب و هوای منطقه و به تبع آن در تشکیل و توسعه خاک، نوع و تراکم پوشش گیاهی اثر دارد به همین دلیل در اختیار داشتن اطلاعاتی در خصوص ارتفاع متوسط، اختلاف ارتفاع، نحوه پراکنش سطح نسبت به ارتفاع می‌تواند درشناخت رژیم آبدهی حوضه کمک بسزایی بنماید.
به منظور تهیه طبقات ارتفاعی حوضه و خطوط منحنی میزان موجود در نقشه های 25000/1 رقومی منطقه مورد مطالعه و به محیط سیستم GIS انتقال داده شد پس از ورود داده ها به سیستم، مشخصات ارتفاعی در قالب جدول (3-2) استخراج گردید.
جدول(3-2): مشخصات ارتفاعی حوزه مهران رود شمالی
ارتفاع مینیمم (متر) 1365
ارتفاع ماکزیمم(متر) 1910
اختلاف ارتفاع(متر) 545

شکل(3-3): نقشه طبقات ارتفاعی حوضه مهران رود شمالی
3-5- شناخت وضعیت خاکشناسی و منابع اراضی
عمده‌ترین ساختار زمین شناسی محدوده مطالعاتی شامل مارن و سنگ ماسه می‌باشد که خاک محدوده از نظر مواد آواری و واریزه‌ای آنها حاصل گشته است.
مشخصات عمومی و برخی خصوصیات تیپ اصلی اراضی موجود در منطقه به شرح زیر می‌باشند:
الف) تیپ کوهها
این تیپ مرتفع ترین عرض سطحی تخریبی منطقه است که بر اثر حرکات کوهزایی در دورانهای مختلف زمین شناسی به وجود آمده‌اند.
ب) تیپ تپه‌ها
تیپ تپه‌ها معمولاً به سطوح ژئومورفیک قدیمی زمین اطلاق می‌شود که بر اثر فرسایش چنان تخریب شده اند که سطوح صاف درآنها رویت نمی‌شود ولی شدت پستی و بلندی و شیب در آنها کمتر از کوهها است.
ج) تیپ اراضی متفرقه
این تیپ شامل اراضی است که خصوصیات آنها با هیچ یک از واحدهای اصلی اراضی مطابقت ندارند و در محدوده مطالعاتی شامل دو واحد اراضی X1 (بستر رودخانه) و X2 (مناطق مسکونی) که جمعا 201 هکتار مساحت دارند.
3-6- وضعیت اقلیمی منطقه
3-6- 1- ریزشهای جوی
بارندگی‌های منطقه عمدتا معلول سیستم‌هایی است که از سمت غرب به منطقه نفوذ می‌نمایند و یا از جهت عمومی شمال ناحیه را تحت تاثیر قرار می‌دهند. پر بارش ترین بخش منطقه در حاشیه کوه دند واقع شده است. کم باران ترین بخش منطقه درکم فرازترین مناطق واقع در غرب محدوده مورد مطالعه می‌باشد. درمجموع نیمه شمالی منطقه محدوده سهم بیشتری از ریزشهای جوی را نسبت به نیمه جنوبی آن دریافت می‌کند و حاشیه رودخانه آجی چای به لحاظ امتداد غربی شرقی آن و نیز کم فراز بودن آن، منطقه کم باران تری محسوب می‌شود.
3-6- 2- دمای هوا
میانگین سالانه دمای روزانه یا نرمال سالانه دمای هوا مهم ترین شاخص اقلیمی در میان پارامترهای دمائی محسوب می‌شود برابر 5/12درجه سانتی گراد است. با توجه به اینکه ارزیابی اولیه مناطقی با نرمال سالانه دمای هوای بین 10تا 15 درجه سانتی گراد است. می‌توان این ارزیابی اولیه را برای منطقه مورد مطالعه با ارتفاع کمتر از 1600متر نیز پذیرفت.
میانگین سالانه متوسط حداقل دما در تبریز 9/6 درجه محاسبه شده و تغییرات در سطح منطقه .5 تا 9/6 درجه سانتی گرا د گزارش شده است.
میانگین سالیانه حداکثر دمای تبریز 18 درجه سانتی گراد است و تغییرات آن در سطح محدوده مورد مطالعه 2/11تا 5/18 محاسبه شده است.
3-6- 3- ورزش بادها
پارامتر باد در زمینه‌های متعددی هم چون آسایش انسان،کم کردن یا افزایش آلودگی هوا از طریق انتقال آلاینده‌ها بسیار موثر است و بطور مثال در زمینه رشد گیاهان نیز از طریق تعرق، فتوسنتز و سرعت تاثیر گذار است.
3-6-4- متوسط سرعت باد و حالت آرام هوا منطقه
مقدار سالانه سرعت باد در تبریز برابر با 3 متر بر ثانیه است و مقدار این پارامتر از حداکثر 7/4 متر بر ثانیه و در تیر ماه تا حداقل 9/1 متر بر ثانیه آبان و آذر تغییر نشان می‌دهد.
حالت آرام هوا مبین شرایط عدم ورزش باد می‌باشد در تبریز سالانه 26 درصد محاسبه شده که میتوان چنین شرایطی را اینگونه تعبیر کرد که دراین منطقه ورزش باد زیاد بوده و عواقب مثبت و منفی آن در یک شهر بادخیز می‌بایست مورد توجه قرار گیرد.
آرام ترین ماه سال آبان ماه است که درصد حالت آرام هوا به 4/38 درصد می‌رسد و متقابلا نا آرام ترین ماه سال تیر ماه است که درصد حالت آرام هوا 10 درصد بوده و به عبارت دیگر در حدود 90 درصد اوقات ورزش باد در این ماه از سال وجود خواهد داشت.
3-7- مطالعات فرهنگی، اجتماعی و گردشگری منطقه
در حال حاضر شهر تبریز از نظر فضای سبز و مکانهای لازم برای گذران اوقات فراغت در وضعیت نسبتاً فقیری به سر می‌برد و با توجه به جمعیت زیاد این شهر به عنوان یکی از 7 کلانشهر اصلی کشور، فضاهای موجود نمی‌توانند جوابگوی نیاز ساکنان شهر باشد.
در محدوده مورد نظر تفرجگاه عینالی با ویژگی‌های خاص خود توانسته تقاضای زیادی را برای خود ایجاد کند. این تقاضا به ویژه در طول روزهای آخر هفته به طور بارزی خود را نشان میدهد. وجود زیارت گاه در محدوده پارک (در قالب امامزاده و یادمان شهدا) پیوند اجتماعی و فرهنگی قویای را بین شهر تبریز و این مجموعه شکل داده که باعث جذب هر چه بیشتر ساکنان شهر اعم از گروه‌های مختلف سنی، جنسی و مذهبی گردیده است.

شکل(3-4): دور نمایی از پذیرش گردشگری تفرجگاه عینالی
3-8- پوشش گیاهی منطقه
برای بهره برداری از قابلیت‌ها و استعدادهای بالقوه منایع طیبعی تجدید شونده و برنامه‌ریزی لازم در حفاظت و بهربرداری از آن به اطلاعات مناسب و دقیقی در این خصوص نیاز است. در این راستا یکی از اجزاء محیط طبیعی، پوشش گیاهی است. برای این منظور، در این بررسی وضعیت پوشش گیاهی منطقه، با نگاه کلی در قالب پوشش طبیعی منطقه و پوشش گیاهی انسان ساخت از هم تفکیک میشود.

شکل(3-5): دور نمایی پوشش گیاهی منطقه
در معرفی پوشش گیاهی طبیعی منطقه شرایط اقلیمی منطقه، توپوگرافی، خاک و نحوه مدیریت به طور چشمگیری بر پوشش گیاهی تاثیر گذار بوده و گونه‌های متعددی رادر سطح منطقه پراکنده نموده است. صرف نظر از اراضی مزروعی موجود در منطقه، گونههای گیاهی در محدوده واحد کوهستان با تیپ کوهستانهای خاکدار و واحد اراضی تپهای با تیپ تپههای خاکدار در شیبهای مختلف و همچنین خاک با بافت سبک تا خیلی سنگین و عمق کم تا عمیق پراکنش یافتهاند. درمحدوده مورد مطالعه، گیاهان مرتعی از خانوادههای مختلف و با توجه به میزان سازگاری آن‌ها با شرایط منطقه از پراکندگی متفاوتی برخوردار میباشند. انواع گونههای متعلق به خانواده گندمیان، چتریان، کامپوزیته، پروانه آسا و ... در منطقه دیده میشود. بر اساس گیاهان جمعآوری شده در فصول مختلف، در مجموع 201 گونه گیاهی شناسایی گردیده است(رویان فرانگار،1387).

شکل(3-6): نمایی از تنوع پوشش درختی و درختچه‌ای در منطقه
3-9- پروژه‌های مهم عمرانی و زیر ساختی انجام یافته در منطقه
احداث و اصلاح راه‌های دسترسی حدود 51 کیلومتر
این راه ها جهت تردد کوهپیمایان، گردشگران و حمل نهال ها به قطعات جنگل کاری و حمل تجهیزات و وسایل برای اجرای پروژه های عمرانی احداث شده است.

شکل(3-7): نمایی از راه های دسترسی آسفالته در محدوده

شکل(3-8): نمایی از ایمن سازی راه های دسترسی در محدوده
آبرسانی و ایجاد شبکه توزیع آب خام
طرح انتقال آب به محدوده تفرجگاه عینالی:
آب مورد نیاز برای آبیاری محدوده جنگلکاری شده و فضای سبز محدوده از طریق پمپاژ آب از چاه های واقع در داخل مهرانه رود به استخرها و منبع های احداث شده در ارتفاعات عینالی صورت می‌گیرد.

شکل(3-9): نمایی از لوله گذاری جهت انتقال آب در محدوده

شکل(3-10): نمایی از منبع آب احداث شده در محدوده
نیرو رسانی و روشنایی
طرح نیرو رسانی و انتقال برق به محدوده تاکنون 1004 کیلو وات برق جهت پمپاژ و برق رسانی به تاسیسات و تامین روشنایی طول مسیر جاده اصلی، ساختمان ها و محوطه یادمان موجود در محدوده خریداری و راه اندازی شده است.

شکل(3-11): نمایی از روشنایی محوطه یادمان شهدا و بقعه
گابیونبندی
با ایجاد گابیون‌ها در داخل دره‌های منتهی به شهر علاوه بر جمع شدن آب در پشت این گابیونها و استفاده در آبیاری، یکی از مشکلات حاشیه شهر نیز رفع گردیده که در بارندگی‌های شدید در اثر گسیل از این دره‌ها به مناطق مسکونی باعث مشکلات عدیده‌ای شده و خسارت به بار می‌آورد (نشریه سازمان عون بن علی1393).

شکل(3-12): نمایی از گابیونبندی در داخل دره های منتهی به شهر

شکل(3-13): نمایی از گابیونبندی در داخل محدوده مطالعاتی
فصل چهارم:
مواد و روش
4-1-مقدمه
آگاهی به خصوصیات فیزیکی یک حوزه با داشتن اطلاعاتی از شرایط آب و هوایی منطقه میتوان تصویر نسبتاً دقیقی از کار کرد کیفی و کمی سسیستم هیدرولوژیک آن حوضه به دست آورد. خصوصیات فیزیوگرافی حوزه‌ها نه تنها به طور مستقیم به رژیم هیدرولوژیک آنها و از جمله میزان تولید آبی سالانه، حجم سیلابها، شدت فرسایش خاک و میزان رسوب تولیدی اثر می‌گذارد، بلکه به طورغیر مستقیم و نیز با اثر آب و هوا و وضعیت اکولوژی و پوشش گیاهی به میزان زیادی رژیم آبی حوزه ابخیز را تحت تاثیر خود قرار می‌دهد. پاره‌ای از خصوصیات فیزیوگرافی از جمله ارتفاع، جهت شیب می‌توانند بسیاری از عوامل آب و هوایی نظیر درجه حرارت و تغییرات آن، نوع و میزان ریزش جوی سالانه و میزان تبخیر و تعرق را تشدید و یا تعدیل کنند و به طور کلی موجب پیدایش انواع مختلف آب و هوایی موضعی میکرو کلیما و یا حتی منطقه‌ای شوند از این رو لازم است که در مطالعات آبخیزداری یک حوضه قبل از هر چیز خصوصیات فیزیوگرافی آن مطالعه قرار گیرد.از مهم‌ترین خصوصیات فیزیکی یک حوضه می‌توان مساحت، محیط، طول آبراهه اصلی و شیب آن، شکل حوضه، ارتفاع متوسط و شیب حوضه را نام بردبه منظور بررسی خصوصیات فیزیکی حوضه به عنوان اطلاعات پایه برای سایر مطالعات حوضه انجام پذیر است(گزارشات رویان فرانگار سیستم،1387).
4-2- روش تحقیق
روش پژوهش مورد استفاده از نوع تحلیلی- توصیفی بوده و برای انجام تحقیق حاضر و مطالعه سیلاب حوضه مورد مطالعه و اثبات فرضیات از روشهای زیر استفاده شده است:
4-1-1- مطالعات کتابخانه‌ای
به منظور تهیه پیشینه تحقیق کلیات حوضه،روش ارزش‌گذاری لایه‌ها با استفاده از مدل‌های مختلف جمع‌آوری داده‌های هیدرولوژی و آب سنجی از ایستگاه‌های منطقه و دوره بازگشت سیلاب، همچنین اهمیت پهنه‌بندی خطر سیلاب و عوامل موثر بر آنصورت پذیرفته است. تحقیقات کتابخانه‌ای مشتمل است بر مطالعه مقالات و کتب مختلف مشتمل است بر مطالعه و مقلات و کتب مختلف در ارتباط با پهنه بندی خطر سیل و مکان‌یابی با روش‌های مختلف،مطالعه و بررسی طرح جامع و تفصیلی محدوده مورد مطالعه،گزارشات آب و منطقه‌ای گزارشات ستاد بحران، محیط زیست شهرستان تبریز و گزارشات مربوط به استانداری آذربایجان شرقی، بررسی آمارهای دبی و رواناب‌ها،مطالعه نقشههای زمین شناسی، هیدرولوژی و نمودار مربوطه بوده است.
4-2-2- بازدید میدانی
در طی بازدید میدانی شناسایی خاک منطقه، شناسایی آبراهههای موجود، پوشش گیاهی منطقه، شناسایی جادههای دسترسی و فعالیت‌های عمرانی انجام یافته جهت کنترل سیلاب توسطه شهرداری و سازمان عون بن علی مورد بازدید قرار گرفتند.
4-2-3- عملیات ستادی
در طی عملیات ستادی مجموع مطالعات کتابخانه‌ای و میدانی گرد آوری شده که عبارتند از: اقلیم، هیدرولوژی، توپوگرافی و پوشش گیاهی منطقه. در مرحله اول با استفاده از نقشه 100000/1زمین شناسی محدوده از نظر خاک شناسی، سنگ شناسی و منابع اراضی مطالعه شد و در بررسی هیدرولوژی محدوده نسبت انشعاب، تراکم و نواحی فرسایشی و تراکمی مطالعه گردید، در مطالعه پوشش گیاهی تنوع پوشش درختی، درختچه‌ای، جنگل‌کاری و فضای سبز از نظر وسعت و تراکم پوشش مورد مطالعه قرار گرفت و در بررسی توپوگرافیمنطقه با استفاده نقشه توپوگرافی25000/1 ارتفاع شیب و جهت شیب تهیه گردید و در بررسی وضعیت اقلیمی، منطقه از نظر ریزشهای جوی، دمای هوا، ورزش باد، رطوبت هوا و همچنین از نظر فرهنگی و اجتماعی مورد بحث و مطالعه قرار گرفت همچنین مطالعاتی در مورد پهنه‌بندی و مکان‌یابی خطر سیل صورت گرفته است که نتیجه این مطالعات را میتوان بدین صورت بیان کرد:در مکان‌یابی خطر سیل عوامل زیادی باید در نظر گرفته شود که هر کدام با درجه اهمیت متفاوت تأثیر گذارند. اما با توجه به محدودیتهایی که مدل‌ها دارند، استفاده از لایه‌های اطلاعاتی زیاد باعث پیچیدگی مدل و افزایش هزینه ارائه آن می‌شود بنابراین با توجه به این محدودیت‌ها نمی‌توان از کلیه لایه‌های اطلاعاتی استفاده کرد و به ناچار تعدادی از لایه‌های که به نظر اهمیت کمتری دارند حذف خواهد شد. در مکان‌یابی باید به چند نکته توجه داشت. اول این که مشکل افزایش حجم رواناب‌ها می‌تواند در آینده عمده‌ترین تهدید برای زندگی و فعالیت ساکنین حوضه باشد و روند زندگی را در منطقه خصوصاً در پایین دست حوضه به خطر اندازد. دوم اینکه در صورت بهره‌برداری صحیح از روانابهای سطحی و مهار آنها هم خطر وقوع سیل کاهش یافته و هم منبع قابل اعتمادی برای تأمین آب مورد نیاز فعالیتهای جنگل‌کاری، فضای سبز و دیگر مصارف در منطقه تدارک دیده می‌شود. از این رو در تحقیق ابتدا شاخصهای مورد ارزیابی در مکان‌یابی محل‌های مستعد سیل با توجه به اهمیت هر یک در منطقه، مطالعه و انتخاب شده و سپس مناطق بحرانی از نظر خطر سیل در نقشه‌های پهنه‌بندی مشخص گردیده است این کار پس از تهیه لایه‌های اطلاعاتی مورد نیاز و با استفاده از مدل AHP صورت گرفته است(سلطانی، 1380).
4-2-4- جمع آوری اطلاعات آماری
دراین مرحله آمار حداقل، حداکثر، میانگین میزان بارش سالانه، تعداد روزهای بارانی و برفی و مقدار بارندگی در روزهای بارش تهیه شده است. برای بازسازی آمار بادقت بالا آمار ایستگاه‌های مجاور هم دریافت شد تا با استفاده از روش‌های آماری همبستگی‌های خطی و غیر خطی بالاترین همبستگی بین ایستگاه‌ها شناسایی شود وسرانجام با بالاترین سطح اعتماد اقدام به بازسازی آمار مربوطه به حوضه شده است.
4-3- مواد و روش‌ها
با استفاده از نرم‌افزارهای مختلف Arc-GISنقشههای منطقه مورد مطالعه به شرح ذیل تهیه و ترسیم گردید.
الف) مرز حوضه
ابتدا مرز حوضه بر روی نقشه‌های 25000/1 با استفاده از نرم‌افزار Arc GISترسیم شده و محدوده منطقه مطالعاتی مشخص گردید.
ب) نقشه شبکه آبراهه
برای تهیه نقشه شبکه آبراهه با استفاده از مدل هیدرولوژی درمحیط GIS، نقشه شبکه آبراهه حوضه با دقت بالا بازسازی و ترسیم شده است.
پ) نقشه شیب
با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس 25000/1 و رقومی شده منحنی‌های میزان 10متر اقدام به تهیه نقشه شیب حوضه در فرمت رستری از طریق تبدیل فرمShape به رستر (درون‌یابی) و نیز استفاده در نقشه مدل ارتفاعی زمینDEM شد.
ث) نقشه کاربری اراضی
نقشه کاربری با استفاده از تصویر طبقه بندی شده سنجنده TMو رویهم گذاری نقشه پوشش گیاهی و توپوگرافی و نیز و بروز نمودن آن با اطلاعات موجود در اداره کل منابع طبیعی و تحقیقات میدانی تهیه گردید.
درادامه این پژوهش برای پهنه بندی خطر سیلاب از 7 متغیر که شامل: لایه‌های کاربری اراضی، شیب، بافت خاک، ضریب CN، ضریب C، همچنین به منظور ارزیابی خسارت،تراکم ساختمانی،تراکم جمعیتی مطالعاتی استفاده کردیم.از نقشه شهر تبریز با دقت2000/1 جهت تهیه نقشه‌های کاربری اراضی و مسیل‌های محدوده مطالعاتی بهره گرفته شد و هر یک از کاربری‌های شهر بر روی نقشه در محیط GIS مشخص گردید برای تهیه نقشه CN از نقشه‌های کاربری اراضی و بافت خاک منطقه و نقشه ضریب رواناب بر اساس شیب، کاربری اراضی و بافتخاک استفاده گردید. نقشه تراکم جمعیت و تراکم مسکونی محدوده مطالعاتی براساس سر شماری عمومی نفوس و مسکن سال 1388 برای هر منطقه شهری به تفکیک حوضه آماری و نقشه آن در محیط GIS تهیه شد(معاونت شهرسازی و معماری شهرداری کلانشهر تبریز،1390).
4-4- روش کار
بعد از تعیین فاکتورها از نقشه‌های رقومی موجود،اسناد مکتوب، آمار نامه‌ها و گزارشهای مختلف برای تهیه نقشه‌ها و اطلاعات مورد نیاز استفاده شد.که پس از ویرایش و تعریف روابط توپولوژیک وارد نرم افزار Arc GIS شدند. همچنین برای ریزپهنه بندی محدوده خطر از مدلهای پیشرفتهای ترکیب خطی وزین WLC که رایچ ترین تکنیک در تحلیل ارزیابی چند معیاری است.
اجرای روش ترکیب خطی وزین WLC در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی شامل مراحل زیر است.
تعریف و تعیین مجموعه معیارهای ارزیابی متغیرها
استاندارد کردن و تبدیل مقیاس ارزشها و مقادیر لایه‌های نقشه‌ای(معیارهای ارزیابی) یعنی مقیاس ارزشها و مقادیر لایه‌های نقشه‌ای باهم هم خوان و قابل مقایسه گردد.
تعیین وزنهای معیار یعنی وزن و اهمیت نسبی هر معیار لایه نقشه‌ای مشخص شود.
ساخت و تولید لایه‌های نقشه ای وزن‌دار استاندارد شده یعنی ضرب کردن لایه‌های نقشه‌ای استاندارد در وزن‌های مربوطه.
تولید نقشه نهایی و تعیین امتیاز کلی هر معیار یا لایه با استفاده از عملیات همپوشانی و تابع اجتماع بر روی لایه‌های نقشه ای وزن استاندارد شده .
طبقه بندی یا رتبه بندی لایه‌ها بر مبنای ارزش کلی،مثلاً لایه‌هایی با مقدار عددی بیشتر لایه‌های مناسب‌تر و بهتر خواهند بود(براف،1990).
برای استانداردسازی مقادیر و یکسان‌سازی مقیاس‌ها در لایه‌های نقشه‌ای از روش فازی و برای وزن‌دهی به معیارها از روش وزن دهی فرایند سلسله مراتبیAHP استفاده شده است.مقیاس مقایسه در دامنه 1 تا 9 قرار داده شود به طوری که ارزش1 نشان دهنده اهمیت برابردو فاکتورو عدد9نشان دهنده اهمیت بسیارمهم یک فاکتوردرمقابل فاکتور دیگر می‌باشد(مالچفسکی،1385).
جدول شماره (4-1):اعداد مقایسه دو به دو فاکتورها
تعریف شدت اهمیت
اهمیت برابر 1
اهمیت برابر تا اهمیت متوسط 2
اهمیت متوسط 3
اهمیت متوسط تا اهمیت قوی 4
اهمیت قوی 5
از اهمیت قوی تا اهمیت خیلی قوی 6
اهمیت خیلی قوی 7
از اهمیت خیلی قوی تا اهمیت فوق العاده قوی 8
اهمیت فوق العاده قوی 9
جمع کل وزن ها برای تحلیل نهایی باید برابر یک باشد. البته برای تعیین ارزش ها، فاکتورها باید به خوبی بررسی شود و تعیین آنها اختیاری نیستند. اگر چنانچه به صورت اختیاری ارزش برتری برای فاکتور تعیین گردد ناسازگاری (CR) در تحلیل به وجود خواهد آمد.
مراحل انجام کار در این تحقیق در شکل زیر نمایش داده شده است.

شکل(4-1): فلو چارت و مراحل انجام
4-5- شیب حوضه
شیب حوضه یکی از فاکتورهای بسیار مهم درواکنش هیدرولوژیکی وهمچنین زمان تمرکز حوضه می باشد هر چه شیب عمومی افزایش یابد زمان تمرکز کوتاه تر می شود زیرا آب در شیب های تند تر سریع‌تر حرکت می‌کند وزودتر به خروجی حوضه می‌رسد. بنابراین درمساحت‌های مشابه وخصوصیات سطحی همگن وشبیه به هم، حوضه‌های باشیب بیشتر، از مقدار رواناب بیشتری نسبت به حوضه‌های باشیب کمتر برخوردار هستند. از طرفی عامل شیب را می‌توان یکی از فاکتورهای بسیار مهم درمیزان فرسایش ومقدار رسوب‌دهی حوضه دانست. هر چند فاکتورهای دیگر نظیر شکل حوضه، پوشش گیاهی وکاربری اراضی وغیره هر کدام به نحوی دروقوع جریانات سطحی وفرسایش تأثیر می‌گذارند ولی عامل شیب وتوپوگرافی حوضه شدت تمامی عوامل تخریب را سرعت می‌بخشد (نجمایی1369). نقشه شیب حوضه مورد مطالعه تهیه و در 6 کلاس شیب طبقه بندی شد.

شکل (4-2):نقشه طبقات شیب حوضه مهران رود شمالی
4-6- جهت شیب حوضه
عامل جهت شیب از نظر تاثیر آن بر بعضی فرآیندهای هیدرولوژیک مانند ذوب برفها، حرکات دامنه‌ای، تنوع پوشش گیاهی در حوضه های آبریز حائز اهمیت است.
شکل(4-3):نقشه طبقات شیب حوضه مهران رود شمالی
4-7- شبکه هیدروگرافی حوضه
چگونگی قرار گرفتن آبراهه‌ها و یا شبکه زهکشی یک حوضه را نسبت به یکدیگر فرم زهکشی می‌نامند. که تابع خصوصیات مورفولوژیکی وژئولوژیکی آن می‌باشد. فرم آبراهه وتراکم زهکشی ناشی از خصوصیات زمین شناسی، پوشش گیاهی، خاک، ناهمواریها وشرایط اقلیمی تبعیت می‌کند.
4-8- نسبت تراکم شبکه زهکشی
این عامل از تقسیم طول کل شبکه هیدروگرافی شامل رودخانه‌ها وشاخه‌های فرعی آنها وآبراهه‌های کوچک وبزرگ به مساحت حوضه به دست می‌آید تراکم آبراهه با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:
(1-4)در این رابطه:
Dd = تراکم زهکشی بر حسب‌کیلومتر در کیلومترمربع
L∑ = مجموع طول آبراهه‌های اصلی و فرعی بر حسب‌کیلومتر
A = مساحت زیرحوضه بر حسب ‌کیلومترمربع
4-9- تعیین ضریب انشعاب حوضه
ضریب انشعاب یا ضریب دو شاخه شدن تناسب و تکامل شبکه زهکش را نشان می‌دهد. برای مشخص کردن تأثیر انشعابات شبکه رودخانه بر هیدروگراف سیل از نسبت انشعاب استفاده می‌شود. این ضریب عبارت است از نسبت تعداد آبراهه در یک رده مشخص به تعداد آن در رتبه بزرگتر بعدی. با استفاده از فرمول زیر ضریب انشعاب حوضه مورد مطالعه محاسبه و نتایج حاصله در جدول (5-3) ارائه گردیده است.
(2-4)در این رابطه:
Rb = نسبت انشعاب
u = درجه یا رده آبراهه
Nu = تعداد آبراهه در درجه u
= تعداد آبراهه در رده بالاتر (u+1)
Ui =بزرگترین رده آبراهه در حوضه
طبق نقشه شکل (4-4) و همچنین جدول همچنین جدول (4-3)، زیر حوضه 7A که در شرقی‌ترین و محدوده ما قرار گرفته دارای آبراهه‌هایی با رده‌های 1 تا 8 با فراوانی 27615 می‌باشد که مجموع طول رودها به حدود 1238 کیلومتر می‌رسد، زیر حوضه 6A با 7رده، بافراوانی 1915طول آبراهه‌ای حدود 108 کیلومتر و زیر حوضه4A با 7 رده دارای طول آبراهه‌های حدود 201 کیلومتر است در زیرحوضه 3A با7رده و به طول حدود 208 کیلومتر و زیر حوضه5A با 7رده، بافراوانی 3366 طول آبراهه‌ای حدود 246 کیلومترو زیر حوضه2A با 5 رده بافراوانی 4305 طول آبراهه‌ای حدود 350 کیلومتر و زیر حوضه8A با 7رده بافراوانی 4956 طول آبراهه‌ای حدود 330 کیلومتر و زیر حوضه1A با 7رده با فراوانی 6790 طول آبراهه‌ای حدود 248 کیلومتر می‌باشد.
بیشترین طول آبراهه‌هادر زیر حوضه 7Aبا 1238 کیلومتر می‌باشد و فقط زیر حوضه 2A هر 5رده را با فراوانی 4305 دارا می‌باشد. همچنین تراکم رودها طبق جدول(4-3)در زیر حوضه 2Aبا 70/76 بیشترین و در 4A با 45/97 به کمترین میزان می‌باشد.
جدول (4-2): نسبت انشعاب وتراکم شبکه حوضه به تفکیک واحدهای کاری
زیرحوضه مجموع طول آبراهه (km) تعداد رده
)تعداد آبراهه( ضریب انشعاب تراکم آبراهه (km/km2)
A1 97/248 6790 260/8 10/57
A2 28/350 4305 074/2 76/70
A3 75/208 3224 676/2 98/47
A4 82/201 3758 449/2 97/45
A5 62/246 3366 648/4 27/69
A6 78/108 1915 918/4 13/50
A7 95/1238 27615 434/3 44/56
A8 73/330 4956 967/1 05/68
کل حوضه 9/2934 55929 99/57
(4-3): جدول مشخصات رده بندی آبراهه‌های حوضه مهران رود شمالی
رده A1 A2 A3 A4
فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر)
1 3116 23/154 2251 12/191 1699 23/126 2010 92/122
2 1358 08/57 1047 95/89 778 97/49 876 06/45
3 608 44/20 601 52/45 333 19/17 476 87/19
4 333 12/8 282 63/17 197 93/6 194 22/8
5 169 49/4 124 06/6 162 7/5 124 79/2
6 202 52/4 0 0 46 04/2 20 25/1
7 5 09/0 0 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 9 69/0 58 71/1
مجموع 6790 97/248 4305 28/350 3224 75/208 3758 82/201
رده A5 A6 A7 A8
فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر) فراوانی طول
(کیلومتر)
1 1747 76/136 1012 48/69 14849 05/794 2578 51/175
2 873 02/68 482 77/24 6493 54/267 1253 96/92
3 428 29/25 225 87/7 2989 65/92 616 38/41
4 195 83/8 109 39/4 1588 75/44 284 92/12
5 54 73/2 41 88/0 801 11/24 90 23/3
6 3 64/0 2 02/0 536 69/9 50 39/3
7 0 0 0 0 38 78/0 85 34/1
8 66 35/3 44 37/1 321 38/5 0 0
مجموع 3366 62/246 1915 78/108 27615 95/1238 4956 73/330

شکل (4-4): نقشه رده بندی رودها درحوضه مهران رود شمالی
شکل حوضه عبارت است از شکلی که از تصویر یک آبخیز بر روی یک صفحه افقی فرضی حاصل می‌شود. شکل حوضه به علت تأثیر در خصوصیات هیدرولوژیک آن مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرد. به این ترتیب که شکل حوضه با تأثیر بر زمان تمرکز هدایت جریانهای سطحی توسط شاخه‌های فرعی به آبراهه و یا رودخانه اصلی در شکل هیدروگراف و شدت دبی آن موثر است. در شرایط مساوی از نظر سایر عوامل هیدرولوژیک، معمولاً حوضه‌های قیفی شکل و گرد در هر بارندگی به دلیل کم بودن زمان تمرکز، دبی‌های با شدت بیشتری در مقایسه با حوضه‌های کشیده و طویل ایجاد می‌کند، به عبارت دیگر دبی اوج بیشتری پیدا می‌کند. برای مقایسه میزان تأثیر شکل حوضه‌های مختلف بر دبی اوج از ضرایب شکل حوضه استفاده می‌شود (علیزاده 1382).
4-9-1- ضریب گراویلیوس
ضریب فشردگی که به نام ضریب گراویلیوس نیز نامیده می‌شود عبارت است از نسبت محیط حوضه (P) به محیط دایره فرضی (P’)که مساحت آن برابر مساحت حوضه باشد. اگر حوضه دایره‌ای کامل باشد ضریب برابر یک است در غیر اینصورت بزرگتر از یک خواهد بود که نشان دهنده انحراف شکل آن از دایره است و معمولاً بین 5/1 تا 5/2 است.
lefttop (4-3)
که در آن:
C = ضریب گراویلیوس
P = محیط حوضه بر حسب کیلومتر
A = مساحت حوضه بر حسب کیلومتر مربع
4-9-2-ضریب میلر
در این روش شکل آبخیز از طریق فرمول زیر تشریح شده است:
(4-4)RC = AAcکه در آن:
RC = نسبت گردی
A = مساحت حوضه بر حسب(Km2)
Ac = مساحت دایره‌ای که پیرامون آن برابر پیرامون حوضه آبخیز است.
از آنجائی که پارامترA مساحت دایره هم محیط با حوضه آبخیز است. رابطه فوق را می‌توان چنین نوشت:
(4-5) QUOTE 4πAP2=12.56AP2
که در آن P محیط آبخیز بر حسب کیلومتر است و بر اساس رابطه فوق، هر چقدر RC به یک نزدیک‌تر باشد شکل آبخیز به دایره نزدیک‌تر خواهد بود.
4-9-3- روش مستطیل معادل
مستطیل معادل عبارت است از مستطیلی که پیرامون و مساحت آن معادل پیرامون و مساحت حوضه مورد مطالعه باشد. در واقع ضریب مربوط به این روش تابع طول و عرض مستطیل معادل است که به شرح زیر محاسبه می‌شود:
(4-6) طول مستطیل
(4-7) عرض مستطیل
که در آن A مساحت به کیلومتر مربع و C ضریب گراویلیوس می‌باشد.شرط لازم برای برقراری چنین روابطی آن است که مقدار ضریب گراویلیوس برابر یا بزرگتر از 128/1 باشد(علیزاده 1382).
نتایج محاسبات ضرایب شکل و مستطیل معادل برای زیر حوضه‌ها و کل حوضه مهران رودشمالی در جدول(4-4)ارائه شده است.
جدول (4-4): ضرایب شکل و مستطیل معادل به تفکیک هر یک از واحدهای کاری حوضه
عرض مستطیل معادل(km) طول مستطیل معادل(km) ضریب میلر ضریب فشردگی محیط (km) مساحت
(km2) واحدهای هیدرولوژیک
77/0 644/5 332/0 72/1 84/12 361/4 A1
97/0 105/5 420/0 53/1 16/12 954/4 A2
772/0 629/5 333/0 72/1 81/12 353/4 A3
87/0 139/5 383/0 60/1 99/11 390/4 A4
44/0 087/8 153/0 53/2 07/17 566/3 A5
82/0 640/2 565/0 32/1 945/6 176/2 A6
10/2 511/10 433/0 50/1 21/25 950/21 A7
95/0 097/5 416/0 54/1 11/12 863/4 A8
72/2 624/18 348/0 68/1 72/42 614/50 کل حوضه
4-10- خاک شناسی
تمام اراضی موجود در یک منطقه، منابع اراضی آن منطقه نامیده می‌شود. کلیه منابع اراضی موجود استان آذربایجان شرقی تا حد تعیین واحدهای اراضی توسط مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور مورد مطالعه قرار گرفته و در نقشه ارزیابی منابع و قابلیت اراضی استان‌های آذربایجان شرقی آورده شده است. با انطباق و روی هم‌گذاری نقشه های ارزیابی منابع و قابلیت اراضی استان‌های آذربایجان شرقی با مرز محدوده مطالعاتی حاضر در محیط GIS دو تیپ اراضی شامل اینسپتی سول و مناطق شهری شناسایی گردید(جهاد کشاورزی ، 1389).

شکل (4-5): نقشه خاک درحوضه مهران رود شمالی


4-11-کاربری اراضی
با توجه به نقشه کاربری اراضی که درشکل(4-6) مشاهده می‌کنیم جنوب حوضه را مناطق شهری بیشتر با کاربری مسکونی و شمال حوضه را بیشتر مناطق طبیعی کهبه صورت جنگل کاری و فضای سبز می‌باشد پوشیده شده است.
جدول (4-5): نوع و درصد کاربری ازاضی درحوضه مهران رود شمالی
نوع کاربری مساحت (km2) درصد پوشش
مسکونی 6/21 2/43
تجاری 1/2 2/4
آموزشی 62/0 24/1
خدماتی 13/1 26/2
فضای سبز 32/2 64/4
اداری 21/0 42/0
فرهنگی 13/0 26/0
اراضی بایر و متروکه 13/22 26/44
مجموع 24/50 48/100
شکل (4-6): نقشه کاربری اراضی حوضه مهران رود شمالی
4-12- تراکم جمعیتی
براساس جدول شماره (4-6)، 7/3 درصد از محدوده دارای تراکم جمعیت بسیار زیاد و 06/26 درصد دارای مناطق بسیار کم است.بیشترین مساحت با 73/34 درصد دارای تراکم جمعیت کم و 4/12 درصد فاقد جمعیت می‌باشد.
جدول (4-6): تراکم جمعیت درحوضه مهران رود شمالی
درصد مساحت(مترمربع) تراکم جمعیت
7/3% 1847960 بسیار زیاد
1/7 % 3552040 زیاد
20/16% 8104970 متوسط
73/34 % 17368000 کم
06/ 26 % 13030000 خیلی کم
40/12 % 6704740 بدون جمعیت

شکل (4-7):نقشه تراکم جمعیت حوضه مهران رود شمالی
4-13- تراکم ساختمانی
براساس شکل (4-8) تراکم ساختمان در شمال غربی منطقه مورد مطالعه بسیار زیاد و در جنوب شرقی دارای تراکم خیلی کم است. مناطق دارای تراکم ساختمانی متوسط و کم در اطراف مناطق با تراکم خیلی زیاد شکل گرفته اند. شمال محدوده به دلیل مناطق طبیعی بودن خالی از سکنه می‌باشد.

شکل (4-8):نقشه تراکم ساختمانی درحوضه مهران رود شمالی
4-14- ضریبCN
بحث رواناب و رابطه بارندگی – رواناب از مهم ترین و در واقع اساسی ترین موضوع در هیدرولوژی آبهای سطحی است. هرگاه شدت بارندگی از ظرفیت نفوذ آب به داخل خاک بیشتر باشد بخشی از آب حاصله از بارندگی در سطح حوضه باقی می ماند. این آب پس از پر کردن گودی های سطح زمین که به آن چالاب گفته می شود در امتداد شیب زمین جریان پیدا کرده و از طریق شبکه آبراهه ها از حوضه خارج می گردد. معمولاً بارندگیها در مناطق خشک و نیمه خشک سیل آسا بوده و پوشش پراکنده گیاهی از نظر حفاظت خاک نقش زیادی ایفا نمی‌کنند، به طوریکه سرعت نفوذ آب به سرعت تقلیل یافته و میزان رواناب افزایش پیدا می‌کند. در این تحقیق جهت برآورد رواناب حاصله از بارندگی را با استفاده از لایه های بافت خاک و کاربری اراضی و ارتفاع رواناب به روش (SCS) بصورت زیر محاسبه کردیم:
(4-8) R=(P-0.2S)2(P+0.8S)
که در آن:
: R ارتفاع رواناب
: P ارتفاع بارندگی
S : عامل مربوط به نگهداشت آب در سطح زمین است که مقدار آن برابر است با:
(4-9) S=100CN-10
در این معادله CN شماره منحنی مربوط به مقدار نفوذ آب در حوضه میباشد. با داشتن مقادیر بارندگی(P) وشماره منحنی حوضه(CN) میتوان از روی معادلات فوق ارتفاع رواناب بدست آورد.
با توجه به شکل (4-9) منطقه ای که عدد CN بزرگتر می باشد ارتفاع رواناب در آن منطقه بیشتر و نهایتأجریان سیلاب نیز در آن منطقه در حد بالایی می باشد.

شکل(4-9): نقشه (CN) درحوضه مهران رود شمالی
4-15- ضریب رواناب
ضریب رواناب حوضه در عمل بعنوان درصدی از بارندگی که به رواناب تبدیل می شود مشخص و ارتفاع رواناب با فرمول ساده زیر تخمین زده می شود.
(4-10)R= C . P
که در آن:
C : ضریب رواناب
P : مقدار ارتفاع بارندگی
R : مقدار ارتفاع رواناب
ضریب رواناب بستگی به خصوصیات فیزیکی حوضه داشته و برآورد رواناب سالانه در حوضه های آبریز از عملیاتی است که باید توسط هیدرولوژیست ها انجام می شود(علیزاده،1382).

شکل(4-10) نقشه ضریب Cدرحوضه مهران رود شمالی
فصل پنجم:
نتایج و یافته‌ها
5-1 -پهنه بندی
پهنه بندی نهایی پتانسیل خطر وقوع سیلاب در حوضه مورد مطالعه با توجه به ارتباطات درونی و بر اساس دخالت وزن ها یا ارزش های نهایی هر یک از متغییرهای و محاسبات انجام یافته براساس وزن معیارها، ضریب همبستگی برابر0492/0شد.
جدول(5-1)مقایسه معیارهاو وزن معیارها
شیب کاربری خاک ضریبCN ضریبC تراکم ساختمانی تراکم جمعیت وزن معیارها
شیب 1 2 3 5 6 7 8 0/3688
کاربری 1 2 3 4 6 7 0/2345
خاک 1 2 3 5 6 0/1566
ضریبCN 1 3 4 5 0/1106
ضریبC 1 3 4 0/0663
تراکم ساختمانی 1 3 0/0386
تراکم جمعیت 1 0/0246
بر اساس مقایسه و وزن معیارها نقشه نهایی پهنه بندی سیلاب برای محدوده مورد مطالعه بدست آمد که نشان می دهد حدود 2%از منطقه در پهنه خطر بسیار زیاد، 40% در پهنه خطر زیاد، 18% درپهنه خطر متوسط و 40% در پهنه خطر کم از لحاظ سیل گیری قرار دارد. در واقع طبق نقشه ارزیابی خطر بیشترین خسارات مربوط به مناطق مسکونی و کمترین خطر در مناطق طبیعی و چون مناطق با کاربری اداری و فرهنگی قبل از ساخت از طرف کارشناسان مربوطه مورد بررسی قرار می گیرند به همین جهت در نقشه نهایی بدست آمده از محدوده مورد مطالعه عاری از خطر می باشند.
فضای سبز بایر اداری آموزشی خطر
57344/38 8189095/46 218227/21 369552/65 خیلی کم
1691659/20 7980425/63 20707/70 33450/89 کم
4976217/58 4976217/5 14336/10 38229/59 متوسط
498577/49 1482989/28 38229/59 205484/02 زیاد
20707/8 129024/85 0 9557/4 خیلی زیاد
جدول (5-2) سهم هر کاربری از میزان سیلاب
توضیح: اعداد به متر مربع می باشند.
مسکونی فرهنگی خدماتی تجاری خطر
434861/52 3185/80 36636/69 28672/19 خیلی کم
935031/90 12743/20 31857/99 100352/66 کم
923881/61 7964/50 710433/10 2080326/53 متوسط
17056800/71 148139/64 211855/61 293093/48 زیاد
600000/65 0 6371/60 1592/90 خیلی زیاد

شکل(5-1) نقشه پهنه بندی خطر سیلاب درحوضه مهران رود شمالی
5-2- تحلیل فرضیات
5-2-1- فرضیه اول
آیا تکنولوژی GIS میتواند معیارها و ضوابط مکانی در پهنه‌بندی سیلاب را تحلیل و مدلسازی نماید؟
کاربرد GISعموماً شامل ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل جامع اطلاعات بر پایه اطلاعات مکانی است. باتوجه به امکان انجام آنالیزهای پیچیده مربوط به داده‌های مکانی و غیر مکانی،GISبه عنوان بهترین وسیله در تعیین مناطقی که بیشترین احتمال بروز بحران در آنها وجود دارد شناخته می شود. بر همین اساس در این تحقیق پس از تهیه لایه‌های مورد نیاز، وزن نهایی و مقایسه لایه‌ها توسط نرم‌افزار Expert choiceو تعیین ضریب نهایی هر یک از لایه‌ها، از طریق منویRaster calculator در نرم‌افزار GISArc نقشه پهنه‌بندی خطر سیلاب برای محدوده مورد مطالعه به دست آمد. سپس براساس معیارهای مورد نظر نقاط بحرانی از نظر خطر سیلاب مدلسازی و شناسایی شد. پس از انجام مراحل فوق نتیجه گرفته شد بیشترین خطر و خسارات برای مناطق مسکونی و کمترین خطر برای مناطق طبیعی حاصل می شود.
5-2-2- فرضیه دوم
بیشترین تأثیر سیلاب در منطقه مورد مطالعه در کاربریهای مسکونی دیده میشود.
به منظور پیش بینی دامنه خسارات ناشی از سیلاب جهت کنترل و مهار آن پهنه بندی خطر سیل،امری ضروری است که در این تحقیق به بررسی میزان خطر پذیری سیلاب و ارزیابی خسارت وارده به کاربری های موجود پرداخته شد.با استفاده از پارامترهای؛کاربری اراضی،تراکم جمعیت، طبقات شیب، تراکم مسکونی، ضریب CNو ضریب رواناب به تهیه لایه‌های مورد نیاز، سپس به تعیین وزن هر لایه بر اساس میزان اهمیت آن در بروز سیلاب و پس از وزن دهی نهایی،لایه‌ها به صورت دوبه دو (AHP) توسط نرم‌افزار Expert choiceمقایسه و در نهایت نقشه ریزپهنه بندی خطر سیلاب در محدوده مورد نظرتهیه گردید.
نتیجه گیری:
نقشه خطر سیل می‌تواند در تعیین مکان‌های توسعه یافته یا در حال توسعه نقشه بسزایی داشته باشد تا از ریسک آسیب پذیری مردم و خسارت کاربری‌ها بکاهد. نقشه آسیب پذیری منطقه، وضعیت منطقه را نسبت به سیل نشان می‌دهد و بیان می‌کند که در قسمت‌هایی که آسیب پذیری درجه بالایی دارد، باید عملیات کنترل سیلاب و سیستم های هشدار دهنده سیلاب در نظر گرفته شود.
برای تهیه چنین نقشه‌ای برای محدوده مورد مطالعه ابتدا با استفاد ازآمار، اطلاعات و روش‌های مختلف میزان سیلاب برای محدوده محاسبه و سپس اقدام به تهیه لایه‌های مورد نیاز برای پهنه‌بندی شد. در نهایت با استفاده تکنیکهای نرم‌افزار GIS به وزندهی لایه‌ها پرداخته و نقشه نهایی به روش AHP طراحی و به دست آمده است.
نقشه نهایی پهنه‌بندی سیلاب نشان داد که حدود 2% از منطقه در پهنه خطر بسیار زیاد،40% در پهنه خطر زیاد 18% درپهنه خطر متوسطو40% در پهنه خطر کم از لحاظ سیل گیری قرار دارد. در واقع طبق نقشه ارزیابی خطر بیشترین خسارات مربوط به مناطق مسکونی و کمترین خطر در مناطق طبیعی و منطق با کاربری اداری و فرهنگی عاری از خطر می باشد.
به طور کلی می‌توان اظهار داشت که نقشه‌های ریزپهنه‌بندی خطر سیلاب به مدیریت غیر سازه‌ای سیل کمک می‌کنند و به برنامه‌ریزان این امکان را می‌دهند تا بخش‌های امن‌تر از نظر سیل خیزی را برای توسعه انتخاب کنند.
پیشنهادها
به طور کلی، روشهای کنترل سیلاب در دو گروه جای می‌گیرند، روش‌های سازه‌ای و روش‌های غیر سازه‌ای.
از آن جا که دیدگاه ما در رابطه با وقوع سیلاب بیشتر حول محور پیشگیری از سیل است، بنابراین توصیه زیر در ارتباط با حوضه آبخیز ضروری به نظر می‌رسد.
انجام کلیه عملیات آبخیزداری در بالا دست حوضه و حفظ و احیاء مراتع طبیعی و جنگل‌ها برای جلوگیری از به جریان افتادن سیل و فرسایش خاک در حوضه و کاهش بار رسوبی سیل.
از آنجا که مشکل سیل با توسعه شهرها افزایش می‌یابد بنابراین، توصیه می‌گردد موضوع مربوط به طرح‌های توسعه فیزیکی شهر جزء شرح خدمات مشاورین شهرساز کنجانده شود و دستگاه‌های تابع وزارت مسکن و شهرسازی بر این امر نظارت نمایند.
علاوه بر شبکه سیلاب روها در منطقه که وظیفه گردآوری، انتقال و دفع سیلاب‌های ناشی از بارندگی در سطح منطقه را به عهده دارند، تأسیسات و سازه‌های فنی زیر نیز برای تقلیل روان آب ها و یا کاهش شدت آبدهی سیلاب های منطقه مورد استفاده قرار می گیرند.
حوضچه‌ها یا استخرهای تأخیری برای ذخیره موقت بخشی از سیلاب‌ها شهری و تعدیل شدت آن.
استفاده از روکش‌های نفوذپذیر به جای روکش‌های بتنی و آسفالت برای مثال پیاده‌روها، پارکینگ‌ها،پارک ها و غیره.
استفاده از چاه برای تزریق سیلابهای شهری در لایه زیر زمینی.
منابع و مأخذ
1-بزرگ زاده، مصطفی، 1372، مباحث روشهای شهرسازی و مطالعات کنترل سیل انتشارات مطالعات و تحقیقات شهرداری تهران.صفحه 35تا36
2-بهروزی، امید، امیر احمدی، 1375،اثرات بهترین راهکار های مدیریتی بر روی کمیت و کیفیت رواناب شهری
3-بهبهانی، طاهری،بزرگ زاده، مصطفی، 1375، سیلابهای شهری.چاپ اول.انتشارات مرکز مطالعات و تحقیقات شهر سازی و معماری ایران. صفحه 330.
4-تلوری،عبدالرسول، 1376، مدیریت مهار سیلاب و کاهش خسارت سیل.کارگاه آموزشی تخصصی مهار سیلاب رودخانه ها،همدان15-16اردیبهشت 50-59.
5-چاوشیان، علی، 1371، مدیریت حوزه جهت کنترل سیلاب شهری در کنفرانسملی مدیریت سیلاب شهری .
6-جهانفر،علی. 1388.پهنه بندی خطر سیل در حوضه اسلامآباد غرب با بکارگیری مدل AHP
7- جعفری ،فرهاد، 1376 فصلنامه تحقیقات جفرافیایی شماره 46
8-خلیلی زاده،مجتبی،1388،ارزیابی خطر و مدیریت سیلاب در شهر گرگان.پایان نامه کارشناسی ارشدرشته آبخیزداری،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. صفحه 131.
9-رامشت،محمود،1375،کاربرد ژئومورفولوژی دربرنامه ریزی ملی منطقه ای اقتصادی.چاپ اول انتشارات دانشگاه اصفهان. صفحه 283.
10-رضایی مقدم،محمد حسین و محمدی فر،عادل و خلیل ولیزاده کامران (1392) نشریه علمی –پژوهشی جغرافیاو برنامه ریزی شماره 44 صفحات 161-178
11- زارع،جمال،1371علل و عوامل سیلاب و آب گرفتگی در مناطق شهری ایران و راههای پیشگیری از آن.اولین کنفرانس بین المللی بلایای طبیعی در مناطق شهری،تهران،16-23تیر. 22-147.

–415

8. اصل مالکیت مادی و معنوی: تعهد به رعایت کامل حقوق مادی و معنوی دانشگاه و کلیه همکاران پژوهش.
2270125630555009. اصل منافع ملی: تعهد به رعایت مصالح ملی و در نظر داشتن پیشبرد و توسعه کشور در کلیه مراحل پژوهش.
-15430530543500تقدیم به :
پدر و مادر عزیزم
و
همسر مهربانم

-55816537782500سپاسگزاری
سپاس فراوان از همسر صبورم که همواره در لحظات دشوار این مسیر دلگرمی را به من هدیه داد.
از برادر عزیزم که در تمام این راه همراهی خود را از من دریغ ننمود، نهایت تشکر را دارم.
سپاس فراوان از جناب آقای دکتر ابراهیم امیدوار که روشنا بخش این راه پر فراز و نشیب بودند.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده.................................................................................................................................................................................1
فصل اول: کلیات
مقدمه..................................................................................................................................................................3
2-1- فرضیات تحقیق.....................................................................................................................................................5
3-1- اهداف تحقیق........................................................................................................................................................6
1-3-1- اهداف علمی.....................................................................................................................................................6
2-3-1- اهداف کاربردی................................................................................................................................................6
4-1-تعاریف......................................................................................................................................................................6
1-4-1- زمین لغزش......................................................................................................................................................6
1-4-1-1-پیکر شناسی زمین لغزش..........................................................................................................................7
1-4-2-1- ابعاد زمین لغزش.....................................................................................................................................10
1-4-3-1- علل وقوع زمین لغزش ها......................................................................................................................11
1-4-3-1-1- عوامل زمین شناسی..........................................................................................................................12
1-4-3-2-1- عوامل ریخت شناسی........................................................................................................................12
1-4-3-3-1- عوامل انسانی.......................................................................................................................................13
1-4-4-1- خسارات زمین لغزش..............................................................................................................................16
5-1- زمین آمار (ژئواستاتیستیک)...........................................................................................................................18
1-5-1- متغیر ناحیه‌ای...............................................................................................................................................19
2-5-1- تغییر نما ....................................................................................................................................................19
1-2-5-1- اجزای تغییر نمای ایده‌آل.....................................................................................................................20
1-2-5-1-1- دامنه تاثیر...........................................................................................................................................20
1-2-5-2-1- سقف واریوگرام..................................................................................................................................21
1-2-5-3-1- اثر قطعه‌ای .......................................................................................................................................22
6-1- روش کریجینگ..................................................................................................................................................22
6-1-1- معادلات کریجینگ ...................................................................................................................................22
6-2-1- ویژگی‌های کریجینگ.................................................................................................................................23
7-1- بررسی روش‌های میانیا‌بی و انتخاب مناسب‌ترین روش............................................................................24
1-7-1- روش تیسن...................................................................................................................................................26
2-7-1- روش عکس فاصله........................................................................................................................................26
3-7-1- روش‌های زمین آمار.....................................................................................................................................26
فصل دوم: پیشینه تحقیق
بررسی سوابق پژوهشی در داخل کشور....................................................................................................29
2-2- بررسی سوابق پژوهشی در خارج از کشور....................................................................................................34
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1- منطقه مورد مطالعه...........................................................................................................................................40
3-2- زمین‌شناسی استان مازندران..........................................................................................................................41
3-3- آب و هوای استان مازندران.............................................................................................................................45
3-4- اقلیم استان مازندران........................................................................................................................................45
3-4-1- ناهمواری‌های استان مازندران.................................................................................................................46
3-5-کوه‌های استان مازندران....................................................................................................................................48
3-6-پوشش گیاهی استان مازندران.........................................................................................................................48
3-7- باد ........................................................................................................................................................................49
3-8- بارش ...................................................................................................................................................................50
3-9- داده‌های مورد استفاده......................................................................................................................................51
3-9-1- داده‌های بارش...............................................................................................................................................51
3-9-2- مشخصات ایستگاه‌های مورد مطالعه........................................................................................................51
3-9-3- داده‌های زمین لغزش..................................................................................................................................53
3-10 - روش انجام پژوهش......................................................................................................................................54
3-10 -1- کنترل صحت و همگنی داده‌ها.............................................................................................................54
3-10-2- انتخاب پایه زمانی مشترک ....................................................................................................................55
3-10-3- بازسازی و تطویل آمار..............................................................................................................................55
3-10 - 4- بررسی مشخصات آماری داده‌ها..........................................................................................................56
3-10 -5- تهیه نقشه پارامترهای مختلف بارش...................................................................................................57
3-10 -6- تهیه نقشه پراکنش نقاط زمین لغزش.................................................................................................57
3-10 -7- محاسبه پارامترهای مختلف بارش در نقاط زمین‌لغزش‌ها..............................................................57
3-10 -8- محاسبه پارامترهای مورفومتریک زمین لغزش..................................................................................58
3-10 -9- بررسی ارتباط بین پارامترهای مورفومتری زمین‌لغزش‌ها و خصوصیات بارش...........................58
3-10-9-1 - آزمون همبستگی................................................................................................................................58
3-10-9-2- تحلیل آماری.........................................................................................................................................59
فصل چهارم: نتایج
4-1- بررسی پارامترهای مختلف بارندگی...............................................................................................................61
4-2- محاسبه پارامترهای مختلف بارش.................................................................................................................62
4-2-تهیه نقشه پارامترهای مختلف بارش..............................................................................................................74
4-3- نقشه پراکنش زمین‌لغزش‌ها...........................................................................................................................84
4-4- بررسی آماری ارتباط بین خصوصیات لغزش و بارندگی............................................................................85
4-4-1- آزمون همبستگی..........................................................................................................................................85
4-4-2- تحلیل آماری.................................................................................................................................................87
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
اثبات فرضیات.............................................................................................................................................................102
پیشنهادات...................................................................................................................................................................103
منابع
منابع فارسی................................................................................................................................................................105
منابع انگلیسی.............................................................................................................................................................110
چکیده انگلیسی .........................................................................................................................................................112

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1- طبقه‌بندی اقلیم ایستگاه‌های موجوددراستان مازندران به روش‌های دکترکریمی و دومارتن (کتاب جغرافیای تاریخی مازندران)..........................................................................................................................47
جدول 3-2- مشخصات ایستگاه‌های مورد مطالعه در استان مازندران..............................................................52
جدول4- 1- میانگین ماهانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.............................................................61
جدول4- 2-میانگین بارش دوره‌ی 35 ساله آماری در ایستگاه‌های مورد مطالعه..........................................62
جدول4- 3- نسبت درصد بیشترین میزان بارندگی در ایستگاه های مختلف.................................................73
جدول4- 4- مشخصات مناسب‌ترین مدل‌های واریوگرام به دست آمده برای پارامترهای مختلف بارش..74
جدول 4- 5- نتایج آزمون همبستگی پیرسون بین مقادیر پارامترهای بارندگی و مورفومتری...................86

فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل1- 1- اجزای مختلف زمین لغزش..................................................................................................................10
شکل1-2نمونه ای از زمین لغزش در استان مازندران در روستای گرمستان از توابع شهرستان ساری.....18
شکل1- 3- اجزای تغییر نمای ایده آل....................................................................................................................21
شکل3-1- نقشه موقعیت استان مازندران در ایران...............................................................................................41
شکل4- 1- میانگین بارش سالانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.....................................................63
شکل4- 2- میانگین بارش روزانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران......................................................63
شکل4- 3- میانگین حداکثر کل بارش در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................64
شکل4- 4- میانگین بارش در فصل بهار در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.........................................64
شکل4- 5- میانگین بارش در فصل تابستان در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..................................65
شکل4- 6- میانگین بارش در فصل پاییز در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران........................................65
شکل4- 7- میانگین بارش فصل زمستان در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.......................................66
شکل4- 8- میانگین بارش فروردین ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................66
شکل4- 9- میانگین بارش اردیبهشت ماه در ایستگاه های مختلف استان مازندران.....................................67
شکل4- 10- میانگین بارش خرداد ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...........................................67
شکل4- 11- میانگین بارش تیر ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.................................................68
شکل4- 12- میانگین بارش مرداد ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران............................................68
شکل4- 13- میانگین بارش شهریور ماه درایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................69
شکل4- 14- میانگین بارش مهر ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران................................................69
شکل4- 15- میانگین بارش آبان ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...............................................70
شکل4- 16- میانگین بارش آذرماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..................................................70
شکل4- 17- میانگین بارش دی ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران................................................71
شکل4- 18- میانگین بارش بهمن ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران............................................71
شکل4- 19- میانگین بارش اسفند ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...........................................72
شکل4- 20- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل بهار..................................................75
شکل4- 21- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل تابستان.............................................75
شکل4- 22- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل پاییز..................................................76
شکل4- 23- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل زمستان............................................76


شکل4- 24- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فروردین ماه...............................................77
شکل4- 25- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در اردیبهشت ماه...........................................77
شکل4- 26- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در خرداد ماه...................................................78
شکل4- 27- پراکنش باران درنقاط مختلف استان مازندران در تیر ماه..........................................................78
شکل4- 28- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مرداد ماه....................................................79
شکل4- 29- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در شهریور ماه.................................................79
شکل4- 30- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مهر ماه........................................................80
شکل4- 31- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آبان ماه.......................................................80
شکل4- 32- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آذر ماه.........................................................81
شکل4- 33- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در دی ماه.......................................................81
شکل4- 34- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در بهمن ماه....................................................82
شکل4- 35- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در اسفند ماه...................................................82
شکل4- 36- پراکنش روزانه باران در نقاط مختلف استان مازندران.................................................................83
شکل4- 37- پراکنش سالانه باران در نقاط مختلف استان مازندران................................................................83
شکل4-38- پراکنش کل باران در نقاط مختلف استان مازندران.....................................................................84
شکل4-39- موقعیت زمین لغزش‌های موجود روی نقشه استان مازندران......................................................85
شکل 4- 40- نمودار طبقات بارش متوسط فروردین ماه..................................................................................87
شکل 4- 41- نمودار طبقات بارش متوسط اردیبهشت ماه...............................................................................88
شکل 4- 42- نمودار طبقات بارش متوسط خرداد ماه.....................................................................................88
شکل 4- 43- نمودار طبقات بارش متوسط تیر ماه............................................................................................89
شکل 4- 44- نمودار طبقات بارش متوسط مرداد ماه........................................................................................90
شکل 4- 45- نمودار طبقات بارش متوسط شهریور ماه....................................................................................90
شکل 4- 46- نمودار طبقات بارش متوسط مهر ماه..........................................................................................91
شکل 4- 47- نمودار طبقات بارش متوسط آبان ماه..........................................................................................92
شکل 4- 48- نمودار طبقات بارش متوسط آذر ماه............................................................................................92
شکل 4- 49- نمودار طبقات بارش متوسط دی ماه...........................................................................................93
شکل 4- 50- نمودار طبقات بارش متوسط بهمن ماه........................................................................................94
شکل 4- 51- نمودار طبقات بارش متوسط اسفند ماه.......................................................................................94
شکل 4- 52- نمودار طبقات بارش متوسط فصل بهار.......................................................................................95
شکل 4- 53- نمودار طبقات بارش متوسط فصل تابستان................................................................................95
شکل 4- 54- نمودار طبقات بارش متوسط فصل پاییز......................................................................................96
شکل 4- 55- نمودار طبقات بارش متوسط فصل زمستان................................................................................96
شکل 4- 56- نمودار طبقات بارش متوسط حداکثر روزانه................................................................................97
شکل 4- 57- نمودار طبقات بارش متوسط حداکثر کل....................................................................................97
شکل 4- 58- نمودار طبقات بارش متوسط سالانه.............................................................................................98
تأثیر مؤلفه‏های مختلف بارندگی بر خصوصیات مورفومتری زمین لغزش‌های استان مازندران
به وسیله: سارا محمدنژاد اردشیری
چکیده
زمین لغزش یکی از فرایندهای اصلی زمین ریختی است که تکامل چشمانداز مناطق کوهستانی را تحت تاثیر قرار داده و سبب ایجاد حوادث فاجعه برانگیزی میشود، زمینلغزشها در ایران بهخصوص در حوضههای شمال کشور، یکی از مهمترین بلایای طبیعی هستند که همه ساله نقش بسزایی در تخریب جادههای ارتباطی تخریب مراتع، باغها و مناطق مسکونی و همچنین ایجاد فرسایش و انتقال حجم بالای رسوب به حوضههای آبخیز کشورمان دارند. بارندگی از عوامل اصلی وقوع زمینلغزشها به شمار میرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهای در وقوع زمین لغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندی از قبیل شرایط اقلیمی، توپوگرافی و ساختمان زمینشناسی شیبها و نفوذپذیری دامنه نیز وابسته است.با توجه به اینکه خصوصیات مختلف ب بارندگی در مناطق مختلف تغییر مینمایند و از آنجایی که خصوصیات زمینلغزشها نیز در اثر تغییرات مکانی دارای تغییراتی هستند بنابراین شاید بتوان این تغییرات را به تغییر در خصوصیات مختلف بارندگی نسبت داد. در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که ارتباط بین تغییرات مکانی خصوصیات بارش و تغییرات خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشهای استان مازندران بررسی گردیده و در صورت معنیداری این ارتباط به روابطی آماری دست پیدا نماییم. خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها که در این تحقیق مورد بررسی قرار میگیرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضریب معادل اصطکاک )نسبت ارتفاع به طول لغزش) و ... میباشد. همچنین خصوصیات بارندگی نیز شامل متوسط بارندگی سالانه، متوسط بارندگی ماهانه در ماههای پرباران سال، متوسط بارندگی ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و ... میباشند. نکتهای که در این مورد قابل پرداختن میباشد این است که وقتی پارامترهای مختلف بارش به صورت طبقات مختلف دستهبندی گردید، شاخصهای مورفومتریک دارای تغییراتی در هر طبقه بود. شاخص ضریب تغییر شکل طولی در همهی طبقات مختلف بارش دارای روند افزایشی و شاخص ضریب تغییر شکل دارای روند کاهشی بوده است.
کلمات کلیدی: زمین لغزش، خصوصیات مورفومتریک، خصوصیات بارش، استان مازندران
فصل اول
کلیات
2245995379984000
1-1- مقدمه
زمین لغزش یکی از فرایندهای اصلی زمین ریختی است که تکامل چشماندازمناطق کوهستانی را تحت تاثیر قرار داده و سبب ایجاد حوادث فاجعه برانگیزی میشود،زمینلغزشها از جمله ویرانگرترین حوادث طبیعی در مناطق شیبدار به حساب میآیند(کانانگو و همکاران،2006). زمین لغزش یک معضل جهانی بوده و متداولترین نوع از پدیده های طبیعی شکل دهنده سطح زمین میباشد که در تمامی دورانهای زمینشناسی به وقوع پیوسته است(ثروتی، 1381). خسارات وارد به مناطق مسکونی و زیر بنای اقتصادی و همچنین تلفات انسانی ناشی از زمینلغزشها در سراسر جهان در حال افزایش است. طی دهه 1990 زمین‌لغزشها تقریبا %9 بلایای طبیعی که در سراسر جهان اتفاق افتادهاند را به خود اختصاص دادهاند. سالانه در جهان 1000 کشته و 4 میلیون دلار خسارت مالی در اثر وقوع زمینلغزشها ایجاد میشوند. عوامل متعددی مانند شرایط زمینشناسی، شرایط هیدرولوژی و هیدروژئولوژی، وضعیت توپوگرافی و مورفولوژی، آب و هوا و هوازدگی بر پایداری یک شیب تاثیر گذاشته و میتوانند سبب ایجاد زمینلغزش شوند(گارفی و همکاران، 2007). زمینلغزشها در اثر بسیاری عوامل محرک از قبیل زلزله، بارندگی و ذوب سریع برف ایجاد شده و تحت تاثیر عواملی مثل توپوگرافی، نوع سنگ و خاک، شکستگیها و سطوح بستر و میزان رطوبت قرار میگیرند )ترنر و اسکات، 1996). زمینلغزشها در ایران بهخصوص در حوضههای شمال کشور، یکی از مهمترین بلایای طبیعی هستند که همه ساله نقش بسزایی در تخریب جادههای ارتباطی تخریب مراتع، باغها و مناطق مسکونی و همچنین ایجاد فرسایش و انتقال حجم بالای رسوب به حوضههای آبخیز کشورمان دارند (کلارستاقی وهمکاران، 2007). بارندگی از عوامل اصلی وقوع زمینلغزشها به شمار میرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهای در وقوع زمینلغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندی از قبیل شرایط اقلیمی، توپوگرافی و ساختمان زمینشناسی شیبها و نفوذپذیری دامنه نیز وابسته است(اسپیزوآ،2002). بیشترین تعداد گسیختگی دامنهها بعد از بارندگیهای سنگین یا ذوب برف در بهار و به علت نفوذ آب در شکافها صورت میگیرد. شدت تأثیر عامل بارش در ناپایداری دامنهها به شرایط آب و هوایی، توپوگرافی منطقه، ساختارهای زمین شناسی دامنهها، نفوذ پذیری و سایرخواص تودههای سنگی و خاکی بستگی دارد(زندی، 1378). با توجه به اینکه خصوصیات مختلف بارندگی در مناطق مختلف تغییر مینمایند و از آنجایی که خصوصیات زمینلغزشها نیز در اثر تغییرات مکانی دارای تغییراتی هستند(موسوی خطیر و همکاران، 1388). بنابراین شاید بتوان این تغییرات را به تغییر در خصوصیات مختلف بارندگی نسبت داد. در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که ارتباط بین تغییرات مکانی خصوصیات بارش و تغییرات خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها بررسی گردیده و در صورت معنیداری این ارتباط به روابطی آماری دست پیدا نماییم. خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها که در این تحقیق مورد بررسی قرار میگیرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضریب معادل اصطکاک (نسبت ارتفاع به طول لغزش) و ... می‌باشد. همچنین خصوصیات بارندگی نیز شامل متوسط بارندگی سالانه، متوسط بارندگی ماهانه در ماههای پرباران سال، متوسط بارندگی ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و ... میباشند.
بروز پدیدهی زمینلغزش میتواند ناشی از عوامل متعدد زمینشناسی، ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، بیولوژیکی و انسانی باشد، ولی معمولا در شروع زمین لغزش تنها یک محرک خارجی یا عامل ماشهای یک نقش محوری دارد. بارندگی شدید، ذوب سریع برف، تغییرات ناگهانی در سطح آب زیرزمینی، زلزله و فرسایش با سرعت زیاد از مهمترین عوامل ماشهای زمین لغزشها برشمرده می شوند(سیدل و اوچیای،2006). کانن و الن در سال 1958 و کروزیر در سال 1999 و ژیکوب و ویترلی5در سال 2003، بارندگی را به عنوان متداولترین عامل ماشهای وقوع زمین لغزشها بر شمردهاند.
مفهوم آستانه بارندگی برای وقوع زمین لغزش را نخستین بار کمبل در سال 1975 بیان کرد. سپس استارکل در سال 1979 موفق شد آن را در قالب روابط شدت و مدت بارندگی تئوریزه کند. سطح حداقل یا حداکثر کمیت مورد نیاز برای رخ دادن یک فرایند یا قرار گرفتن در وضعیت تغییر را میتوان آستانه برشمرد. این نکته که بعضی رخدادهای بارندگی سبب لغزش میشوند و بعضی دیگر چنین اثری ندارند، می تواند مبنایی برای پژوهش علمی در مورد آنالیز رابطهی بین مقادیر بارندگی و شروع لغزش باشد. به دست آوردن چنین رابطهای با شناسایی آستانههای بارندگی میتواند با استفاده از مبانی تجربی آستانههای بارندگی حاصل میشود(کروزیر،1986).
2-1- فرضیات تحقیق
1- خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشها و مولفههای بارندگیدراستان مازندران دارای تغییرپذیری مکانی است.
2- تغییرات بارندگی میتواند بر روی خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشها در استان مازندران تاثیرگذار باشد.
3-1- اهداف تحقیق
1-3-1- اهداف علمی
تاثیرمولفه‏های مختلف بارندگی برخصوصیات مورفومتری زمینلغزشهای استان مازندران
بررسی پراکنش مکانی خصوصیات بارش دراستان مازندران
بررسی پراکنش مکانی خصوصیات زمین لغزشها در استان مازندران
بررسی ارتباط بین خصوصیات بارش و خصوصیات زمینلغزشها در استان مازندران
2-3-1- اهداف کاربردی
تعیین موثرترین پارامترهای مرتبط با بارندگی به منظور کاهش تاثیر عامل بارش در وقوع زمینلغزشهای استان مازندران
4-1-تعاریف
1-4-1- زمینلغزش
اصـطلاح زمین لغزش توسط بسیاری از دانشمندان تعریف شده است.گاهی این اصطلاح برای هر نوع توده خاکی که به سمت پایین دامنه حرکت کند، به کار میرود. و در برخی موارد، اشاره به تیپ خاصی از حرکات تودهای دارد.
زمینلغزشها دستهاى از حرکات تودهاى مىباشند که جابهجایى مواد سنگى یا خاکى دامنه تحت تاثیر قوه ثقل را در بر مىگیرد. این حرکت در سطح گسیختگى مشخص صورت مىگیرد و براساس معیارهایى چون سطح گسیختگى، مواد لغزشى، عوامل لغزش و.... به انواع مختلفى تقسیم مىشوند.
1-1-4-1-پیکر شناسی زمین لغزش
انجمن بین المللی زمینشناسی مهندسی وابسته به سازمان یونسکو در راستای طرح تهیه بانک اطلاعات زمین لغزشها، در سال 1990 در قالب انتشار پروژه - ریسرچای اقدام به انتشار فهرست اصطلاحات پیشنهادی برای توصیف یک زمین لغزش شاخص نمود. این اصطلاحات به معرفی ابعاد و اجزا مختلف یک زمین لغزش می‌پردازد. در شکل 1- 1 اجزای مختلف زمینلغزش نشان داده شده است.
تاج
در عمل، مواد جابجا نشده در یک زمین لغزش که در مجاورت بالاترین بخش پرتگاه اصلی لغزش قرار دارند.
افتگاه اصلی
سطحی با شیب تند، واقع در لبه بالایی لغزش که در اثر جدایش قطعه جابجا شده از زمین، حاصل شده است. پرتگاه گسلی بخش قابل مشاهده سطح گسیختگی می باشد.
توده اصلی
بخشی از توده جابجا شده زمین لغزش، که سطح گسیختگی را در بین افتگاه اصلی و پنجه لغزش پوشانده است.
پای لغزش
آن بخش از زمین لغزش است که از محدوده پنجه سطح گسیختگی فراتر رفته و سطح اولیه زمین را می‌پوشاند.
نوک لغزش
دورترین و جلوترین نقطه مواد جابجا شده از قله یک زمین لغزش، نوک لغزش نامیده میشود.
پنجه
انحنای لبه توده جابجا شده مواد، در پایین ترین سطح را، پنجه زمین لغزش نامند.
سطح گسیختگی
سطحی در زیر توده جابجا شده که حرکت توده مواد در راستای آن صورت میپذیرد. همچنین سطح لغزش و سطح برش نیز گفته می شود. در صورت صفحهای بودن آن صفحه لغزش و صفحه برش گفته میشود.
پنجه سطح گسیختگی
محل تلاقی ییلاقی پایینترین سطح صفحه گسیختگی با سطح اولیه زمین است.
سطح جدایش6
بخشی از سطح کنونی زمین که توسط پای لغزش پوشیده شده است.
توده جابجا شده
تودهای از مواد تشکیل دهنده زمین که در اثر لغزش از جای اصلی خود در دامنه جابجا شدهاند.
پهنه تهی شدگی
پهنهای از لغزش در توده جابجا شده که در قبل رخ داد، در زیر سطح اولیه زمین واقع بوده است.
پهنه تجمع3
پهنهای از لغزش که پیش از رخ داد، در بالای سطح اولیه زمین قرارداشته است.
توده تهی شده4
حجمی از مواد جابجا شده که سطح گسیختگی را می پوشاند و زیر سطح اولیه زمین بوده است.
قله5
بالاترین نقطه تماس بین توده جابجا شده و افتگاه اصلی لغزش است.
پهلوی لغزش6
مواد جابجا نشده مجاور پهلوهای سطح گسیختگی که در صورت نگاه از تاج لغزش به سمت جلو، با پهلو راست و پهلو چپ معرفی میشوند و در غیر این صورت توسط کمپاس با استفاده از جهات جغرافیایی معرفی میشوند.
1-4-2-1- ابعاد زمین لغزش
طول صفحه گسیختگی Lr
این طول شامل مسافت بین پنجه صفحه گسیختگی تا تاج لغزش است.
طول توده جابجا شده Ld
فاصله بین قله تا نوک لغزش را نامند.
طول کلی لغزش L
فاصله بین تاج لغزش تا نوک لغزش میباشد.

شکل1- SEQ شکل1- * ARABIC 1- اجزای مختلف زمین لغزش
پهنای توده جابجا شده Wd1
بیشینه پهنای توده جابجا شده که بر Ld عمود باشد.
عمق صفحه گسیختگی Dr2
بیشینه مقدار عمق گسیختگی که بر سطح اولیه زمین عمود است.
عمق توده جابجا شدهDd
بیشینه عمق توده جابجا شده که به سطح توده جابجا شده عمود است.
 1-4-3-1- علل وقوع زمین لغزشها
لغزش عبارت است از پایین افتادن و یا حرکت یکپارچه و اغلب سریع حجمی از مواد رسوبی در امتداد دامنه ها . این پدیده بیشتر در سنگهای منفصل دانه دانه عمل میکند و حضور آب در پیدایش آن الزامی است چنانچه سنگها از طبقات سخت و سست تشکیل شده باشند نفوذ آب در لایهی سست حجم عظیمی از سنگ های سخت و یکپارچه فوقانی آنها را جا به جا می نماید (محمودی، 1374). در طـبیعت نمونههای فراوانی از لغزش وجود دارد و در ابعاد بسیار متفاوت کوچک یا بزرگ عمل میکنند .همانند تمام حرکات یکپارچه، جابجایی مواد و در امتداد سطح لغزش، به علت وجود آب دخالت نیروی جاذبه را آسان میسازد. گاهی در رسوبهای منفصل دانهریز این پدیدهها آنچنان آرام و غیر قابل پیشبینی عمل میکنند که عوارض انسانی داخل محدوده آن بدون آسیب چندانی پا برجای میمانند. نمونهی مشخص آن در غرب ایران در جنوب غربی کامیاران است. تودهی لغزشی اغلب خشک است اما سطح لغزش همیشه مرطوب و حالت کلی دارد. بنابراین متناسب با لایههای تشکیل دهنده سنگها، آبهای نفوذی میتوانند یکی از عوامل مهم در پیدایش آن باشند در این حالت غالبا سطح لغزش نیمرخ کاو و خمیده دارد. این خمیدگی اغلب حرکتی چرخشی به توده لغزنده تحمیل می کند. به طور کلی دلایل وقوع زمین لغزش را میتوان به سه دسته کـلی عوامل زمین شناسی ، عوامل ریخت شناسی و عوامل انسانی دسته بندی نمود. که در زیر تقسیم بندی مربوط به هر دسته ذکر شده است .
1-4-3-1-1- عوامل زمین شناسی
الف) وجود موادحساس یا ضعیف
ب) وجود مواد هوا زده
ج) حضور مواد برش یافته، درز دار یا ترک خورده
د) ناپیوستگی با جهت یافتگی مخالف) لایه بندی، شیستوزیته، گسل، سطوح تماس ( و...
ه) تفاوت در نفوذ پذیری و یا سختی مواد
1-4-3-2-1- عوامل ریخت شناسی
الف) بالا آمدگی ناشی از فعالیت های تکنوتیکی یا آتشفشانی
ب) حذف فشار سر بار ناشی از ذوب یخچال ها
ج) فرسایش رودخانه ای، موجی یا یخچال در پنجه دامنه یا حاشیه کناری آن
د) فرسایش زیر زمینی(انحلال، جوشش)
ه) بارگذاری رسوبی بر روی دامنه یا بالای آن
و) حذف پوشش گیاهی و آتش سوزی، خشکسالی
ز) ذوب شدن برفها
ح) هوازدگی ناشی از یخ زدن– ذوب شدن
ط) هوازدگی ناشی از انقباض – انبساط
1-4-3-3-1- عوامل انسانی
الف) حفاری بر روی دامنه یا پنجه آن
ب) بارگذاری بر روی دامنه یا پنجه آن
ج) افت سطح آب زیر زمینی
د) قطع درختان جنگلی
ه) آبیاری
و) معدن کاری
ز) نوسانات لرزهای مصنوعی
ه) نشت آب از تاسیسات
بارش باران به صورت مداوم و طولانی یا کوتاه مدت و شدید، مهمترین عامل اقلیمی ایجاد کننده زمین لغزش‌هاست. تاثیر این عامل را میتوان در مناطق و موقعیتهای مختلف به شکلهای زیر در نظر گرفت:
1- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای شدید در مناطق مرطوب؛ مثل زمین لغزشهای ناشی از بارندگی‌های شدید در منطقه زاگرس.
2- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای شدید درمناطق خشک؛ وقوع این زمینلغزش‌ها هنگام بارندگی‌های استثنایی قابل انتظار است.
3- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای مداوم در مناطق مرطوب، مثل زمینلغزشهای سال 72 در نقاط مختلف گیلان و مازندران.
4- در بعضی مناطق با بارندگی کم، وجود جریان آب زیرزمینی در مناطق دور دست از طریق درزهها، گسل‌ها و سطوح لایه‌بندی و جذب آنها در لایههای بالای جریان آب زیرزمینی، ایجاد ناپایداری میکند. نمونههای این نوع گسیختگی در مجاورت چشمههای کارستیک در زاگرس وجود دارند.
5- عمل رودخانهها در مواقع سیلابی که از طریق فرسایش پیچه شیبها موجب ناپایداری کنارههای خود میشوند(معماریان، 1377).
در این زمینه، بررسیها نشان میدهد که قریب 80 درصد زمینلغزشها به دنبال بارندگی های اواخر زمستان و اوایل بهار به وقوع میپیوندند و نزدیک به 60 درصد در کنار جریانهای آبی رخ دادهاند که می توانند بار رسوبی رودخانهها را افز ایش داده، در نهایت موجب بروز سیلاب های گل آلوده شوند که علاوه بر وارد نمودن خسارات مالی و جانی از عمر مفید سازههای آبی مستقر بر روی رودخانهها نیز کاسته شود(زمردیان، 1373).
مطالعات گستردهای نیز در زمینهی علل وقوع زمینلغزش صورت گرفته که از جملهی آنها میتوان به نکته‌های زیر اشاره کرد:
کلارستاقی(1381) عواملی مانند دامنه و فاصله از گسل و فاصله ازشبکه هیدروگرافی را دارای تاثیر کم در زمین لغزشها عنوان نمود .
دومهری(1382) شرایط زمینشناسی و وضعیت توپوگرافی و آب و هوا و جهت دامنه را ازعوامل مهم لغزش دانسته است .
گرائی(1385) عوامل موثر در لغزش را شیب و جهت دامنه و فاصله از گسل و کاربری اراضی و بارندگی بیان نموده است .
زیزیر(1999) مهمترین عوامل موثر در لغزش را ساختار زمینشناسی و سنگشناسی کاربری زمین و وجود لغزشهای قدیمی و فعالیتهای انسانی عنوان نموده است .
ود و همکاران(2001) بافت سنگین خاک و شیب بالای دامنهها را از عوامل اصلی زمینلغزشها بیان نموده است .
کوماک و همکاران(2006) شیب، سنگشناسی و نوع پوشش را عامل مهم زمینلغزشها عنوان نموده است.
حسنی(1373) عوامل موثر در ناپایداری دامنه، بافت و رطوبت خاک و شیب دامنهها را عنوان نمود .
فیض نیا(1380) جاده سازی غیر اصولی و وجود خاکهای ریزدانه را از عوامل مهم لغزش میداند .
شایان ذکر است که نقش عوامل انسانی در وقوع زمین لغزشها نیز درخور توجه است، حدود 35 درصد از زمینلغزشهای موجود در بانک اطلاعاتی در اثر دخالتها و فعالیتهای بیرویه انسان چون راهسازی غلط، تخریب پوشش گیاهی و تبدیل آنها به دیمزارهای کم بازده، بارگذاری از طریق ایجاد سکونتگاهها و … تحریک و تشدید گردیدهاند.
زمینلغزش یکی از خطرات طبیعی به شمار میرود که هر ساله خسارات جانی و مالی فراوانی را به همراه دارد. وقوع زمینلغزش در مناطق شمالی کشور و به دلیل تبدیل اراضی جنگلی به زمینهای زراعی و جادهها در حال افزایش است و یکی از راهکارهای مهم برای کاهش خسارات ناشی از وقوع زمین لغزشها دوری جستن از این مناطق است.
1-4-4-1- خسارات زمین لغزش
زمین لغزش عبارت است ازحرکات کلی و عمقی تمام قشر خاک برروی سطح زمین مادری که هر ساله موجب خسارتهای سنگینی می گردد که گاهی جبران این خسارتها ممکن نیست و نیازمند صرف وقت و هزینهی بسیاری است(خسروزاده،1387). سرعت عملکرد و وسعت آنها غالبا پدیدههای دیدنی و گاهی فاجعه بار به وجود می آورد و ممکن است دهها و یا صدها هزار متر مکعب سنگ و خاک را یک جا تحت تاثیر قرار دهند این پدیده بیشتر در سنگهای منفصل دانه دانه عمل می کند. کشور ما با توپوگرافی عمدتا کوهستانی، فعالیت زمین ساختی و لرزه خیزی زیاد، شرایط متنوع زمین شناسی و اقلیمی، عمده شرایط طبیعی را برای ایجاد طیف وسیعی از زمین لغزشها داراست( نیک اندیش،1376). بلایای طبیعی به عنوان بزرگترین دشمن انسان باعث کشته شدن و مجروح شدن سالانه صدها هزار نفر و بیخانمان شدن میلیونها نفر در سراسر جهان میشود. از این رهگذر زمینلغزش یکی از معضلات جهانی پیش روی انسان دارای اهمیت خاص میباشد با توجه به این که زمینلغزشها نسبت به سایر بلایای طبیعی مدیریت پذیرتر می باشند لذا شناخت این پدیده در جهت جلوگیری از خسارات ناشی از آن از اهمیت زیادی برخوردار است (گرایی 1385).
ایران نیز به دلیل مساعد بودن شرایط جغرافیایی و فقدان مدیریت جامع محیطی و عدم رعایت آستانههای محیطی به عنوان یک کشور پرخطر به شمار میآید به طوری که جزء 10 کشور بلاخیز جهان قرار گرفته است و هر ساله پدیده ی زمین لغزش در مناطق کوهستانی و مرتفع کشور خسارات وصدمات قابل توجه ای به بار میآورد (کرم1380). زمینلغزشها از نظر تخریب و یا تهدید منابع ارضی به ویژه در دهههای اخیر سبب شده است که این پدیده از جنبههای مختلف مورد کنکاش قرار گیرد. بر اساس برآوردهای اولیه، سالانه حدود 500 میلیارد ریال خسارات مالی از طریق زمینلغزشها بر کشور وارد میشود (ایزانلو،1376). همچنین براساس آمار اولیه، بانک اطلاعاتی زمین لغزشهای کشور خسارات ناشی از 2548 زمین لغزش بالغ بر 107 کشته و 386 میلیارد ریال است (وزارت جهاد کشاورزی،1383).
خساراتی که لغزش وارد میکند به صورت زیر است:
1- تخریب جنگلها و مراتع2- تخریب راههای ارتباطی3- تخریب منازل مسکونی وتجاری4- تخریب پلها5- رسوبزایی و بر هم زدن سیستم آب وخاک6- از بین بردن ابنیه تاریخی7- تخریب باغات و اراضی کشاورزی8- خسارات جانی و مالی زیاد9- خسارت به سازهها، تاسیسات ومنابع طبیعی10- خسارت به نیروگاهها، راه آهن، شبکه آبرسانی وخطوط آب و برق
 میزان خسارات اقتصادی ناشی از زمین لغزش در کشورهای پیشرفته بیشتر است ولی طبق مطالعات انجام شده توسط مرکز مطالعات بلایای طبیعی سازمان ملل متحد برای بسیاری از کشورهای درحال توسعه این خسارات یک و دو درصد تولید ناخالص ملی آنها است (مهدوی فر، 1376). شکل 1-2، نمونه ای از خسارت وارده به یکی از راههای روستایی در اثر زمین لغزش در استان مازندران را نشان میدهد.

شکل1- - SEQ شکل1- * ARABIC 2نمونه ای از زمینلغزش در استان مازندران در روستای گرمستان از توابع شهرستان ساری
5-1- زمین آمار(ژئواستاتیستیک)
شاخصهای زیادی برای کمی کردن نحوه پراکنش متغیرهای محیطی با در نظر گرفتن تغییرات مکانی آنها وجود دارد که از بارزترین آنها میتوان به روشهای زمین آمار اشاره کرد (تورنر،2001 ). زمین آمار شاخه‌ای از آمار که در آن مختصات دادههای مربوط به جامعه تحت بررسی، و به تبع آن ساختار فضایی دادههای مربوط مورد مطالعه قرار میگیرد. از دیدگاه زمین آمار هر نمونه تا یک حداکثر فاصلهای معین با نمونههای اطراف خود ارتباط فضایی دارد، این فاصله حداکثر، دامنه تاثیر نامیده میشود که دارای اهمیت فراوانی است. امروزه روشهای زمین آماری علیرغم پیچیدگی آنها به دلیل کاربرد نرم افزاری کامپیوتری در شاخههای مختلف علوم خصوصا علوم محیطی و منابع طبیعی کاربرد فراوانی دارد (حسنی پاک،1386).
1-5-1- متغیر ناحیهای
اختلاف مقادیر یک متغیر ناحیهای از دو مولفه تصادفی و جزمی تشکیل میشود، بنابراین ساختار متغیر ناحیهای نیز شامل دو بخش ساختار مولفه جزمی و ساختار مولفه تصادفی است. ساختار مولفه تصادفی چیزی است که اصطلاحا ساختار فضایی نامیده میشود و تابعی است از فاصله ولی مستقل از مختصات. از خواص متغیرهای ناحیهای این است که بزرگی اختلاف مقادیر آنها در زمان یا مکان متناسب با فاصله زمانی یا مکانی آنها است. به عبارت دیگر در فواصل زمانی و یا مکانی نزدیک به هم احتمال اختلاف بین مقدار مولفههای تصادفی کمتر و در فواصل زمانی و یا مکانی دور از هم احتمال اختلاف بین مولفه تصادفی بیشتر میگردد (محمدی،1377).
2-5-1- تغییر نما
تابع واریوگرام، ابزار کلیدی در نظریهی متغیرهای ناحیهای است. واریوگرام تجربی، عبارت از متوسط مجذور اختلافات بین دو مشاهده ((x+h )Z ,(x)Z) در دو موقعیت مکانی واقع در فضای نمونهبرداری است که توسط آرایه از هم جدا شدهاند:
yh=1.12N(h)i=1N(h)(z(xi+h ))^2 () N، عبارت از جفت نمونههای جدا شده توسط h است. هم چنین واریوگرام تجربی را میتوان برای جهات مختلف جغرافیایی و همچنین، شبکههای نمونهبرداری منظم و غیرمنظم نیز محاسبه کرد (محمدی،1377).
1-2-5-1- اجزای تغییر نمای ایدهآل
1-2-5-1-1- دامنه تاثیر
برای یک متغیر ناحیهای با ساختار فضایی، توزیع طوری است که تشابه مقدار متغیر ناحیهای برای نقاط نزدیک به هم نسبت به نقاط دور ازهم بیشتر است. لذا با افزایش فاصله زمانی یا مکانی بین نمونهها به حدی میرسیم که از آن به بعد مقدار متغیر ناحیهای در نقاط اطراف یکدیگر بر هم تاثیر چندانی ندارند و با افزایش فاصله مقدار واریوگرام تغییر معنیداری نمیکند. به این فاصله دامنه یا شعاع تاثیر میگویند (محمدی،1385). در شکل 1-3 اجزای تغییر نمای ایده آل نشان داده شده است.

شکل1- SEQ شکل1- * ARABIC 3- اجزای تغییر نمای ایده آل
1-2-5-2-1- سقف واریوگرام
همچنان که افزایش مییابد مقدار هر واریوگرام از مقادیر کم شروع شده و پس از فراز و نشیبهایی که ممکن است به سمت حد ثابتی میل کند. بنابراین بعضی از واریوگرامها به مقدار نسبتا ثابتی میرسند که بعد از آن هر چه فاصله بیشتر شود مقدار واریوگرام تغییر معنیداری نمیکند. به این مقدار نسبتا ثابت که تغییرات آن فقط تصادفی است سیل یا سقف گفته میشود (محمدی،1385).
1-2-5-3-1- اثر قطعهای
از نظر تئوری مقدار واریوگرام به ازاء =0 باید به حداقل مقدار خود یعنی به صفر تنزل کند. ولی در عمل واریوگرامهای واقعی که محصول تجربه میباشند، معمولا از چنین شرایطی تبعیت نمیکنند. به مقدار واریوگرام به ازاء =0 اثر قطعهای گفته میشود (محمدی،1385).
6-1- روش کریجینگ
در زمین آمار، روشهای مختلفی برای تخمین وجود دارد که در زیر به شرح یک روش عمده از آن می‌پردازیم. به طور کلی تخمین زمین آماری فرایندی است که طی آن میتوان مقدار یک کمیت در نقاطی با مختصات معلوم را با استفاده از مقدار همان کمیت در نقاط دیگری با مختصات معلوم به دست آورد. از مهمترین ویژگیهای کریجینگ آن است که به ازای هر تخمینی خطای مرتبط با آن را میتوان محاسبه کرد. بنابراین برای هر مقدار تخمین زده شده میتوان دامنه اطمینان آن تخمین را محاسبه کرد.
6-1-1- معادلات کریجینگ
از آن جایی که کریجینگ یک میانگین متحرک وزندار است، این تخمینگر به صورت زیر تعریف می‌شود:
zv=i=1nzizviکه در آن zv عیار تخمینی λi وزن یا اهمیت کمیت وابسته به نمونه iام وzvi عیار نمونه iام است. این نوع کریجینگ را کریجینگ خطی مینامند زیرا ترکیب خطی از n داده است. شرط استفاده از این تخمین‌گر آن است که متغیر z توزیع نرمال داشته باشد. در صورتی که متغیر مورد نظر توزیع نرمال نداشته باشد، باید از کریجینگ غیرخطی استفاده کرد و یا میتوان ابتدا تبدیلی پیدا کرد که توزیع متغیر مورد نظر را به نرمال تبدیل کند و آنگاه روی دادههای تبدیل یافته کریجینگ خطی انجام داد. تخمینگر کریجینگ بهترین تخمینگر نااریب است. لذا باید اول عاری از خطای سیستماتیک باشد و ثانیا واریانس تخمین آن حداقل باشد (محمدی،1377).
6-2-1- ویژگیهای کریجینگ
کریجینگ یک تخمینگر نااریب با کمترین واریانس تخمین است. شرط نااریب بودن در دیگر روشهای تخمین مانند روش چند ضلعی، عکس فاصله و عکس مجذور فاصله نیز اعمال میشود ولی ویژگیهای کریجینگ در آن است که ضرایب λi را به گونهای تعیین میکند که در عین نااریب بودن، واریانس تخمین نیز حداقل باشد. بنابراین کریجینگ، همراه هر تخمین، مقدار خطای آن را نیز میدهد و به این ترتیب نه فقط میتوان مقدار متوسط خطاها را محاسبه کرد بلکه میتوان توزیع خطاها را در کل محدوده مورد بررسی بهدست آورد. با استفاده از این ویژگی منحصر به فرد کریجینگ، میتوان قسمتهایی که در آنجا خطا بالاست و برای کاهش آن به دادههای بیشتری نیاز است را مشخص کرد و تحت پوشش لازم قرار داد. از طرفی میتوان میزان کاهش واریانس تخمین به ازاء هر نمونه را قبل از اقدام به نمونهبرداری آن تعیین کرد. بنابراین با استفاده از واریانس تخمین میتوان بهترین نقاط نمونهبرداری را پیشنهاد کرد. از ویژگیهای دیگر کریجینگ آن است که در صورت تخمین مقدار کمیت در نقاط نمونهبرداری مقدار تخمینی با مقدار اندازهگیری شده باید برابر باشد و واریانس این تخمین صفر گردد. ویژگی دیگر کریجینگ آن است که موجب نرم شدن تغییرات میشود. از ویژگیهای دیگر کریجینگ که باید به آن اشاره شود خاصیت جمعپذیری آن است. این خاصیت باعث میشود که اگر در مورد مجموعهای از بلوکهای کوچک کریجینگ صورت گیرد میانگین مقادیر تخمینی این بلوکها برابر است با مقدارهای تخمینی بلوک بزرگتری که حاوی تمام بلوکهای کوچکتر است. البته در هر در حالت، تخمین بلوکهای کوچکتر و بزرگتر باید از یک سری نقاط یکسان استفاده شده باشد (محمدی،1377).
7-1- بررسی روشهای میانیابی و انتخاب مناسبترین روش
نهاییترین مرحله پایش ارائه نقشههای بارندگی میباشد. در این مرحله است که اطلاعات نقطهای حاصل از پردازش دادههای ایستگاهها در سطح تعمیم یافته و این نقشهها تهیه میگردند. از جمله مهمترین مراحل انجام تحقیق حاضر، تعیین مناسبترین روش میانیابی شاخص بارندگی در سطح منطقه و تبیین چگونگی توزیع فضایی و مکانی این شاخص طی ماههای مختلف دوره مورد نظر میباشد. روشهای مختلفی برای برآورد و تخمین متغیرهایی از این دست وجود دارد که به عنوان نمونه میتوان به روشهای کلاسیک، نظیر تیسن و میانگین حسابی اشاره کرد. این روشها گرچه همگی از نظر محاسبات سریع و آسان میباشند، ولی به دلایلی از جمله در نظر نگرفتن موقعیت و آرایش دادهها و همبستگی بین آنها، از دقت خوبی برخوردار نمیباشند. روشهای زمین آمار به دلیل در نظر گرفتن همبستگی و ساختار مکانی دادهها از اهمیت زیادی برخوردار هستند.
در بررسیهای آمار کلاسیک نمونههایی که از کل جامعه به منظور شناخت آن برداشت میشوند، فاقد اطلاعات مکانی در فضا بوده و در نتیجه مقدار اندازهگیری شده یک کمیت معین در یک نمونه، هیچگونه اطلاعاتی در مورد مقدار همان کمیت در نمونه دیگر به فاصله معین و معلوم در بر نخواهد داشت. در حالی که در زمین آمار علاوه بر مقدار یک کمیت معین در یک نمونه، موقعیت مکانی نمونه نیز مورد توجه قرار میگیرد. بدین لحاظ میتوان موقعیت مکانی نمونهها را همراه با مقدار کمیت مورد نظر یکجا مورد تحلیل قرار داد. به عبارت دیگر باید بتوان بین مقادیر مختلف یک کمیت در جامعه نمونهها و فاصله نمونهها و جهت قرارگیری آنها نسبت به هم ارتباطی برقرار کرد. این ارتباط مکانی( فاصلهای و جهتی) بین مقدار یک کمیت در جامعه نمونههای برداشت شده، ممکن است در قالبهای ریاضی قابل بیان باشد. به این قالبهای ریاضی ساختار مکانی گفته میشود.
بنابراین در زمین آمار ابتدا به بررسی وجود یا عدم وجود ساختار مکانی بین دادهها پرداخته میشود و سپس در صورت وجود ساختار مکانی، تحلیل دادهها انجام میگیرد. البته ممکن است نمونههای مجاور با فاصلهی معینی در قالب ساختار مکانی به هم وابسته باشند، در این حالت بدیهی است که میزان تشابه بین مقادیر مربوط به نمونههای نزدیکتر احتمالا بیشتر است، زیرا در صورت وجود ساختار مکانی، تغییرات ایجاد شده در یک فضای معین شانس بیشتری برای تاثیرگذاری روی فضاهای نزدیک به خود را نسبت به فضاهای دورتر از خود دارند. بدین ترتیب ازدیدگاه زمین آماری هر نمونه با یک حداکثر فاصله معین با نمونههای اطراف خود ارتباط دارد. این فاصله حداکثر که دامنه تاثیر نامیده میشود. دارای اهمیت فراوانی است و در حقیقت نشان دهنده فاصلهای است که در آن میتوان از تخمینگرهای زمین آماری استفاده کرد.
با توجه به توضیحات بالا معلوم میشود که با استفاده از روشهای زمین آمار میتوان ازدادههای یک کمیت در مختصات معلوم، مقدار همان کمیت در نقطهای با مختصات معلوم دیگر (در واقع در درون دامنهای که ساختار مکانی حاکم است) را تخمین زد.
گفتنی است که روشهای مختلف آمار بسته به نوع متغیر، دقت متفاوتی را ارائه میکنند و متاسفانه اغلب کاربران یک روش را به صورت تصادفی انتخاب کرده و برآورد مورد نظرشان را انجام میدهند که در این صورت دقت تخمین جای تامل دارد (حسنی پاک،1377).
1-7-1- روش تیسن
روش تیسن با تقسیم بندی منطقه مورد نظر براساس عمود منصفها و بدون توجه به آرایش دادهها برای هر ایستگاه، محدودهای تعیین مینماید که اطلاعات ایستگاه واقع در آن، برای کل این محدوده تعمیم داده می‌شود.
2-7-1- روش عکس فاصله
از روشهای مرسوم میانیابی، روش عکس فاصله می باشد. در این روش مقدار متغیر مکانی مورد بررسی بر اساس مشاهدات محدوده آن و مطابق رابطه زیر تعیین میگردد:
که در آن di فاصله نقطه مجهول تا نقطه مشاهده شده و a توان معادله میباشد. پارامتر a مقدار وزنی است که تعیین کننده اهمیت نقاط نزدیکتر افزوده میگردد.
این روش در مواقعی که دادهها از یک ساختار مکانی خوبی برخوردار نباشند، میتواند نسبت به روشهای زمین آماری مانند کریجینگ یا TPSS نتایج بهتری را به همراه داشته باشد (مهدیان و همکاران، 1382).
3-7-1- روشهای زمین آمار
در آمار کلاسیک نمونههایی که از جامعه به منظور شناخت آن برداشت میشوند، فاقد اطلاعات مکانی(فاصله و جهت) بوده و نتایج به دست آمده از اندازهگیری آنها مستقل از موقعیت مکانی نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. در حالیکه در زمین آمار علاوه بر مقدار یک کمیت معین در یک نمونه، موقعیت مکانی آن نیز مورد توجه قرار میگیرد. این ارتباط مکانی بین مقادیر کمیت مورد بررسی ممکن است در قالبهای ریاضی قابل بیان باشد به این قالبهای ریاضی ساختار مکانی گفته میشود. روشها و ابزارهایی برای بررسی این ساختار ارائه شده که نیم تغییر نما (واریوگرام) از مهمترین آنهاست (حسنی پاک،1377).
به طور کلی در زمین آمار، تخمین شامل فرایندی میشود که طی آن میتوان مقدار یک کمیت را در نقطه‌ای با مختصات معلوم با استفاده از مقدار همان کمیت، در نقاط دیگر که دارای مختصات معلوم می‌باشند به دست آورد. روشهای مختلفی در این راستا وجود دارد از قبیل کریجینگ، کوکریجینگ، TPSS (با متغیر کمی و بدون آن) و WMA که در این تحقیق از روش کریجینگ استفاده شده که در ادامه شرح مختصری از آن ارائه شده است.

فصل دوم
پیشینه تحقیق
2153865390696200
در قرن حاضر و با توسعه و پیشرفت سریع دانش بشری و نزدیکی علوم و تخصصها به یکدیگر، مساله ناپایداری دامنهها و زمین لغزشها به یکی از کانونهای اصلی مورد توجه دانشمندان علوم ژئومورفولوژی، مهندسی زمین شناسی و ژئوتکنیک و رشته های مرتبط دیگر همچون آبخیزداری و منابع طبیعی، برنامه ریزی محیط و آمایش سرزمین، تبدیل شده است. محققان و دانشمندانی چون هاو در سال 1909، لد در سال 1935، شارپ و وارنز در سال 1958، زارویا و منکل در سال 1982، ساوارنسکی در سال 1939 پوپوف در سال 1958 و ...... از کشور های مختلف دنیا نظیر آمریکا، انگلستان، روسیه، چک و اسلواکی در زمینه های مربوط به زمین لغزش، طبقه بندی، مطالعات و پژوهشهای با ارزشی را انجام دادهاند (قنواتی، 1390). در این فصل به بررسی پژوهشهای انجام شده در زمینه زمین لغزش در داخل و خارج از کشور میپردازیم.
1-2- بررسی سوابق پژوهشی در داخل کشور
نیک اندیش(1378)، نقش عوامل هیدرواقلیم در وقوع حرکات تودهای حوضه کارون میانی را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و براساس تحلیلهای آماری مورد بررسی قرار داد. یافتههای تحقیق وی نشان میدهد که تنوع توزیع مکانی و زمانی بارش، زمینلغزشها را کنترل میکنند. همچنین در سالهایی که بارش بیشتری در بهمن نازل میگردد، به دلیل تاثیر قاطع در رفتار دامنه، زمینلغزشهای زیادی رخ میدهد. بدین صورت که انباشت بیشتر برف در بهمن و ذوب سریع آن در اسفند و فروردین عامل مهمی در وقوع زمینلغزشهای این حوضه میباشد.
طلایی دولق و غیومیان (1380)، در شناخت و بررسی عوامل موثر در لغزش خیزی روستاهای جنوب غرب خلخال به این نتیجه دست یافتند که، حضور رس در سازندهای حساس منطقه با جذب آب و بر اثر خاصیت تورم و خمیری به عنوان یکی از عوامل اصلی حرکات دامنهای است.
مسگریوش و همکاران (1380)، در بررسی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش محمود آباد مسکون، دریافتند که تراکم زمینلغزشها در سنگهای تکتونیزه و به شدت هوازده با کانیهای سولفیدی بوده و بدین لحاظ نقش اساسی در رویکرد زمینلغزش ایفا نموده است. همچنین تغییرات ساختاری نظیر احداث ترانشه جاده کرمان - جیرفت، خاکریزی مصنوعی، احداث کانال آبیاری در دامنه، آبهای نفوذی جوی و ناشی از کانال آب و ایجاد لرزههای طبیعی و مصنوعی مانند زمین لرزه و ارتعاشات ناشی از ترافیک ماشینهای سنگین، به عنوان عوامل ماشهای در وقوع زمینلغزش عمل کردهاند.
روستایی (1383)، به بررسی علل ایجاد زمینلغزش در روستای نصیرآباد ورزقان آذربایجان شرقی پرداخت، وی دریافت که بارشهای ناگهانی و شدید در منطقه و نفوذ آبهای سطحی در بالادست دامنه به داخل مواد نهشتهای از قبیل مارن، توف، رس ماسهدار و ضخامت زیاد نهشتههای سطحی در روی دامنههای با شیب متوسط، علت اصلی وقوع زمینلغزش بوده است. در ادامه به بررسی تاثیر پراکنش ارتفاعی در ویژگیهای مورفولوژیکی زمینلغزشها پرداخت، وی با تحلیلهای آماری مختلف به رابطههایی بین طول زمینلغزش و پراکنش ارتفاعی دست یافت که این رابطه بیانگر آن است که اندازهی تودهی لغزش در کل، تحت تاثیر پراکنش ارتفاعی است و رابطهی مستقیم بین آنها برقرار است و این رابطه نشان میدهد که وقوع لغزش به وسیلهی ویژگیهای بزرگ مقیاس مکانی کنترل میشود.
شادفر و همکاران (1384)، زمین لغزش در حوضه لاکتراشان تنکابن را با استفاده از مدل LNRF مورد پهنهبندی قرار دادند. نتایج تحقیق ایشان نشان داد که مدل LNRF کارایی بسیار خوبی برای پهنهبندی زمینلغزش به ویژه در نواحی مرطوب تا نیمه مرطوب را دارد. در این تحقیق عـوامل لیتولوژی (رس، سیلت با لایه هایی از ماسه سنگ زغالدار)، ( شیب40 -30 درجه ( و جهت شیب شمال غربی به دلیل دریافت رطوبت زیادتر از دریای خزر بیشترین تاثیر را در وقوع زمینلغزشهای حوضـه داشتهاند.
لطفی و همکاران (1386)، به بررسی پدیدهی زمینلغزش در اطراف جادههای جنگلی بر اساس مشارکت در تولید رسوب پرداختند. آنها به بررسی حوضه تجن در حومهی کارخانهی صنایع چوب و کاغذ مازندران پرداختند، وی با تهیهی نقشه توپوگرافی منطقهی مورد مطالعه و انجام مطالعات عمومی بر روی آن به بررسی نقاط لغزشی در دو طرف جاده به شعاع 100 تا حداکثر 200 متر، انجام و حجم لغزش محاسبه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که از سطح کل خاک جابجا شده در منطقه مورد مطالعه، تأثیر پدیده زمین لغزش بر اساس مشارکت در تولید رسوب حدود 35 درصد می باشد. بنابراین در جادههای جنگلی باید با رعایت دستورالعملهای حفاظتی، فاکتورهای مؤثر در تولید رسوب تحت کنترل قرار گیرند.
حسینی1و حجتی(1386)، به بررسی پیامدهای زمینلغزش در جادههای جنگلی پرداختند، نتایج بدست آمده نشان داد به هم خوردن جریان زهکشی آب بر اثر عملیات خاکی در جادهسازی موجب ناپایداری و لغزش شیروانی میشود.
حسینیولطفی(1386)، به بررسی پدیدهی زمینلغزش از لحاظ فیزیوگرافی پرداختند. وی به مطالعهی موردی حوضهی تالار صنایع چوب و کاغذ استان مازندران پرداختند، نتایج بدست آمده نشان میدهد که در جهت شمالی بیشترین مساحت لغزش با ابعاد بزرگتر و در جهت جنوبی کمترین مساحت لغزش و همچنین ابعاد کمتری وجود دارد. لذا در انجام عملیات عمرانی و ایجاد هرگونه تاسیسات فنی در جبهههای شمالی جنگلهای شمال ایران باید با دقت و صرف هزینه مناسب اقدام به برنامه ریزی نمود.
مردانیان و محمدکریمی(1386)، به بررسی اثرات فاکتورهای اقلیمی و زمین شناسی بر ایجاد زمین لغزش از طریق آنالیز در 400 مورد زمین لغزش در استان چهارمحال و بختیاری پرداختند. نتایج نشان داد که بیش از %45 زمین لغزشهای استان در حاشیه جادهها و در اثر ترانشه زنی کنار جاده است. از نظر شیب دامنه کلیه رانشهای ایجاد شده در شیبهای بالای 11 درجه اتفاق افتاده است. و نیز، رابطه مشخصی بین وضعیت سازندهای حساس زمین شناسی منطقه با وضعیت بارندگی محل رانش، شیب توده لغزشی و جهت و بافت خاک منطقه ارائه گردید.
حیدری بنی و همکاران(1386)، به ارزیابی روشهای زمینآماری در برآورد فاکتورهای اقلیمی دما و بارندگی در استان چهارمحال و بختیاری به عنوان پیش نیازی در آمایش سرزمین پرداختند. با توجه به نقش میدانهای عددی تهیه شده از پارامترهای هواشناسی در آمایش سرزمین موضوع انتخاب برترین روش زمین آماری در برآورد مقادیر می تواند نقش مهمی در نتیجه گیری صحیح و کاهش خطا داشته باشد. در این مطالعه میزان دقت روش های زمین آماری و میانیابی شامل روشهای کریجینگ، عکس مجذورفاصله، نزدیکترین همسایه، مثلث بندی و شپرت جهت برآورد پارامترهای بارندگی – دما و رطوبت نسبی به طور نمونه در استان چهارمحال و بختیاری را مورد بررسی قرار دادند.
ایلدرمی(1386)، به تحلیل مورفومتری زمین لغزشهای آبخیز سد اکباتان و برآورد رسوب آن‌ها  پرداخت. بررسیها نشان میدهد که بیشتر لغزشها از نوع سطحی و کم عمق می باشد. فرآیند فیزیک و شیمیایی بر روی تشکیلات گرانیتی در منطقه که بیش از 80% را شامل می شوند موجب افزایش میزان گسیختگی و لغزش ها از طریق شاخصها مورفومتری مانند شاخص عمق، انبساط ، نازک شدگی، جابجایی و ... بیانگر لغزشهای از نوع a یا سطحی است تقریبا 78% لغزشهای منطقه در حد تعادل بوده که نشان میدهد قسمت اعظم مواد لغزش یافته از مکان اولیه خود جابجا شدهاند مقدار ازدیاد نسبت D/L بیانگر گسترش جانبی و تغییر شکل عرضی مواد و برآورد نسبتهای L/D , W/D , L/W نشاندهنده تاثیر مستقیم و فراوان شیب در بروز لغزشهاست.
کلارستاقی و همکاران (1388)، میزان تأثیر عوامل مؤثر طبیعی و انسانی، بر وقوع، خصوصیات و ویژگیهای زمین لغزشها را بررسی نمودند. در این بین، نقش عامل طبیعی نزدیکی به شبکه زهکشی، به دلیل ایجاد لغزشهای حاشیه رودخانهای و حمل و انتقال حجم عظیم رسوبات لغزش یافته به خارج از حوضه مورد توجه بوده است.
موسوی خطیر و همکاران (1388)، در بررسی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزشها در حوضه آبخیز سجارود یافتند که با کاهش ارتفاع از سطح دریا و افزایش بارندگی میانگین سالانه، زمینلغزشهای عمیقتر و با گسترش عرضی بیشتر مشاهده میگردند، درحالیکه گسترش طولی لغزشها کاهش مییابد.
احمدیان و همکاران(1388)، به بررسی علل وکنترل زمینلغزش روستای ارزفون پرداختند، روستای ارزفون (واقع در جنوب ساری) از جمله مناطقی است که به دلیل تغییر کاربری زمین بدون انجام مطالعات دقیق زمینشناسی مهندسی یک زمینلغزش بزرگ در آن به وقوع پیوست. با انجام مطالعات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی و تحلیلهای صورت گرفته در این منطقه و دامنه لغزشی اقدام به تثبیت دامنه با روشهای زهکشی و تغییر شیب دامنه کردند. این سازند به دلیل فرسایشپذیری بالایی که داشت دارای ارتفاع کم و شیب ملایمی بود و ضخامت خاک در آن بالا بود. با توجه به بررسی لغزشهای زیادی که در این سازند رخ داد، مهمترین عامل استعداد لغزشی این سازند را به حضور مارن و کانیهای رسی موجود در آن مربوط دانستند. آنها نیز یافتند تغییر غیر اصولی کاربری زمین بر منطقهای با سابقه لغزشی و متشکل از مجموعه عوامل موثر در وقوع زمینلغزش (لیتولوژی حساس، تراکم گسلها، بالا بودن تراز آب زیرزمینی و ... ) از مهمترین دلایل وقوع این زمین لغزش میباشند.
طالبی و همکاران(1388)، بر روی مدلهای تجربی و فیزیکی زمینلغزشهای ناشی از بارندگی تحقیقاتی انجام دادند. با ایجاد مدلهای مختلف به بررسی تاثیر عوامل محیطی بر زمین لغزش پرداختند، آنها به این نتیجه رسیدندکه، نقش عوامل هیدرولوژیکی (بارندگی، رطوبت خاک، جریان زیرسطحی و عمق آب زیرزمینی) در پایداری یا ناپایداری انواع دامنههای طبیعی و مصنوعی بسیار اساسی است، به طوری که هیچ مدل زمین لغزشی را نمیتوان یافت که عوامل هیدرولوژیکی را در نظر نگرفته باشد. تغییرات اقلیمی مانند افزایش بارندگیهای شدید و کوتاه مدت نسبت به بارندگیهای ملایم و بلند مدت، و همچنین افزایش جاده ها و راههای ارتباطی کوهستانی، افزایش زمین لغزشها و خسارات ناشی از آنها مشاهده شد. بنابراین شناخت ساز و کار زمین لغزشها، عوامل اصلی مؤثر در آنها، استفاده از انواع مدلهای توسعه یافته برای بررسی آنها و طراحی سامانههای پیش بینی و هشدار زمین لغزش باید جز اولویتهای اجرایی کشورهای در خطر، مانند ایران، قرار بگیرد .
امیدوار وکاویان (1389)، در یک مطالعه مقایسهای، مدل آماری برآورد حجم زمین لغزشها بر پایه مساحت را برای زمین لغزش های استان مازندران توسعه دادند. بدین منظور آنها ابتدا لیستی از داده‌های مربوط به تعداد 442 زمینلغزش در استان مازندران شامل مساحت، حجم و عمق تهیه نمودند. سپس یک رابطه تجربی جهت برآورد حجم ارائه و این رابطه را مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که مقادیر حجم برآورد شده توسط رابطه ارائه شده برای استان مازندران، همخوانی بسیار خوبی با دادههای مشاهدهای و برخی روابط موجود دارد که نشان دهندهی کارایی رابطه ارائه شده میباشد.
حسینی(1391)، به پهنهبندی خطر زمین لغزش در گرگان با استفاده از GIS پرداخت، وی با ترکیب اطلاعاتی نظیر نقشههای توپوگرافی، نقشههای زمینشناسی و پوشش گیاهی، نقشههای زیرساخت و با کمک مدلهای ریاضی و آماری خطر زمین لغزش را در گرگان مورد ارزیابی قرار داد.
2-2- بررسی سوابق پژوهشی در خارج از کشور
آنبالاگان1(1992)، به شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش در ناحیه کوهستانی کاتگودام- ناینیتال در کومان هیمالایا و پهنهبندی آن با استفاده از فاکتور ارزیابی خطر زمینلغزش(LHEF) پرداخت. نتایج تحقیقات وی نشان داد که پارامترهای لیتو لوژی، سازند زمین شناسی، شیب و پوشش و کاربری اراضی با 2 امتیاز، بیشترین نقش را در وقوع زمینلغزشهای این ناحیه کسب کردهاند.
اوکاک اوغلو و همکاران2(2001)، در ناحیه داگوی ترکیه در غرب دریای سیاه، به مطالعه دینامیک حرکات تودهای پیچیده ناشی از بارش سنگین پرداختند. تحلیل دادههای بارش برای دورههای طولانی و کوتاه روزانه و ساعتی توسط آنها به وضوح دلالت بر این داشت که بارش سنگین در زمین لغزش به عنوان یک عامل محرک نقش داشته و پس از آن توپوگرافی، شیب لایه بندی مارن، تراکم زیاد درختان و افق خاک ضخیم روی زمین مارنی، نقش موثری در وقوع انواع زمین لغزشها داشتهاند.
اسپیزوآ و بنگوچهآ(2002)، خطر زمینلغزش در حوضه ریوگرانده آندهای مرکزی آرژانتین را پهنه بندی کردند. آنها ضمن مطالعات خود به ارتباط نزدیک بین سنگشناسی با مقاومت زیاد و لایهبندی ضخیم در بخش فوقانی، جهت شیب غالب جنوبی و غربی، ذوب برفها، بارشهای رگباری و وقوع زمینلغزشها دسـت یافتند. به علاوه با بررسی تصاویر ماهوارهایی به فعالیت مجدد یک زمینلغزش قدیمی بر اثر تشکیل یک سد و فشار آب متخلخل ناشی از آن پی بردند.
جرارد و گـراندر1( 2002 )، به بررسی ارتباط بین زمین لغزش و تغییر کاربـری اراضی در حوضه آبخیز لیخوکولا، در تپه ماهورهای میانی نپال در شمال کاتماندو پرداختند. نتایـج تحقیقات سه سـاله آنها (1991-1993) در روی چهار زیر حوضه از حوضه نام برده، 381 مورد زمین لغزش ثبت شد که غالبا به شکل گسیختگی در خیز تراسهای آبیاری شده بود. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که بیشترین معنی داری بین گسیختگیهای بزرگ روی تراسهای رها شده و جنگلهای تخریب یافته وجود داشته است. برآورد آنها نشان داد که بیشترین میزان فرسایش خاک ناشی از لغزش مربوط به جنگل های تخریب شده و زمینهای رها شده، بوده است (95/23 تن در هکتار). درنهایت آنها به این نتیجه دست یافتند که صرفا جنگلزدایی منجر به فرسایش شدید خاک بر اثر زمینلغزشها نشده، بلکه نحوه مدیریت بعد از آن که منجر به فرسایـش شدید خاک بر اثر زمین لغزشها گردیده است.
گابت و همکاران2 (2004)، با استفاده از دادههای بارش و بار رسوبی روزانه حوضه آناپورنای هیمالایای نپال، به اثرات بارش و ویژگیهای شیب دامنه درشروع زمین لغزشها در دوره بارشهای موسمی این حوضه پی بردند. آنها دریافتند که هر زمان طی دوره بارشهای موسمی آستانه بارش به بیش از mm860 برسد حرکات لغزشی به وقوع خواهد پیوست.
آوانزی و همکاران3(2004 )، طی بررسی تاثیر عوامل زمینشناسی بر وقوع زمینلغزشهای کم عمق منطقه کوهستانی آپونا (شمال غرب توسکانی-ایتالیا) بیان نمودند که سنگشناسی سنگ بستر و نفوذ پذیری، فاکتورهای مهمی در تعیین محل وقوع زمین لغزشها بودهاند.
گارلند و همکاران(2005)، به بررسی توانایی پیشبینی زمینلغزش در مناطق گرم و مرطوب پرداختند. آنها در مورد میانگین رواناب سالانه مشخص شده برای دو حالت کمیت و مدت زمان زمینلغزش پیشنهاد دادند که حالت تعادل برای دو رابطهی رواناب و جابجایی بزرگ می باشد که توسط میانگین رطوبت فصلی رواناب کنترل میگردد که باعث بهتر شدن پیشبینی زمینلغزش میگردد.
کاردینالی وهمکاران (2006)، به بررسی تاثیر رواناب در زمینلغزش رخ داده در جنوب غربی ایتالیا که در سال 2004 رخ داده بود پرداختند، ایشان به بررسی شرایط رواناب در زمین لغزش اولیه شامل زمان شکست زمین لغزش در شیب پرداختند آنها یافتند که ویژگیهای مواد آتشفشانی در خاک تاثیر بسزایی در میزان زمینلغزش داشته است.
کواستا و همکاران (2007)، در مطالعهای به بررسی حساسیت به وقوع زمین لغزش در حوضه رودخانه نالون درکوههای سانتابریان آمریکا پرداختند. نتایج حاصل از پژوهش آنها نشان داد بیشتر ناپایداریها مربوط به شیب های جهت جنوب غربی- شمال شرقی، انحنای شیب بین 6- و7/0-درجه شیب 16 تا 30 درجه می باشد.
کومار و همکاران (2008)، در تحلیل نقش زمین لغزش در نپال به این نتیجه دست پیدا کردند که نقش اصلی ایجاد زمین لغزشها در هیمالیا، رواناب اولیه بوده است. تحقیقات آنها با ملاحظهی رواناب روزانه و رواناب تجمعی در پیدا کردن نقش رواناب اولیه در پروسهی زمینلغزش در هیمالیا صورت گرفت. در زمانی که میزان بارش به 144 میلیمتر میرسد خطر ایجاد زمینلغزش بالا میرود. ارتباط آستانهی زمین لغزشها نشان داد که بیشتر از 3 بار لازم است رواناب رخ دهد تا زمین تحریک لازم را برای لغزش پیدا کند. مقایسه‌ی بین شدت و مدت در آستانهی رواناب تغییرات زیادی را نشان نداد. آستانهی رواناب در بالای 400 ساعت نشان داده نمیشد و در حالتی در حدود 10 ساعت بارش قابل نمایش بوده است. که شدت رواناب استانداردسازی شده در حدود 0.28 در ساعت ( MAP)بوده است.
گازتی وهمکاران(2008)، به بررسی کنترل شدت و مدت زمان بارش درکنترل زمین لغزش پرداختند، آنها نمودار لگاریتمی شدت – مدت رواناب را ترسیم کرده و به این نتیجه دست یافتند که میانگین کمترین شدت عمق رها شدهی شیب به صورت خطی کاهش مییابد. بازهی زمانی که در نظر گرفتند ما بین 10 دقیقه الی 35 روز بوده است که کمترین مقدار نمودار شدت – مدت برای زمین لغزش اولیه مشخص شد. آنها یافتند که تفاوت شدت و مدت زمان رواناب، مشابه نتایج شکست شیب کم در اثر تغییر اقلیم میباشد.
لپور و همکاران (2011)، به بررسی تاثیر حساسیت عامل بارش در کاهش زمینلغزش در مناطق جغرافیایی پورتوریکو پرداختند. آنها به روش(LSZ)3 پهنهبندی استعداد زمین لغزش در مناطق مختلف پرداختند. آنها به مقایسهی دو روش پرداختند که روش اول (FR) یا نرخ تناوب و روش دوم(LR) یا منطق رگرسیونی می‌باشد. در این روشها شیب زمین، ارتفاع زمین و ژئولوژی خاک به میزان قابل توجهی تاثیرگذاری خود را نشان دادند. آنها یافتند که روش رگرسیونی به راحتی روش نرخ تناوب نمی‌تواند منطقهی پورتوریکو را از لحاظ تاثیر بارندگی در زمینلغزش تحت تاثیر قرار دهد.
لی وهمکاران (2011)، به بررسی زمینلغزش و سیل رخداده در کرهی جنوبی پرداختند. آنها به بررسی علل زمینلغزش در مناطق شهری سئول پرداختند و از لحاظ ژئوتکنیکی و هیدرولوژیکی مسئله را مورد بررسی قرار دادند، آنها به این نتیجه رسیدند که، مدت زمان بارش باران در منطقه تاثیر بسزایی در میزان زمین لغزش داشته است.
مروری بر سوابق تحقیق بیانگر آن است که کلیهی حرکات دامنهای اعم از لغزش، خزش، سولیفلوکسیون و ریزش تحت تاثیر عواملی از قبیل شیب، باران، لیتولوژی، فاصله از گسل، جاده و رودخانه و عامل انسانی قرار دارند. ضعف و قوت هر کدام از این عوامل نسبت به هم میتواند در تعیین نوع این حرکات نقش تعیین کنندهای داشته باشد.

فصل سوم
مواد و روش‌ها
2265045397319500
3-1- منطقه مورد مطالعه
استان مازندران که عرصه این پژوهش میباشد، با مساحت 3/24091 کیلومترمربع و با موقعیت جغرافیایی ´27 °35 تا ´35 °36 عرض شمالی34 °50 تا ´10 °54 طول شرقی (شکل1-3)، از بخشهای جلگهای و کوهستانی تشکیل یافته که از سمت شمال دریای خزر، از شرق استان گلستان، از غرب استان گیلان و از جنوب، ارتفاعات البرز در امتداد غربی - شرقی آن را محدود میکنند. بیشتر تشکیلات زمینشناسی ارتفاعات البرز مربوط به دوران مزوزوئیک میباشد(درویشزاده،2006). به لحاظ آب و هوایی با توجه به مجاورت استان مازندران به دریا، میزان بارندگی زیاد و دارای رودخانههای متعدد میباشد. بخش بسیار بزرگی از استان مازندران در زون کوههای البرز قرار میگیرد. از مشخصات زون مذکور پیوستگی رسوبگذاری از ژوراسیک تا میوسن بوده که جنس آنها از سنگ مارن و سنگ آهک میباشد. لایه روباره این تشکیلات از جنس رس سیلتی و ماسه ریزدانه که در هر لحظه در معرض خطر زمینلغزش قرار دارد. این زون بصورت تاقدیس و ناودیسهای دارای شیب ملایم بوده و فاقد هرگونه فعالیت ماگمایی میباشد. تکتونیک و فرایندهای کوهزایی  زون البرز توسط دوگسل شمالی و جنوبی که امتداد آنها شرقی- غربی میباشد، از دریای خزر و ناحیه شمال گرگان و از زون ایران مرکزی جدا شده است (احمدی وفیضنیا،2006).
شکل3-1- نقشه موقعیت استان مازندران در ایران
3-2- زمینشناسی استان مازندران
استان مازندران در بخش مرکزی زون ساختاری البرز قرار دارد. یافتههای دیرینه ‎شناختی امروز مازندران، گویای آن است که کهن‎ترین سنگ‎های منطقه سازند کهر است که حاوی آکریتارکهای نوپروتروزوییک پسین است. با تکیه بر سنگ رخسارهها به ویژه نقش زمین ‎ساخت بر حوضهی رسوبی البرز، همهی سنگهای منطقه را به چند واحد زمین‎ساختی- چینه ‎نگاشتی بزرگ و به شرح زیر تقسیم می کند:
   - توالی سکوی پرکامبرین پسین- اردویسین.   - سنگ‎های ماگمایی (درونی و بیرونی) اردویسین میانی- دونین.
   - توالی فلات قارهی دونین- تریاس میانی.   - نهشته‎های پیش‎خشکی تریاس بالایی- ژوراسیک میانی.   - توالی فلات قارهی ژوراسیک میانی- کرتاسه، با دو رخسارهی ناهمسان در البرز جنوبی و شمالی.- مجموعهی ماگمایی البرز به سن سنوزوییک، با ترکیب شیمیایی کلسیمی- قلیایی در البرز غربی- مرکزی و قلیایی در البرز شرقی.- رسوبات همزمان با کوهزایی سنوزوییک، با دو رخسارهی ناهمسان در البرز جنوبی و شمالی، گفتنی است که:
    هر یک از واحدهای یاد شده در بالا شامل چند یا چندین سازند است که همگی در شرایط زمین‎‌ساختی خاص، با شرایط رسوبی- زمین‎ساختی مشابه، انباشته شده‎اند. در حد فاصل پرکامبرین پسین تا اردویسین، پوستهی قاره‎ای البرز جایگاه تکاملی دریای بَر قاره‎ای کم عمق بوده است. بررسی دیرینه جغرافیای البرز نشان میدهد که رسوبات پالئوزوییک دامنهی شمالی ستبرتراند و در پاره‎ای نقاط همچون آمل وکندوان، ناپیوستگی رسوبی میان سنگ‎های پرمین و تریاس در کمترین اندازه است. در ضمن، ستبرای رسوبات زغالدار تریاس بالا، ژوراسیک میانی در دامنه شمالی، چندین برابر دامنه جنوبی است و یا سنگهای کرتاسه‌ی بالایی حجم قابل توجهی سنگهای آتشفشانی دارند. این نکته‎ها نشان میدهند که در زمانهای پالئوزوییک، مزوزوییک حوضه رسوبی دامنه شمالی البرز عمیق‎تر از دامنه جنوبی بوده است در حالی که از سنوزوییک به بعد شرایط دیرینه جغرافیا تغییر عمده کرده و در حالی که در دامنهی شمالی گسلش راندگی و فراخاست روی داده، در دامنهی جنوبی البرز، دریای پسرونده، کم ژرفا و در حال فرو نشستی وجود داشته است که در آن چند هزار متر انباشته ‎های آذر آواری تخریبی همزمان با کوهزایی بر جای نهاده شده است. هم شیبی نسبی و حتی تدریجی بودن احتمالی گذر سازند کهر به ردیفهای جوانتر نئوپروتروزوییک (سازند سلطانیه) نشان میدهد که شواهدی روشن از عملکرد رویداد کاتانگایی در کوه‎های البرز دیده نشده است. در بیشتر نواحی البرز، رسوبهای پالئوزوییک، تریاس میانی، به رغم نبودهای چینه‎ای فراوان، هم‎ شیب‎اند که نشانگر حرکتهای زمین‎ساختی از نوع زمینزا است. در تریاس پسین، همزمان با رویداد کوه‌زایی سیمرین پیشین، اگرچه رویدادهای ناشی از برخورد حاشیهی قاره‎ای فعال و پویای توران با حاشیه‌ی قاره‎ای ناپویای البرز موجب شکل‎گیری گسلهای راندگی و فرا رانش مجموعه‎های اقیانوسی تتیس کهن بر روی لبهی شمالی البرز شده ولی، نخستین کوه‌زایی آلپی واقعی در پالئوسن، همزمان با رویداد لارامید، رخ داده که با گسلش راندگی، چین‎خوردگی و فراخاست، پیدایش حوضه‎ های رسوبی میان کوهی، انباشت آوار‎های همزمان با کوهزایی و مهاجرت پیش‎ خشکی به سمت جنوب همراه بوده است. کوهزایی بعدی در آغاز الیگوسن بوده که ماگماتیسم درونی، از آب خارج شدن گستردهی زمین و گسترش حوضه‎های میان کوهی از پیامدهای آن است. باز پسین فاز کوهزایی آلپی در اواخر پلیوسن یا اوایل پلیستوسن صورت گرفته که حاصل آن، گسلش، راندگی، مرتفع شدن و سیمای امروزی البرز است. ساختارهای زمین‎شناختی مازندران به تبعیت از البرز بیشتر از نوع چین‎های ملایم و ناهماهنگ با روند همگانی خاوری باختری است. در بخش باختری البرز، ساختارها روند شمال باختری، جنوب خاوری دارند ولی در بخش خاوری، روند ساختارها شمال خاوری، جنوب باختری است. این دو روند ناهمسان در البرز مرکزی به یکدیگر میرسند. گفتنی است که در شکل‎گیری ساختارهای چین‎ خوردهی البرز عواملی مانند برخورد صفحهی ایران و توران، عملکرد گسل‎های راندگی و سرانجام عملکرد گسل‎های امتداد لغز شمال باختری، جنوب خاوری در البرز باختری، و شمال خاوری، جنوب باختری در البرز خاوری، نقش دارند.
جدا از چین‎خوردگی، گسلش‎های راندگی همچنان در ساختار البرز اثر بسیار سازنده داشته‎اند. در گزارش‎‌هایی مانند اشتوکلین (1968)، بربریان (1983)، شنگور(1990) آمده که در پهلوی شمالی البرز راندگی‌ها به سمت جنوب شیب دارند و حرکت فرا دیواره به سمت شمال است در حالی که در دامنهی جنوبی، شیب راندگی ها به سمت شمال و حرکت فرا دیواره رو به جنوب است. ولی بررسیهای اخیر علوی (1991) در نواحی بینالود، جنوب گرگان، منطقهی کیاسر، شمال تهران، ناحیهی تالش حقایقی روشن‎تری از ساز وکار و نقش راندگیها در ساختار البرز را نشان دادند. این بررسیها نشان دادند که، الگوی ساختاری چیرهی البرز از نوع گسلش راندگی است که سبب شده تا ورقههای ساختاری به مقدار زیاد حمل و سیستم های دو پلکس از نوع گُرده‎ای مرکب 2 به وجود آید. ساختار های گُرده‎ای مرکب، حاصل دو نسل گسلش راندگی هستند. نسل یکم راندگی ها به سن پیش از ژوراسیک میانی و در ارتباط با حوادث برخوردی، سیمرین پیشین ا‎ست. نسل دوم راندگی‎ها به سن سنوزوییک و در ارتباط با کوهزایی آلپی است.
راندگیهای سیمرین ویژگی شکل پذیر دارند ولی راندگی‎های آلپی ویژگی شکننده دارند. هر دو نسل یاد شده، شیبی به سمت شمال خاوری دارند و روند عمومی آنها، NW – SE موازی روند البرز است.در اثر این راندگیها، به طور عموم سنگ‎های کهن‎تر بر روی واحدهای جوانتر حمل شده‎اند ولی گاهی، نیز واحدهای جوانتر، بر روی سنگهای کهن‎تر، برده شده‎اند.گذر چندین گسل طولی، موازی با روند ساختاری کوه‎های البرز، سبب شده تا با دیدگاههای متفاوت (اشتوکلین، 1974، دلنباخ، 1964، انگالن، 1968) البرز به چند واحد ساختاری متفاوت تقسیم شود. تقسیمات پیشنهادی اشتوکلین 1974 که پر استفاده‎ ترین آنهاست به شرح زیر است:
زون برآمدهی گرگان5: ناحیهی به نسبت مقاومی از سنگهای دگرگونی است که با رسوبات کم ضخامت500-300متر، مزوزوییک پوشیده شده است. برآمدگی و به عبارتی پیشامدگی گرگان دارای روند خاوری، باختری است و محور آن به سوی باختر نشست دارد و به نظر می رسد بخشی از منشور های فزایندهی تتیس کهن باشد.
زون نئوژن شمالی : شامل کمربندی چین‎ خورده از سنگهای مزوزوییک و مولاس‎های نئوژن است. مرز جنوبی آن منطبق بر یک گسل راندگی است. سنگهای نئوژن این زون، رخسارهی خزر جنوبی، یعنی پاراتتیس، دارند.
زون شمالی- مرکزی : مشخصهی این زون رسوبات پایابی است که به تقریب از پرکامبرین پسین تا کرتاسهی بالایی در آن انباشته شده‎اند. افزون بر آن کمی رویدادهای آتشفشانی صورت گرفته دیگر شکلی ساختاری عمدهی این زون در دورهی ترشیاری انجام گرفته است.
زون جنوبی- مرکزی : در این زون، رسوبات کم عمق پیش از ترشیاری، به وسیلهی حجم زیادی از آتشفشانیهای ائوسن پوشیده شده‎اند. از ویژگی آن، راندگی‎های پس از ائوسن است.
زون ترشیاری جنوبی : دارای آتشفشانیهای بسیار ضخیم ائوسن و رسوبات خشکی نئوژن است. این زون با،راندگیهای ملایم به سمت جنوب مشخص است (مهجوری،1380).
3-3- آب و هوای استان مازندران
به طور کلی جلگه مازندران دارای آب و هوای معتدل و مرطوب است که معروف به آب و هوای معتدل خزری است. عوامل موثر در آب و هوای این استان عبارتند از وجود کوههای البرز، جهت قرار گرفتن آن‌ها، ارتفاع مکان، نزدیکی به دریا، پوشش گیاهی، بادهای محلی، عرض جغرافیایی و پیش آمدن توده هوای شمالی و غربی که در بین عوامل فوق نقش کوهها و دریای خزر و بادها بیش از سایر عوامل است (عضدی،1386).
3-4- اقلیم استان مازندران
ناحیه جنوبی دریای خزر، به خصوص استان مازندران به دلیل موقعیت خاص خود که در مجاورت یک دریای بسته قرار دارد و جدا افتادگی آن از باقی فلات ایران از آب و هوای ویژه ای برخوردار است. عوامل مؤثر در آب و هوای این منطقه را میتوان به وجود کوه های البرز، جهت قرار گرفتن آنها، ارتفاع مکان، نزدیکی به دریا، پوشش گیاهی، بادهای محلی، عرض جغرافیایی متوسط و پیش آمدن توده هوای شمالی و غربی بسط داد . قابل ذکر است که در میان عوامل ذکر شده نقش کوهها و دریای مازندران و بادها بیش از سایر عوامل درآب و هوای مازندران تأثیر دارد.
این استان بر اساس نظرات گوناگون دارای چهار نوع اقلیم است :
بر اساس طبقه بندی هانسن، این استان در مدار معتدل گرم قرار گرفته است .
به روش ضریب اعتدال، این استان بسیار معتدل و فوق معتدل است . منظور دکتر کریمی از نوع اقلیم آنها مشخص شده که به صورت جدولی در زیر آمده است.
بر اساس طبقه بندی دومارتن نواحی غربی استان مازندران بسیار مرطوب، نواحی مرکزی آن مرطوب و نواحی شرقی آن مدیترانهای و نواحی کوهستانی مازندران نیمه مرطوب میباشد.
بر اساس طبقهبندی دکتر کریمی، نواحی غربی و مرکزی دارای اقلیمی مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد، نواحی شرقی، نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان نسبتا سرد و نواحی کوهستان مازندران دارای اقلیم مرطوب با تابستان معتدل و زمستان بسیار سرد میباشدکه شرح آن در جدول 1-3 آمده است (مهجوری،1380).
3-4-1- ناهمواریهای استان مازندران
استان مازندران از نظر ناهمواریها به دو قسمت جلگهای و کوهستانی تقسیم میشود. جلگه: در دوران کواترنری به علت تغییر شرایط آب و هوایی، نوسانات محسوسی در سطح دریای خزر به وقوع پیوسته است. به همین دلیل وسعت این جلگه متغیر بوده است به طور کلی به وسعت این جلگه از غرب به شرق افزوده میشود. به علت فراوانی نسبی آب، فرسایش در کوهها برتری داشته و آبرفتهای ناشی از آن در کنار دریا ته نشین شده و جلگه مازندران را تشکیل دادهاند. در ایجاد و میزان گسترش جلگهی مازندران عوامل میزان آب رودها، وسعت حوضه آبریز رودها، مقاومت سنگها، عمق دریا، اختلاف زیاد بین سطح پایه و ارتفاعات شمالی البرز دخا لت دارند (عضدی،1386).
جدول 3-1- طبقهبندی اقلیم ایستگاههای موجوددراستان مازندران به روشهای دکترکریمی و دومارتن
(کتاب جغرافیای تاریخی مازندران)
طبقه بندی اقلیمی شهرهای روش دمارتن روش دکتر کریمی
رامسر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
نوشهر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
بابلسر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
قراخیل قائمشهر نیمه مرطوب نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان نسبتا سرد
طاهرآباد ساری مدیترانه ای نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
رینه لاریجان نیمه مرطوب مرطوب با تابستان معتدل و زمستان بسیار سرد
خرم آباد تنکابن بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان نسبتا سرد
افراجال ساری نیمه مرطوب نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان سرد

Text of Final Project -فایل پروژه - ریسرچ-.Pdf)

فصل سوم: بررسی روشهای شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون..39
-1-3 مروری بر پیشینه شناسایی پارامترهای ژنراتورهای سنکرون 40..............................
-2-3 انواع روشهای تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون 42................................
-1-2-3 روشهای کلاسیک اندازه گیری پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای شبکه42
-2-2-3 روشهای جدید تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون43
فصل چهارم: شناسایی بلادرنگ پارامترهای ژنراتور سنکرون با استفاده از شبکه عصبی
مصنوعی ....45
-1-4 کلیات و اصول کارشبکه های عصبی 46....................................
-2-4 اصول کار شبکه عصبی تخمین گر پارامترها46
-1-2-4 دادههای آموزشی و آموزش شبکه عصبی.48
-2-2-4 تست شبکه عصبی تخمینگر50
-3-4 نتایج 51...................................................................
-1-3-4 نمونههایی از نتایج شبکه عصبی تخمینگر53
-2-3-4 بررسی تحلیلی نتایج .89
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات ...97
ضمیمهها100
ضمیمهالف- طرحهای بکار گرفته شده برای شبیهسازی ژنراتور سنکرون101
ضمیمهب- نمودار پارامترهای بکار گرفته شده در شبیهسازی ژنراتور سنکرون..105
منابع و ماخذ.110
6
فهرست جدول ها
عنوان شماره صفحه
1-2 : مراتب مختلف مدلهای ژنراتور سنکرون 24
1-4 : فهرست پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون 38
2-4 : نتایج شبکه عصبی در دوره آموزش و تست از دیدگاه فراوانی خطا 81
3-4 : نتایج شبکه عصبی در دوره آموزش و تست از دیدگاه دامنه خطا 82

7
فهرست شکلها
عنوان شماره صفحه
: 1-1 نمای کلی فرایند ارزیابی و بهبود سیستمهای قدرت 3
: 1-2 مدارهای استاتور و روتور ماشین سنکرون 9
:2-2 مدار معادل ماشین بر اساس تئوری پارک 13
:3-2 توزیع شار در ماشین سنکرون طی دورههای زیرگذرا، گذرا و ماندگار 18
:4-2 مدار معادل ژنراتور سنکرون در حالت ماندگار 19
:5-2 مدار معادل ماشین سنکرون در دوره گذرا 20
:6-2 مدار معادل ماشین سنکرون طی دوره زیر گذرا 20
:7-2 مدار معادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانی های گذرای مدار باز 21
: 8-2 مدارمعادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانی های زیر گذرای مدار باز 22
: :1-4 طرح کلی سلول عصبی انسان 32
:2-4 شکل کلی سلول عصبی مصنوعی 33
:3-4 ساختار شبکه عصبی توسعه یافته 33
:4-4 شکل کلی روش تهیه اطلاعات بهرهبرداری ژنراتورهای سنکرون 35
:5-4 آلگوریتم آموزش شبکه عصبی 36
:6-4 طرح کلی روش تست و بهرهبرداری از شبکه عصبی 37
:7-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین xd" 39
:8-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 39
:9-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 40
:10-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd" 40
:11-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 41
:12-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 41
:13-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xd" 42

8
:14-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 42
:15-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 43
:16-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd" 43
:17-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 44
:18-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 44
:19-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xd" 45
:20-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 45
:21-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش 46
:22-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd" 46
:23-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 47
:24-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 47
:25-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین xq" 48
:26-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 48
:27-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 49
:28-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xq" 49
:29-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 50
:30-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 50
:31-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xq" 51
:32-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 51
:33-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 52
:34-4 نمودار خروجی شبکه عصبی تحت تست برای تخمین xq" 52
:35-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 53
:36-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 53
:37-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xq" 54
:38-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 54
:39-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 55
9
:40-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xq" 55
:41-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 56
:42-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 56
:43-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند برای تخمین Td" 57
:44-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 57
:45-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 58
:46-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td" 58
:47-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 59
:48-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 59
:49-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Td" 60
:50-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 60
:51-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش 61
:52-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td" 61
:53-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 62
:54-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 62
:55-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Td" 63
:56-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 63
:57-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 64
:58-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td" 64
:59-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 65
:60-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 65
:61-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین Tq" 66
:62-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 66
:63-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 67
:64-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Tq" 67
:65-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 68
10
:66-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 68 :67-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Tq" 69 :68-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 69 :69-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش 70 :70-4 نمودار خروجی شبکه عصبی تحت تست برای تخمین Tq" 70 :71-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 71 :72-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 71 :73-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Tq" 72 :74-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش 72 :75-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش 73 :76-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Tq" 73 :77-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست 74 :78-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست 74 ض-:1 طرح شبیه سازی ژنراتور سنکرون متصل به شین بینهایت با اغتشاش تغییر 88 ناگهانی تحریک ض-:2 طرح شبیه سازی ژنراتور سنکرون متـصل بـه شـین بینهایـت بـا اغنـشاش 89 اتصالکوتاه درترمینال ژنراتور ض-:3 طرح شبیه سازی ژنراتور سنکرون متصل به شین بینهایت با اغتشاش تغییر 90 ناگهانی توان ورودی ض-:4 تغییرات مقادیر Xd بکار گرفته شده 92 ض-:5 تغییرات مقادیر Xd' بکار گرفته شده 92 ض-:6 تغییرات مقادیر Xd" بکار گرفته شده 92 ض-:7 تغییرات مقادیر Xq بکار گرفته شده 93 ض-:8 تغییرات مقادیر Xq" بکار گرفته شده 93 ض-:9 تغییرات مقادیر Xl بکار گرفته شده 93 ض-:10 تغییرات مقادیر Td' بکار گرفته شده 94 ض-:11 تغییرات مقادیر Td" بکار گرفته شده 94 11
ض-:12 تغییرات مقادیر Tq" بکار گرفته شده 94
ض-:13 تغییرات مقادیر Rs بکار گرفته شده 95
ض-:14 تغییرات مقادیر WR بکار گرفته شده 95
ض-:15 تغییرات مقادیر H بکار گرفته شده 95
12
چکیده پایاننامه:
این پروژه روشی نو را برای بکارگیری رؤیتگرهای شبکه عـصبی در جهـت شناسـایی و تعیـین پارامترهـای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون با استفاده از اطلاعات بهرهبرداری ارائه کرده است. اطلاعات بهـرهبـرداری از طریق اندازهگیریهای بلادرنگ بعمل آمده در قبال اغتشاشات حوزه بهرهبرداری فراهم مـیشـود. دادههـای آموزشی مورد نیاز شبکه عصبی از طریق شبیهسازیهای غیرهمزمـان بهـرهبـرداری از ژنراتـور سـنکرون در محیط یک ماشین متصل به شین بینهایت فراهم شده است. مقـادیر نمونـه ژنراتورهـای سـنکرون در مـدل مذکور بکار گرفته شدهاند. شبکه آموزش دیده در قبال اندازهگیریهای بلادرنگ شبیهسازی شـده در جهـت تخمین پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون تست شده است. مجموعه نتایج بدست آمده نشان دهنـده قابلیتهای نوید بخش شبکه عصبی مصنوعی در حوزه تخمین پارامترهای دینامیکی ژنراتورهـای سـنکرون، بصورت بلادرنگ و با استفاده از اطلاعات بهرهبرداری میباشد. اگرچه برای دست یـابی بـه خطـای تخمـین قابل قبول در مسیر شناسایی کلیه پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون، پارهای اصلاحات ضروری بـه نظر میرسد. در نگاه کلّی این اقدامات تکامل بخش را میتوان به دو مجموعه: پیشنهادات مربوط به اصـلاح شبکه عصبی رؤیتگر در حوزه شبیهسازی و آموزش و بخش دیگر را به عنوان گامهای تکاملی تلقی نمود، که سازماندهی این گامها در مبادی ورودی و خروجی شبکه عصبی، زمینه مناسبتـری را بـرای بهـرهگیـری از قابلیتهای آن فراهم خواهد کرد.
کلید واژه:
ژنراتور سـنکرون، پارامترهـای دینـامیکی، شناسـایی بلادرنـگ، شـبکههـای عـصبی مـصنوعی، اطلاعـات بهرهبرداری
13
14
مقدمه:
در سالهای اخیر با پیشرفت سیستمهای کامپیوتری, سیستمهای هوش مصنوعی نیز متولد شده و رشد کرده است. یکی از سیستمهای هوش مصنوعی, شبکه های عصبی مصنوعی هستند. این شبکه ها به علت عواملی چون قطعیت در پاسخ, سادگی در اجرا, قابلیت انعطاف بالا و .... جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند. با توجه به ساختار و کارکرد شبکه های عصبی مصنوعی و اهمیت تعیین پارامترهای دینامیکی اجزاء سیستمهای قدرت از جمله ژنراتورهای سنکرون, بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی در این حوزه قابل طرح است. از طرف دیگی نتایج ارائه شده از بکار گیری این شبکه ها در حوزه های مشابه, کارکردهای نوید بخشی را نشان می دهد. با توجه به مراتب فوق این پروژه بر آنست تا با طراحی و اجرای طرح شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون با استفاده از شیکه عصبی مصنوعی, قابلیت های این سیستم را در حوزه شناسایی بلادرنگ پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون نیز بیازماید.
15
فصلاول:

کلیات
16
سیستم های قدرت متشکلند از مجموعه ای از مراکز تولید(نیروگاهها) که توسط شبکه های انتقال و توزیع و تجهیزات حفاظتی و کنترل آن به مراکز مصرف متصل می گردند. وظیفه اصلی یک سیستم قـدرت تولیـد و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان با حفظ شرایط سه گانه:
-1 ارزانی قیمت انرژی
-2 کیفیت بالا
-3 امنیت تامین انرژی میباشد. مراد از امنیت، پیوستگی و تداوم در تولید و تامین انرژی می باشد. عوامل مؤثر در امنیـت عبارتنـد از:
-1 سرمایه گذاری اولیه (تجهیزات سیستم ) -2 روشها و امکانات نگهداری و تعمیرات سیستم قدرت.
همانگونه که در کلیه وسایل و سیستم های غیرالکتریکی همواره دو ویژگی ارزانـی و بـالا بـودن کیفیـت-
امنیت با یکدیگر متعارض و متقابل می باشند در مقوله انرژی الکتریکی و سیستم هـای قـدرت نیـز بهمـان گونه خواهد بود. امنیت یک سیستم قدرت در حقیقت درجه و میدان توانایی آن سیستم در مواجهه با حـوادث
اغتشاشات می باشد . امنیت کلی یک سیستم به دو زیر شاخه:
امنیت دینامیکی
امنیت استاتیکی
قابل تقسیم است. از توانایی سیستم قدرت برای حفظ و نگهداری خود در دوره وقوع اختلال (که خود از سـه دامنه فوق گذرا-گذرا-دینامیک تشکیل شده است) با عنوان امنیت دینامیکی تعبیر مـی گـردد. بـا توجـه بـه اهمیت بسیار زیاد امنیت سیستمهای قدرت، فرایند ارزیابی وبهبود آن همواره مورد توجه مهندسـین طـراح و بهرهبردار بوده، به قسمی که عملیات ارزیابی و بهبود امنیت سیستم های قدرت یکی از وظایف بسیار مهـم و اساسی مراکز کنترل و بهره برداری شبکه های قدرت می باشد. شکل کلی فرایند ارزیـابی و بهبـود سیـستم های قدرت در شکل1-1 بیان شده است. باتوجه به اهمیت امنیت در سیستم های قدرت و همچنین تغییرات مستمری که در حین عملیات بهره برداری 24 ساعته در شبکه اتفاق می افتد ضرورت دارد که دائماً از طرف بهره بردار، عملیات بهره برداری به شکلهای مختلف بر روی سیستم های قدرت اعمال گردد،اما با توجه بـه ویژگی بالا بودن امنیت نباید این عملیات بگونه ای باشدکه سبب بروز اغتشاش در رفتار سیستم و در نتیجـه نقض غرض گردد. از طرفی سیستم قدرت هر کشور منحصر بفرد بوده به قسمی که نمونه دومی نمی تـوان برای آن ایجاد نمود. بنابر این با توجه به ویژگی منحصر بفرد بودن سیستمهای قدرت و ضـرورت اجتنـاب از عملیات بهره برداری بررسی نشده، برای ارزیابی اولیه از نتایج عملیات بهره برداری و یا طراحی ضرورتاً مـی باید از یک نمونه مشابه سیستم قدرت استفاده نمود تا بتوان ابتداً نتایج مانورهای طراحی یا بهـره بـرداری را برآن آزمایش و در صورت اطمینان از بی خطر بودن، نتایج آن مانورها را بر شبکه واقعی اعمال نمود.
17

نمونه مشابه سیستم قدرت را شبیه ساز1 و عملیات آزمایشی بـرروی نمونـه مـشابه را محاسـبات و مطالعـات شبیه سازی2 گویند. فرایند شبیه سازی سیستمهای قدرت فارغ از اینکه دیجیتال باشد یـا آنـالوگ از مراحلـی بدین ترتیب تشکیل شده است:
_1 شناسایی اجزاء سیستم قدرت
_2 ساخت و یا استخراج معادلات حاکم بر اجزاء
_3 ترکیب اجزاء و یا معادلات آنها
_4 حل معادلات با روشهای ریاضی بوسیلهکامپیوتر
_5 استخراج نتایج که در این میان مدلسازی اجزاء سیستم قدرت که همان شناسایی و استخراج معـادلات حـاکم بـر اجـزاء آن
است یکی از قدم های اصلی این فرایند بشمار میرود. به بیان دیگر یک متخـصص شـبکه در روش کـاری خود اولویت بندی هایی دارد که اولین آنها رساندن انرژی الکتریکی تولیدی به مصرف کننده است، در مرحله
دوم به تامین امنیت شبکه اهتمام می ورزد. و نهایتاً تلاش خویش را در جهت بهبود هر چـه بیـشتر کیفیـت انرژی که به مصرف کننده تحویل داده می شود مصروف می دارد. اگر چه بسیاری از اقداماتی که در جهـت امنیت سیستم های قدرت انجام می شود کیفیت توان را نیز ارتقاء می دهد. تامین امنیت سیستم خود شـامل مراحل و اولویتهایی است که اولین گام آن را مقاوم سازی و پایدار سازی شبکه در حالت های گذرا می باشد

1-simulator 2-simulation
18
و دومین گام شامل پایدار سازی دینامیکی شبکه می شود. از دیدگاه فرکانسی می توان حالت هـای گـذرا در شبکه را با نوسانات فرکانس بالا و حالت های دینامیکی آن را با نوسانات فرکانس پایین معرفی کرد. در اکثر شبکه های دنیا خاصه با پیچیده شدن شبکه ها پدیده نوسانات فرکانس پایین مشاهده شده است. ژنراتورهـا به عنوان تولید کننده نقش اصلی در ارتباط با این نوسانات دارند. اینها از نوع نوسان در پارامترها هستند و با اغتشاشات حالتهای گذرا متفاوتند. گاه این اغتشاشات بدون رخ دادن هیچ واقعهای در طی کار معمول شـبکه بوجود می آیند مثلاً با تغییر تپ ترانس درکم باری و مواردی از این قبیل. اگرچه در مرحله بعد از حالت هـای گذرای شبکه (از دیدگاه زمانی) نیز چنین بحثی مطرح می شود. بایـد توجـه داشـت کـه ایـن نوسـانات را در مقایسه با فرکانس شبکه، فرکانس پایین نام نهاده اند. دامنه فرکانسی مطرح از کسر یک تا چند هرتـز اسـت که بطور معمول بازه 0.5-2.5HZ را در بر می گیرند و در موارد حدی 0.1-4HZ می باشد. این نوسانات را به انواع :
-1 محلی
-2 بین ناحیه ای تقسیم کرده اند. که نوسانات یک ماشین نسبت به شبکه بزرگ یا شین بی نهایت متّصل به آن را محلّی نـام
نهاده اند. نوسانات بین ناحیه ای نمونه هایی مانند دو ژنراتور که با خطوطی به هم متصل هستند یا مجموعه دو ناحیه با یکدیگر را در برمی گیرد. از دیدگاه فرکانسی نیز این دو نوع نوسانات دینامیکی باهم تفاوت دارند.
ثابت می شود عامل این نوسانات، مد مکانیکی توربوژنراتور است. همانگونه کـه پـیشتـر توضـیح داده شـد تامین امنیت سیستم های قدرت در برابر نوسانات دینامیکی مانند سایر شاخه ها نیازمند شبیه سازی شبکه از این زاویه دید میباشد. مقادیر پارامترهای دینامیکی اجزاء در این شبیه سازی دارای نقش کلیدی هـستند. بـا توجه به نقش ژنراتور در میان اجزاء شبکه از دیدگاه نوسانات دینامیکی تعیین پارامترهـای آن بـسیار مهـم و تعیین کننده خواهد بود. صحت و دقّت تعیین این پارامترها وابسته است به روش بکار گرفته شده برای بـرای تعیین آنها . این مطالب موجب پیدایش روشهای گوناگون برای تعیین این پارامترها شده است. از طرف دیگـر این پارامترها برای هر ژنراتور مقدار ثابتی نیستند و بخـاطر عـواملی چـون پیرشـدن ژنراتـور، ایجـاد بعـضی خطاهای داخلی و ..... تغییر می کنند. این شرایط موجـب طـرح روشـهای بلادرنـگ1 در تعیـین پارامترهـای دینامیکی ژنراتور سنکرون شده است. از جهت دیگر روش بکارگیری و تبعات عملی یک تکنیک شناسـایی و ملزومات آن نیز حائز اهمیت است. گروهی از این روشها اگر چه نتایج نسبتاً دقیق و قابل اعتمادی نیز فراهم می آورند لیکن به علت خطر های ناشـی از تـست هـای مطـرح در آنهـا (ماننـد آزمـایش اتـصال کوتـاه2 و
باربرداری( 3 و یا ملزوماتشان چون جداسازی ژنراتور از شبکه چندان مطلـوب نیـستند. بعـضی از اجـزاء ایـن گروه روشها به مرور مطرود شده اند. مقالات جدید ارائه شده در سایر اجزاء این گروه با هـدف بهبـود آنهـا و حذف مشکلات مذکور شکل گرفتهاند. دسته دیگر این روشها نمونههـایی هـستند کـه بـا چنـین مـشکلاتی

3-On-Line 4-Short Circuit 5-Load Rejection
19
مواجه نیستند(مانند استفاده از تخمینگر شبکه عصبی مصنوعی.(1 کارهای انجام شده درباره ایـن روشـها در راستای بهبود هرچه بیشتر آنها و یا اطمینان از نتایج حاصله توسط آنها شکل گرفته اند. با توجه بـه مقدمـه ذکر شده ابتداً لازم است کلیات روشهای مدل سازی ژنراتور سنکرون مورد بررسی قرارگیـرد تـا درگـام بعـد نسبت به بررسی روشهای شناسایی پارامترهای آن اقدام شود.

6- Artificial-Neural Network
20
فصل دوم:

مدل سازی ماشین سنکرون
21
-1-2 پیشگفتار:
شبیه سازی رفتار ژنراتورهای سنکرون برای انجام مطالعات گوناگون دینامیکی در سیستمهای قدرت، مستلزم انتخاب یک مدل مناسب جهت مدلسازی ماشین میباشد. مدل ارائه شده برای هر سیستم شامل یک ساختار و تعدادی پارامتر میباشد که جهت پیشگویی رفتار آن سیستم در حالتهای مورد نظر بکار گرفته میشود. مدل مورد استفاده برای یک سیستم باید به سادگی قابل فهم بوده، بکارگیری آن سهل باشد و در عین حال بتواند رفتار سیستم را با دقت و صحت قابل قبولی برای یک محدوده مشخص پیشگویی نماید.
بعبارت بهتر رفتار پیشبینی شده سیستم بواسطه شبیهسازی براساس مدل ارائه شده تا حد قابل قبولی به رفتار واقعی سیستم نزدیک باشد. هر چند این دو خاصیت از مدل یعنی سادگی و واقعی بودن همواره در تضاد با یکدیگر هستند، (یعنی مدلهای واقعی به ندرت ساده هستند و مدلهای ساده به ندرت میتوانند واقعی باشند)، اما میتوان جهت رسیدن به پاسخ دلخواه مصالحهای منطقی مابین این دو خاصیت برقرار کرد. مدل دو محوری پارک از معمولترین و پذیرفتهترین مدلهای ماشین سنکرون میباشد. در این فصل ابتدا اصول مدلسازی ماشین سنکرون براساس تئوری دو محوری پارک به اختصار بررسی میشود، سپس پارامترهای ماشین سنکرون معرفی شده و نحوه محاسبه پارامترها براساس مدل دو محوری پارک و همچنین نحوه مدلسازی ماشین با داشتن پارامترهای آن بررسی میگردد. همچنین در این فصل ارتباط میان مرتبههای مختلف مدل پارک با نوع ژنراتور و نوع مطالعه مورد نظر تشریح میشود.
-2-2 ساختار فیزیکی ماشین سنکرون:
-1-2-2 ساختار روتور و استاتور:
بزرگترین و شاید متداولترین ماشین های الکتریکی که با سرعت سنکرون می چرخند، ماشین های سنکرون سه فاز میباشند. اگرچه ساخت ماشین های سنکرون سه فاز پر هزینه میباشد، اما بازده بالای این ماشینها در قدرتهای بالا بزرگترین مزیت آنها میباشد.
استاتور ماشینهای سنکرون معمولاً متشکل از یک هسته مورق فرومغناطیس با شیارهایی جهت قرار گیری سیم پیچیهای سه فاز گسترده میباشد. روتور ماشین نیز میتواند بصورت قطب برجسته یا قطب صاف ساخته شود. ماشینهای قطب برجسته اغلب به عنوان ژنراتورهای آبی جهت تطبیق سرعت پائین توربین-
های آبی با سرعت سنکرون استفاده میشوند. قطبهای روتور این نوع ماشین به صورت جداگانه ساخته شده و سپس بر روی یک استوانه سوار میشوند. ساختار روتور گرد یا قطب صاف نیز برای کاربردهای سرعت بالا مناسب است. ماشینهای سنکرون با روتور گرد با دو یا چهار قطب به عنوان ژنراتورهای واحدهای بخاری جهت تطابق با سرعت بالای توربین به کار میروند. همچنین در این ماشینها میتوان نسبت قطر به طول روتور را به منظور محدود کردن تنش های مکانیکی ناشی از نیروهای گریز از مرکز کوچک گرفت.
22
-2-2-2 سیمبندیهای ماشین
ماشین سنکرون سه فاز معمولاً متشکل از یک سیم پیچی سه فاز به عنوان آرمیچر و یک سیم پیچی تحریک میباشد که بنام سیم پیچی میدان نیز نامیده میشود. سیمپیچی آرمیچر معمولاً در ولتاژی بسیار بالاتر از ولتاژ تحریک کار میکند و از این رو نیازمند فضایی بیشتر برای عایقبندی مناسب میباشد.
همچنین با توجه به اینکه جریانهای گذرای شدیدی از این سیمپیچیها عبور می کند، باید قدرت مکانیکی کافی داشته باشند. از این رو معمول است که سیمپیچی آرمیچر را بر روی استاتور ماشین قرار دهند. از نظر فضایی سیمپیچیهای سه فاز آرمیچر، 120º با یکدیگر اختلاف مکان دارند و این موضوع سبب میشود که با چرخش یکنواخت روتور و به تبع آن چرخش یکنواخت میدان تحریک، در این سیمپیچیها ولتاژهایی القا شود که از نظر زمانی 120º با یکدیگر اختلاف فاز دارند. سیم پیچی تحریک یا میدان معمولاً بر روی روتور قرار داده میشود. در ماشینهای قطب برجسته معمولاً میله های مسی یا برنجی در سطح قطب جای می-
گیرند که عموماً این میلهها در دوانتها به وسیله حلقههایی به یکدیگر متصل میشوند تا یک قفس سنجابی شبیه آنچه در یک موتور القایی وجود دارد، ساخته شود. مجموعه این میلهها و حلقهها به عنوان سیم پیچی میراکننده میباشند.
روتور ژنراتورهای قطب صاف بصورت استوانهای است که از فولاد یکپارچه ساخته میشود. سیم پیچیهای میدان در این گونه روتورها بصورت یکنواخت در شکافهای بدنه روتور توزیع شدهاند که معمولاً به کمک گوههایی در جای خود محکم میشوند. اغلب در چنین ماشینهایی سیم پیچی میراکننده وجود ندارد، زیرا که روتور یکپارچه فلزی اجازه عبور جریانهای گردابی را فراهم می آورد که تاثیری مشابه جریانهای سیمپیچی-
های میراکننده دارد. برخی از سازندگان تاثیر میرایی بیشتر و قابلیت عبور جریان مولفه منفی را با استفاده از گوههای فلزی مستقر در شکافهای سیمپیچی تحریک (که در انتها به یکدیگر متصل شدهاند) یا با استفاده از میلههای مسی مستقل زیر گوههای نگه دارنده، فراهم میآورند.
-3-2 توصیف ریاضی ماشین سنکرون
-1-3-2 معادلات ریاضی حاکم بر ماشین سنکرون
در این قسمت مدل ریاضی ماشین سنکرون بر اساس تئوری دو محوری بصورت خلاصه پارک تشریح می-
شود. شکل (1-2) مدارهای در نظر گرفته شده برای استاتور و روتور ماشین را نشان میدهد. مدار استاتور شامل یک سیم پیچی سه فاز است و روتور نیز یک سیم پیچی تحریک و یک سیمپیچی میراکننده بر روی محور d و دو سیم پیچی میراکننده بر روی محور q دارد. تعداد سیم پیچیهای میراکننده در نظرگرفته شده به عوامل متعددی از جمله نوع ژنراتور بستگی دارد که در قسمتهای بعدی به آن اشاره خواهد شد. مدل نشان داده شده در شکل (1-2) مدل 2-2 براساس استاندارد IEEE Std 1110 میباشد.
23
i fd d ωr a e fd q ib i1d ikq Ψb Ψa θ eb i1q b a ia ea ec
c

Ψc
ic

شکل :(1-2) مدارهای استاتور و روتور ماشین سنکرون
:c , b, a سیم پیچی های سه فاز استاتور : fd سیم پیچی تحریک

: 1d سیم پیچی میرا کننده محور d

1q و : 2q سیم پیچی های میراکننده محور q : ωr سرعت زاویه ای روتور برحسب رادیان بر ثانیه
: θ زاویه مابین محور مغناطیسی روتور و محور مرجع (محور مغناطیسی فاز (a
در بدست آوردن معادلات ماشین سنکرون برای ساده سازی فرضیات زیر درنظر گرفته میشود:
الف ) شکافهای موجود بر روی سطح داخلی استاتور تاثیر قابل توجهی بر اندوکتانسهای روتور درحال حرکت ندارند.
) پسماند مغناطیسی آهن استاتور و روتور قابل صرف نظر کردن است.
) از نظر تاثیر متقابل استاتور و روتور، سیم پیچیهای استاتور بصورت سینوسی در امتداد فاصله هوایی
توزیع شدهاند.
هر چند در مدل ارائه شده اثر اشباع مستقیماً منظور نشدهاست، اما با تصحیح راکتانسهای دو محور با استفاده از ضرایب اشباع و یا با داخل کردن مولفههای جبرانکننده درتحریک میدان اصلی، پدیده اشباع نیز لحاظ میشود.
با فرض حالت ژنراتوری معادلات ولتاژ مربوط به سیم بندی های استاتور و روتور را میتوان به شکل روابط
(1-2) و (2-2) نوشت.
Ψs d vs  −is Rs  dt (1-2) d vr  −ir Rr  Ψr dt که در آن :
24
vs  v a vb vc t vr  v f v1d v1q v2q t is  i a ib ic t ir  i f i1d i1q i2q t Ys  Ya Yb Yc t Yr  Y f Y1d Y1q Y2q t Ra 0 0 0 Rb Rs  0 0 0 Rc Rf 0 0 0 R1d Rr  0 0 0 0 0 R1q 0 0 0 0 R2q :درک نایب ریز لکش هب ناوت یم ار روتور و روتاتسا یاهرودراش تلاداعم Ψs  Lssis  Lsrir (2-2) Ψ  Lt .i  L i r sr srr r : نآ رد هک
Lss  − −

Lls  L0 − Lms cos 2θr 1 L0 − Lms cos 2(θr − π 1 L0 − Lms cos 2(θr  π − 3 ) − 3 ) 2 2 1 π 2π 1 2 L0 − Lms cos 2(θr − 3 ) Lls  L0 − Lms cos 2(θr − 3 ) − 2 L0 − Lms cos 2(θr −π) 1 L0 − Lms cos 2(θr  π 1 L0 − Lms cos 2(θr  π) Lls  L0 − Lms cos 2(θr  2π ) − ) 2 3 2 3 25
0 0 L f 1d Llf  L f 0 0 L L L  L 1d l1d 1df L1q 2q Ll1q  L1q 0 0 rr Ll 2q  L2q L2q1q 0 0 Ls 2q cosθr Ls1q cosθr 2π Ls 2q cos(θr − 2π ) ( cos(θr − 3 3 2π Ls 2q cos(θr  2π ) 3 ( 3 cos(θr 
s1q
s1q

L L

Ls1d sin θr
Ls1d sin(θr − 23π )

Ls1d sin(θr  23π )

Lsf sin θr 2π t ( − r sin(θ sf L  rs L sr L 3 ( 2π sin(θr  Lsf 3 با استفاده از دسته معادلات (2-1) و((2-2 میتوان بطور کامل ماشین سنکرون را بررسی نمود. اما همچنانکه در این معادلات نیز دیده میشود، معادلات دارای عباراتی هستند که با θ تغییر میکنند. با توجه به اینکه θ نیز تابعی از زمان میباشد، این موضوع سبب پیچیدهتر شدن تحلیل ماشینهای سنکرون می-
شود. میتوان با تبدیل مناسبی متغیرهای استاتور را به شکل سادهتری درآورد. این تبدیل به نام تبدیل پارک معروف است. تبدیل پارک به صورت رابطه (3-2) میباشد.
2π cos(θ  Sa ) 3 (3-2) Sb ) 2π −sin(θ  3 1 Sc 2
( 2π − cos(θ cosθ 3 2 2π 3 ) −sin(θ − 3 −sinθ 1 1 2 2
Sd
Sq S0
که S میتواند هر کدام از متغیرهای ولتاژ، جریان یا شاردور ماشین باشد. عکس تبدیل پارک نیز بصورت رابطه (4-2) بیان میشود.
1 −sinθ Sd 2 (4-2) Sq 1 ( 2π −sin(θ − 2 3 S0 1 ( 2π −sin(θ  2 3
cosθ 2π 2 ( cos(θ − 3 3 ( 2π cos(θ  3
Sa
Sb Sc
با اعمال تبدیل، معادلات حاکم بر ماشین و متغیرهای متناظر بسیار ساده میشوند. این ساده شدن در دو مفهوم کلیدی زیر ریشه دارد:
الف: با اعمال این تبدیل در شرایط بهرهبرداری عادی و حالت ماندگار تمامی جریانها و شارهای سیم-
پیچیهای استاتور و روتور دارای مقدار ثابتی خواهند بود.
26
ب: با انتخاب دو محور d و q که 90درجه اختلاف فاز دارند، شارهای تولید شده توسط جریانها بر روی یک محور هیچ پیوندی با شارهای محور دیگر نخواهند داشت. بنابراین دو دسته متغیر متعامد بدست خواهد آمد که این موضوع باعث ساده سازی بسیاری خواهد شد، زیرا هم باعث ساده سازی مقادیر راکتانسها میشود و هم می توان مدار معادل ماشین را بصورت دو مدار مستقل از هم در نظر گرفت.
معادلات نهایی پریونیت شده در دستگاه مرجع روتور به شکل روابط (5-2) و (6-2) میباشند. جزئیات بدست آوردن این معادلات در مراجع مختلف تشریح شدهاست و در اینجا از تکرار مجدد آن خودداری می-
شود. باداشتن روابط فوق، رفتار الکتریکی ماشین شبیه سازی می شود.
(5-2)
(6-2)

Yd 1 d Yq + wr V d = - i d Ra - w0 dt w0 Y d 1 Y + wr + a R q = - i q V q w0 dt d w0 Yfd 1 d efd = i fd Rfd + w0 dt Y d 1 + 1d R 1d 0 = i 1d w0 dt Y d 1 + 1q R 1q 0 = i 1q w0 dt Y2q d 1 0 = i 2q R 2q + w0 dt id Xad Xad Xl  Xad 1 Yd i fd Xad Xlf  Xad Xad  Yfd Xad Xad W0 Xl1q  Xad i1d Y1d i Xaq Xaq Xl  Xaq Yq i q Xaq Xl1q  Xaq Xaq 1  Y1q W 1q Xaq Xaq 0 Xl2q  Xaq i2q Y 2q x 0i 0 1 Y0 = - w0 براساس روابط ولتاژ و شار ارائه شده میتوان مدار معادل ماشین سنکرون را بدست آورد. این مدار درشکل
(2-2) نشان داده شده است.
27

الف: محور طولی،

ب: محور عرضی، q
xl i 0 R0
+
V 0
ج: محور صفر

-
شکل :(2-2) مدار معادل ماشین بر اساس تئوری پارک
-2-3-2 معادلات حرکت
معادلات حرکت معادلاتی هستند که اهمیت اساسی در مطالعات پایداری سیستمهای قدرت دارند. این معادلات که بعنوان معادلات لختی چرخشی نیز نامیده میشوند، تاثیر عدم تعادل بین گشتاور الکترومغناطیسی و گشتاور مکانیکی ماشین سنکرون را بیان مینمایند. در این بخش نیز معادلات حاکم بدون ذکر جزئیات بیان میشوند که برای دسترسی به جزئیات کامل میتوان به مراجع مختلف موجود مراجعه نمود.
زمانی که عدم تعادل بین گشتاورهای اعمال شده بر روی روتور وجود داشته باشد، گشتاور خالص اعمال شده، باعث شتاب گرفتن (یا کندشدن حرکت) روتور میشود. این گشتاور برابر است با:
Ta  Tm −Te(5-2)
: Ta گشتاور شتاب دهنده برحسب N.m
28
: Tm گشتاور شتاب مکانیکی برحسبN.m : Te گشتاور الکترومغناطیسی برحسب N.m معادله حرکت نیز به صورت رابطه (6 - 2) میباشد: (6-2) TaTm−Te dωr J dt در شبیه سازیهای ماشین سنکرون معمولاً شارها به عنوان متغیرهای حالت فرض میشوند. در این صورت توان الکتریکی ماشین در مبنای واحد به شکل رابطه (7-2) خواهد بود.
Pe ωr (ψd iq −ψqid )(7-2)
با تقسیم رابطه توان الکتریکی بر سرعت مکانیکی روتور، رابطه گشتاور الکترومغناطیسی به شکل رابطه -2) (7 در میآید :
Te ψd iq −ψqid(8-2)
-4-2 پارامترهای ماشین سنکرون
در معادلات حاکم بر ماشین سنکرون که در قسمت 3-2 ارائه شد، اندوکتانسها و مقاومتهای مدارهای استاتور و روتور به صورت پارامتر ظاهر شدند. این پارامترها موسوم به پارامترهای اصلی یا اساسی ماشین هستند و بصورت اجزای مدارهای معادل دو محور d و q در شکل (2-2) قابل تشخیص هستند. هر چند این پارامترها بطور کامل مشخصههای الکتریکی ماشین را بیان میکنند، اما آنها را نمیتوان از عکسالعملهای قابل اندازهگیری ماشین مستقیماً بدست آورد. از اینرو، روش مرسوم در تعیین اطلاعات ماشین این است که آنها را برحسب پارامترهایی بیان میکنند که از رفتار قابل مشاهده ماشین در پایانههای آن قابل تشخیص بوده و تحت آزمایشهای مناسب، قابل اندازهگیری هستند. در این قسمت انواع پارامترهای ماشین و ارتباط آن با پارامترهای اساسی مورد بررسی قرار میگیرد.
-1-4-2 پارامترهای اساسی ماشین
پارامترهای اساسی ماشین یا پارامترهای مدار معادل، از اعمال تبدیل پارک بر روی معادلات حوزه زمان ماشین سنکرون بدست میآیند و مشخص کننده عناصر مدارهای معادل محورهای طولی و عرضی ماشین هستند. تعداد این پارامترها با مرتبه مدل تغییر میکنند. از مشکلات عمده کار با این پارامترها، مشخص نبودن دقیق مقدار همگی آنها است. بعبارت دیگر روشی برای تعیین مقادیر دقیق این پارامترها بصورت یک-
جا وجود ندارد و روشهای موجود همگی مقادیر تقریبی مربوط به این پارامترها را بدست می دهند.
29
بعنوان نمونه اگر مدل 2-2 استاندارد IEEE Std1110 که در شکل (1-2) نشان داده شدهاست را درنظر بگیریم، کلیه عناصر مداری که در شکل نشان داده شدهاند، پارامترهای مدار معادل بوده و به راحتی قابل محاسبه و اندازهگیری نمیباشند. حتی بعضی از آنها مخصوصاً بعضی از پارامترهای برخی از شاخههای مدار محور q وجود فیزیکی خارجی نداشته و صرفاً جهت مدل سازی رفتار ماشین در نظر گرفته میشوند.
-2-4-2 پارامترهای عملیاتی
همانگونه که از نام این پارامترها پیداست، پارامترهای عملیاتی، ماشین سنکرون را از دید سیستمی بیان می-
کنند و معین کننده رابطه ورودی و خروجی ماشین سنکرون هستند. در این حالت تغییرات شار محور طولی و عرضی، تغییرات جریان محورهای طولی و عرضی و تغییرات ولتاژ سیستم تحریک بعنوان ورودی یا خروجیهای سیستم در نظرگرفته شده و با استفاده از پارامترهای عملیاتی این ورودیها و خروجیها به یکدیگر مرتبط میشوند.
در شکل عملیاتی, معادلات روتور را میتوان به صورت سیستمی با پارامترهای گسترده محسوب کرد. این پارامترها را می توان از طریق محاسبات طراحی و یا آسانتر از طریق آزمایش پاسخ فرکانسی بدست آورد.
زمانیکه تعداد محدودی مدار برای روتور در نظر گرفته شود، می توان این پارامترها را بصورت نسبت دو چند جملهای برحسب S (عملگر لاپلاس) بیان نمود. درجه چند جملهای مخرج حداکثر برابر تعداد مدارهای فرض شده بر روی روتور است. پارامترهای عملیاتی نسبت به پارامترهای مدار معادل کاربرد بیشتری داشته و به ماشین وجهه سیستمی میدهند. این پارامترها درحقیقت مشخصههای فرکانسی ماشین سنکرون هستند و عبارتند از یک دسته منحنیهای مشخصه یا روابط تحلیلی که رابطه بین امپدانس مختلط (یا عکس آن) را نسبت به لغزش در فرکانس نامی مشخص مینمایند. در زیر سه مشخصه فرکانسی مهم ماشین معرفی می شوند .
الف ) امپدانس عملیاتی محور طولی ( ( Zd(s)
این مشخصه بصورت نسبت بین دامنه مولفه اصلی و ماندگار ولتاژ آرمیچر (ناشی از مولفه محور طولی جریان آرمیچر) به دامنه مولفه اصلی و مختلط این جریان که بصورت تابعی از فرکانس بیان میشود، تعریف شده و آن را Zd(s) مینامند. این مشخصه را در حالتی که سیم بندی میدان اتصال کوتاه گردیده است، برای فرکانسهای مختلف اندازهگیری مینمایند.
ب) امپدانس عملیاتی محور عرضی ( ( Zq(s)
این مشخصه بصورت نسبت بین دامنه مولفه اصلی ولتاژ آرمیچر تولید شده توسط شار مغناطیسی محور عرضی ناشی از مولفه جریان آرمیچر در جهت محور عرضی به دامنه مولفه اصلی این جریان تعریف شده و بر حسب تابعی از فرکانس(لغزش) بیان میگردد.
ج) مشخصه فرکانسی G(s) بین سیم بندی میدان و آرمیچر
30
این مشخصه به صورت نسبت بین دامنه مولفه اصلی ولتاژ آرمیچر ناشی از جریان سیمبندی میدان در فرکانسهای مختلف به دامنه مولفه اصلی ولتاژ اعمالی در سیم بندی میدان تعریف میگردد.
-3-4-2 پارامترهای دینامیکی
این پارامترها به لحاظ سابقه، اهمیت و کاربرد فراوان آنها پارامترهای استاندارد ماشین نامیده میشوند، اما از آنجائیکه بیشتر حالتهای گذرا و دینامیکی ژنراتور را مدنظر دارند، به آنها پارامترهای دینامیکی نیز اطلاق می شود. یکی از دلایل اهمیت این پارامترها، قابلیت تشخیص و اندازهگیری آنها میباشد. این پارامترها را میتوان با استفاده از آزمایشهای خاصی که بعضی استانداردها نیز به آن اشاره دارند، مستقیماً بدست آورد. با استفاده از این پارامترها میتوان ژنراتور سنکرون را بویژه در حالات گذرا و دینامیکی تحلیل نمود. آزمایشات مربوط به استخراج این پارامترها سابقه نسبتاً زیادی دارد. تقسیم بندی این پارامترها که شامل اندوکتانسها و ثابت زمانیها هستند، به صورت پارامترهای دینامیکی محور طولی،محور عرضی همچنین پارامترهای
تندگذر و کندگذر میباشند که بسته به نوع تحلیل، جهت بررسی یک پدیده، پارامترهای مورد نیاز متفاوت
خواهد بود. این پارامترها بطور خلاصه شامل راکتانسهای سنکرون ( X q , X d )، راکتانسهای تندگذر و کندگذر محورهای طولی و عرضی( ( X ′q′, X ′d′, X ′q , X ′d ثابت زمانیهای کندگذر و تندگذر مدار باز محورهای طولی و عرضی ( ( T ′′qo ,T ′′do ,T ′qo ,T ′do و ثابت زمانیهای کندگذر و تندگذر اتصال کوتاه محورهای طولی و عرضی ( ( Tq′′,Td′′,Tq′,Td′ می باشند.
-5-2 محاسبه پارامترهای دینامیکی ماشین سنکرون بر اساس پارامترهای
اساسی ماشین
در محاسبه مقادیر اولیه شارهای گذرا در مدارهای تزویج شده از تئوری ثابت بودن شار دور استفاده میشود.
این تئوری بطور خلاصه عبارتست از اینکه شاردور مدار القائی با مقاومت و emf کوچک نمیتواند بطور لحظهای تغییر یابد. در حقیقت اگر emf یا مقاومتی در مدار موجود نباشد، شاردور آن ثابت خواهد ماند. این تئوری را میتوان در محاسبه جریانها بلافاصله بعد از تغییر شرایط مدار برحسب جریانهای قبل از تغییر استفاده کرد. هنگامی که یک اغتشاش همانند اتصال کوتاه در سمت استاتور ماشین اتفاق میافتد، شار استاتور تغییر میکند. پاسخ ماشین به اغتشاش براساس نحوه تغییرات جریانها و شارها عموماً به سه دوره زیرگذرا، دوره گذرا و ماندگار تقسیم میشود. در دوره زیرگذرا تغییر در جریان سیمپیچیهای میراکننده مانع از نفوذ شار ایجاد شده توسط استاتور به روتور میگردد. با کاهش جریان سیم پیچیهای میراکننده، دوره گذرا آغاز میشود که در آن تغییر جریانهای سیمپیچی میدان همان اثر را، اما ضعیفتر خواهد داشت. در نهایت در حالت ماندگار شار ایجاد شده استاتور به داخل روتور نفوذ خواهد کرد. شکل (3-2) توزیع شار در دورههای زیر گذرا، گذرا و ماندگار ماشین پس از وقوع یک اغتشاش سمت استاتور را نشان میدهد که بر اساس مسیر شار در هر یک از این حالتها میتوان راکتانسهای سنکرون، گذرا و زیرگذرای ماشین را تعریف کرد.
31

دوره زیرگذرا

دوره گذرا

حالت ماندگار

25%

25%

90 9090

90 9090

25%
25%
شکل (3-2) توزیع شار در ماشین سنکرون طی دورههای زیرگذرا، گذرا و ماندگار
در این قسمت نحوه محاسبه پارامترهای دینامیکی ماشین سنکرون برحسب پارامترهای اساسی یا همان پارامترهای مدار معادل ماشین تشریح میشود. همچنین مدار معادل ماشین برای هر یک حالتهای ماندگار، گذرا و زیرگذرا ارائه میشود. مدل در نظر گرفته شده برای ژنراتور بر اساس استاندارد IEEE Std1110،
32
مدل 2-2 میباشد. در صورت استفاده از مدلهایی با مرتبه متفاوت، رابطه پارامترهای دینامیکی تغییر یافته اما نحوه محاسبه آنها بصورت مشابه میباشد.
-1-5-2 محاسبه راکتانسهای ماشین
الف – راکتانسهای سنکرون
معمولاً اندوکتانس را به عنوان نسبت شاردور به جریان تعریف می کنند. وقتی که قله mmf گردان در امتداد محور d قرار گرفت، نسبت شاردور استاتور به جریان استاتور اندوکتانس محور (Ld) d نامیده میشود.
با بدست آمدن اندوکتانسها بدیهی است که راکتانسهای متناظر نیز به سادگی قابل محاسبه هستند.
همچنین وقتی قله mmf گردان در امتداد محور q قرار بگیرد، نسبت شاردور استاتور به جریان آن، اندوکتانس سنکرون محور (Lq) q خواهد بود. شکل (4-2) مدار معادل ماشین در شرایط حالت ماندگار را نشان می دهد.
x fd xl x1q xl i fd i1q  0 x1d X d → x2q X q → xad xaq 0 i i2q  0 1d الف-مدار معادل محور d ب-مدار معادل محورq شکل :(4-2) مدار معادل ژنراتور سنکرون در حالت ماندگار
در حالت ماندگار، راکتانسهای سنکرون محور d و q به ترتیب با توجه به شکل (4-2) محاسبه می شوند.
مقادیر این راکتانس ها در روابط (9-2) و (10-2) ارائه شده است.
(9-2) X d  xl  xad
(10-2) X q  xl  xaq
ب- راکتانسهای گذرا
برای محور مستقیم، با توجه به اینکه مقاومت سیمپیچیهای میراکننده معمولاً بزرگتر از مقاومت سیم بندی میدان میباشد، جریان القایی در این سیم پیچیها بسیار سریعتر از جریانهای القایی در سیم بندی میدان میرا میشود. برای دوره گذرا فرض میشود که حالت گذرای میراکننده با میرایی فوقالعاده زیاد تمام شده است، در حالیکه جریانهای القایی در سیم بندی میدان هنوز برای مخالفت با تغییر شاردور ناشی از جریان-

های استاتور تغییر میکنند. مدارهای معادل ماشین در دوره گذرا مطابق شکل (5-2) می باشد. مدار معادل محور q نیز به طریق مشابه قابل توجیه است.

33
x fd xl Vfd x1d X ′d → xad i1d  0 الف-مدار معادل محور d ب-مدار معادل محورq
شکل :(5-2) مدار معادل ماشین سنکرون در دوره گذرا
براساس مدارهای معادل بدست آمده، راکتانس های گذرای محورهای d و q به شکل روابط (11-2) و(-2 (12 محاسبه می گردند.
(11-2) xad x fd x fd xl  X ′d  xl  xad xad  x fd (12-2) xaq x1q x1q xl  X ′q  xl  xaq x aq x 1q ج-راکتانس های زیر گذرا
در دوره زیرگذرا، جریانهای گذرای القا شده در سیم بندیهای روتور سعی دارند تا شاردور هر یک از مدارهای روتور را در ابتدا ثابت نگه دارند. براین اساس مدارهای معادل محورهای d و q ماشین سنکرون در این حالت مطابق شکل (6-2) میباشد.

الف-مدار معادل محور dب-مدار معادل محورq
شکل :(6-2) مدار معادل ماشین سنکرون طی دوره زیر گذرا
در این حالت برای محور d راکتانس دیده شده معادل سه راکتانس موازی xad ، x fd و x1d میباشد که با xl سری شده است. راکتانس زیر گذرای مدار باز محور q نیز مشابه محور d محاسبه میشود. براساس مدار معادل های ارائه شده، این راکتانس ها طبق روابط (13-2) و (14-2) محاسبه میشوند.
(13-2) xad x fd x1d xl x fd  x1d X ′d′  xl  xad xad x fd  xad x1d  x fd x1d 34
(14-2) xad x fd x1d xl x1d x fd  X ′d′  xl  xad x x x ad x fd x ad x fd 1d 1d -2-5-2 محاسبه ثابت های زمانی ماشین
حضور دو مجموعه سیم بندی برروی روتور، دو مجموعه ثابت زمانی مختلف را سبب شدهاست. مجموعه با مقادیر بزرگتر مربوط به ثابت زمانیهای گذرا و مجموعه با مقادیر کوچکتر مربوط به ثابت زمانیهای زیرگذرا هستند. معمولاً سیم بندیهای میراکننده که مقاومت بیشتری نسبت به سیم بندیهای میدان دارند، با ثابت زمانیهای زیرگذرا متناظرند.
ثابت زمانیهای گذرا و زیرگذرا بر روی محورهای d و q معمولاً در دو حالت تعریف میشوند. در یک حالت که استاتور مدار باز است و ثابت زمانیهای مدار باز تعریف میشود، ( ( T ′′qo ,T ′′do ,T ′qo ,T ′do، و درحالت دیگرسیم پیچی استارتور بصورت اتصال کوتاه فرض می شود( .( Tq′′,Td′′,Tq′,Td′ میتوان نشان داد که نسبت ثابت زمانی گذرای محور d با استاتور اتصال کوتاه به ثابت زمانی گذرای محور d با استاتور مدار باز برابر است با نسبت راکتانس ظاهری که جریان استاتور با سیم بندی میدان اتصال کوتاه شده می بیند، به راکتانسی که جریان استاتور با سیم بندی میدان مدار باز میبیند.
الف -ثابت زمانی های گذرا
مدار معادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانیهای گذرای مدار باز محور d و q در شکل (7-2) نمایش داده شدهاست.

Rfd
′ T do ← R1d
i1q=0
xfd
Rsxl
x1d
xad
الف :
محور dب: محورq
شکل :(7-2) مدار معادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانی های گذرای مدار باز
براساس فرضیات فوق و مدارمعادل شکل (7-2) ثابت زمانیهای مدارباز ماشین بصورت روابط (15-2) و
(16-2) بدست می آیند. (15-2) xfdxad 1 T ′do  ω0 R fd (16-2) x1qxaq 1 T ′qo  R ω 0 1q 35
همچنین مقادیر ثابت زمانیهای گذرا با استاتور اتصال کوتاه شده بر اساس روابط (17-2) و (18-2) محاسبه میشوند.
(17-2) x′d  Td′ xd T ′do (18-2) x′q  Tq′ xq T ′qo ب- ثابت زمانیهای زیر گذرا
ثابت زمانی زیرگذرای مدار باز محور d عبارتست از زمان لازم برای کاهش مولفه d جریان به مقدار 1e ام مقدار اولیه خود، هنگامی که در ترمینال ماشینی که با سرعت نامی می چرخد، بطور ناگهانی اتصال کوتاهی رخ دهد. بعبارت دیگر این ثابت زمانی عبارتست از ثابت زمانی جریان سیمبندی میراکننده d وقتی سیمبندی میدان اتصال کوتاه شده و سیمبندیهای استاتور مدار باز باشند. از مقاومت سیم بندی میدان در این دوره کاهش ولتاژ صرف نظر میشود. ثابت زمانی های زیر گذرای مدار باز محور q نیز به طریق مشابه تعریف میشوند. مدار معادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانیهای زیرگذرای مدار باز مطابق شکل (8-2) میباشد.

براساس فرضیات فوق و مدار معادلهای ماشین در دوره زیرگذرا و ثابت زمانیهای زیرگذرای مدار باز ماشین بر اساس روابط (19-2) و (20-2) محاسبه میگردند.

الف : محورdب:محورq
شکل :(8-2) مدارمعادل ماشین جهت استخراج ثابت زمانی های زیر گذرای مدار باز
(19-2)
(20-2)

 x fd xad x fd  xad x1q xaq  aq x x 1q
1 1 ′′ xad  ω x1dxfd x1d R R 0 Tdo  ω 1d 0 1d 1 1 ′′ xaq  ω x2qx1q x2q 2q R 0 R 0 Tqo  ω 2q 36
-6-2 مراتب مختلف مدلهای ژنراتور سنکرون براساس مدل دو محوری پارک
روابط ارائه شده در قسمت (3-2) تا حدود قابل قبولی عملکرد الکتریکی دینامیکی یک ماشین سنکرون را بیان می کنند. اما گاهی این روابط را نمی توان بطور مستقیم برای مطالعات سیستمهای قدرت بزرگ بکار برد. از طرفی برخی از اوقات نیز لازم است رفتار ماشین سنکرون با جزئیات بیشتری مدل شود. در مدل دو محوری پارک همانگونه که قبلاً هم تشریح شد، مقادیر استاتور به دو سری مقادیر در دو جهت تبدیل می-
شوند که یکی در راستای محور مغناطیسی سیم پیچی میدان بوده (محور (d و دیگری با 90 درجه اختلاف با محور d عمود بر محور مغناطیسی سیم پیچی میدان میباشد (محور .(q محور d روتور شامل سیم پیچی میدان و سیم پیچیهای میراکننده میباشد. محور q نیز شامل سیم پیچیهای میراکننده این محور است.
باتوجه به تعداد سیم پیچیهای درنظر گرفته شده برای محور d و q روتور، مراتب مختلفی برای مدل ژنراتور سنکرون متصور است. براساس استاندارد IEEE Std 1110، مدل ژنراتور بایک شماره دورقمی Model AB مشخص میشود که A تعداد سیم پیچیهای درنظر گرفته شده برای محور d روتور و B

تعداد سیمپیچیهای منظور شده برای محور q روتور میباشد. جدول (1-2) مراتب مختلف ژنراتور سنکرون را نشان میدهد. نوع مدل انتخاب شده برای ژنراتور سنکرون وابسته به پارامترهای مختلفی از جمله نوع ژنراتور و ساختار فیزیکی روتور و انواع مطالعه مورد نظر است که در قسمتهای بعدی تشریح میشود.
37
جدول :(1-2) مراتب مختلف مدلهای ژنراتور سنکرون

فصل سوم:

بررسی روشهای شناسایی پارامترهای
دینامیکی ژنراتورهای سنکرون
39
-1-3 مروری بر پیشینه شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون:
بحث پارامترهای دینامیکی ماشین سنکرون و یا به عبارت دیگر این مطلب کـه بـرای بیـان رفتـار ماشـین سنکرون در حالتهای گذرا از راکتانسهای مربوط به حالت دائم نمیتوان استفاده کرد، برای اولین بار در سـال
1920 با طرح مفهوم راکتانس اتصال کوتاه مطرح گردید. بعدها این ایده بعنوان پایه و اسـاس اولیـه تئـوری
"ثابت بودن شاردور در برگیرنده" قرار گرفت و در مقالاتی توسط دوهرتی1 درسال 1923 و بیـولی2 در سـال
1929 دوباره عنوان گردید.
آقای کری3 این مطلب را به این صورت طرح کرد که در هر مدار بسته بلافاصله بعد از هر تغییر بوجود آمـده در جریان، ولتاژ ویا موقعیت فیزیکی این مدار نسبت به موقعیت مدارات دیگـر کـه بـا آن بطـور مغناطیـسی درگیر میباشند، شار دور در برگیرنده ثابت باقی خواهد ماند . با توجه به مقاومت موجود در سیم پیچی میدان و دیگر سیم پیچیهای روتور (دمپرها) و در نتیجه تغییرات حاصله در شاردور در بر گیرنده در طی مدت زمان بعد از وقوع تغییرات ناگهانی، لزوم معرفی ثابت زمانیهای گوناگون ماشین نیز بعدها بـرای تحلیـل دقیـق تـر مورد ملاحظه قرار گرفت.
بر این اساس پارک4 و روبیرتسون5 در سال 1928 راکتانسهای دیگری از قبیل راکتانسها و ثابـت زمانیهـای محور عرضی و محور طولی را برای رژیم های تندگذر و کندگذر و به همین صورت مفاهیم دیگری همچون حالات کندگذر و تندگذر را در شارها، ولتاژها و جریانها نیز مطرح نمودند. گام بعدی در همین رونـد معرفـی مدار معادل ماشین بود. بسط منطقی این طریقه تحلیـل رفتـار ماشـین (بعـد از هـر تغییـر ناگهـانی) معرفـی مدارهای مربوط به محورهای طولی و عرضی ماشین با این فرض بود که بتوان یک اندوکتانس متقابل بـین سیم بندیهای موجود در روتور و استاتور تعریف نمود. بدین ترتیب و با در نظر گرفتن یک اندوکتانس متقابـل برای کوپلاژ بین سیم بندیهای روتور و استاتور و همچنین انتساب یک اندوکتانس پراکندگی به هـر کـدام از سیم بندیها (استاتور، میدان وبدنه روتور) مدار معادل مربوط به محور طولی ماشین. در سال 1931،کیلگوری6
در طی یک پروژه - ریسرچفاکتورهای مؤثر در محاسبات مربوط به بدست آوردن راکتانسهای ماشین سـنکرون را کـه مبنای خواص فیزیکی و ابعاد هندسی ماشین(استاتور، روتور و سیم پیچی میدان) میباشند بیان نمود. در ایـن مسیر در سال 1929، پارک نیز ایده محورهای طولی و عرضی برای ماشین را که قبلا توسط خـود او مطـرح شده بود به تبدیلات d-q که طی آن کمیات مربوط به سه فاز به متغیرهای q-d مرتبط می گردیـد بـسط داده و به این ترتیب پایه معادلات ماشین بر مبنای تئوری دو محوری بنا نهاده شد.

1-Doherty 2- Biowly 3- Cary 4- Park 5- Robertson 6- Kilgore
40
در سال 1931، شروین1 روابط لازم جهت بدست آوردن پارامترهای ماشین سنکرون را بـرای حالـت دائـم و گذرا، از طریق نتایج آزمایش ارائه نمود و این در حقیقت اولین روش پذیرفته شده بطور عام برای آزمایشهای ماشین سنکرون بود.که در سال 1945 میلادی توسط کمیته مربوط به ماشین سنکرون AIEE چاپ گردید.
از لحاظ تاریخی کمیته ماشینهای الکتریکی و استاندارد شماره 115 مربوط به IEEE ماحصل همان کمیتـه و همان روش آزمایشی ارائه شده در طی سالهای بعدی می باشد.
در طی اوائل دهه 60 میلادی به همان صورت که ابزار و تکنیکهای محاسباتی کـه در تحلیـل سیـستمهای قدرت بکار می رفت از لحاظ ابعاد و سرعت با روند رو به رشدی روبرو بود نیاز به مـدلهای دقیـقتـر ماشـین سنکرون جهت مطالعات پایداری نیز محسوس شده و بـرای ایـن خـاطر روشـهای کلاسـیک بدسـت آوردن پارامترهای ماشین سنکرون نیز دوباره مورد توجه بیشتر و دقیقتر قرار گرفت. در طی ایـن سـالها عـلاوه بـر مقالات متعددی که در این رابطه به چاپ رسید، استانداردهایی نظیر اسـتانداردBS, IEC, IEEE مربـوط به بخش ماشین نیز به دفعات متعدد چاپ و مورد تجدید نظر قـرار گرفتنـد. ایـن اسـتانداردها از میـان انـواع روشهای متفاوت و گوناگونی که ارائه میگردیدند و با توجه به رعایت نکات عملی و تکنیکهای انـدازهگیـری در طی جلسات متعدد کمیتههای ماشینهای الکتریکی، آنهایی را که تا حدی قابل قبول تشخیص مـی دادنـد انتخاب کرده و در استانداردها به عنوان روشهای کلاسیک مطرح و مورد تایید قرار می دادنـد. از مشخـصات مهم آزمایشات کلاسیک مربوط به قبل از دهه 80 تاکید روی آزمایش اتصال کوتاه سه فاز ناگهـانی و سـعی در بدست آوردن پارامترهای ماشین بـا اسـتفاده از چنـین آزمایـشی بـود کـه در حـال حاضـر هنـوز هـم در مشخصات ارائه شده در نیروگاهها نتایج حاصل از آزمایش اتصال کوتاه ناگهانی ارائه می گردد.
از جمله نکات محدودکننده اینگونه آزمایشها عدم دسترسی به پارامترهای مربـوط بـه محـور عرضـی، عـدم صرفه اقتصادی و قابلیت انجام آن در محل نیروگاهها و در تحت ولتاژ نامی بود. در حقیقت تـا قبـل از سـال
1983 روشهای دسترسی به پارامترهای مربوط به محور q در استانداردها مسکوت گذارده شده بود.
در طی سالهای 1960 الـی 1980 آزمایـشات گونـاگونی جهـت پاسـخگویی بـه سـؤالاتی از قبیـل اهمیـت پارامترهای مربوط به محور عرضی و همچنین درجه دقّت مورد لزوم برای پارامترهای ماشین و یا درجه مدل بکار رفته برای ماشین مطرح شده است. آزمایشات نیروگاه نورث فلیت2 در سال 1969 و تحقیقات انجام شده مؤسساتی چون EPRI, NPCC & Ontario-Hydro از این دسـتهانـد. ایـن مجموعـه فعالیـتهـا نتایجی از این قبیل را به همراه داشت:
در شبیه سازی دینامیکی رفتار ماشینهای الکتریکی، اطلاع دقیـق از پارامترهـای ماشـین بـه انـدازه درجه مدل انتخابی اهمیت دارد. این اهمیت در باب پارامترهای محور عرضی بارزتر است.
در تعیین پارامترهای ماشین همواره آزمایشاتی که منجر به تغییرات کوچک(بزرگ) در مقادیر ولتاژ و جریانهای ماشین گردند، اطلاعات مناسبی از پارامترها برای مطالعات مربوط بـه اغتـشاشات بـزرگ (کوچک) را در اختیار قرار نمیدهد.

7- Shervin 8- North Fleet
41
با توجه به این نکته پارامترها باید بسته به نوع مطالعه تصحیح و بهینه سازی شوند.
ارزش پارامترهای محور عرضی در شبیه سازی رفتار توربوژنراتورهای با روتـور یکپارچـه بـه حـدی است که انجام آزمایشهای جداگانه در این جهت راتوجیه میکند.
بدین ترتیب در سالهای بعد از 1980 آزمایشهای جدیدتری چون میرائی شار1 جایگاه ویژهای در حوزه تعیـین پارامترهای دینامیکی ماشینهای سنکرون پیدا کردند.
-2-3 انواع روشهای تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون:
به طور کلی آزمایشهای موجود در حوزه تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون را می توان به دو دسته :
روشهای کلاسیک
روشهای جدید
تقسیم بندی کرد. روشهای کلاسیک، آزمایشهایی محدود را تشکیل میدهند که عموماَ از نظر زمانی نیز، بـر روشهای جدید تقدم دارند. مهمترین معیارهای مطرح در انتخاب روشهای مورد استفاده عبارتنداز:
انجام آزمایش در آن کشور ممکن باشد و به ابزار پیچیده نیاز نداشته باشد.
استانداردهای معتبر آن را تایید کند.
با بکارگیری آن تعداد بیشتری از کمیتها را بتوان شناسایی کرد.
آن روش قادر به اندازهگیری پارامترهای محور عرضی نیز باشد.
-1-2-3 روشهای کلاسیک اندازهگیری پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون:
روشهای کلاسیک روشهایی محدود هستند که عموما قبل از دهه 80 میلادی ابداع شدهاند و بـا انجـام آنهـا تنها یک یا چند پارامتر شناسایی میشود. این روشها برروی هر ژنراتـوری قابـل اجـرا بـوده و بـه تجهیـزات پیشرفته و پیچیده نیاز ندارد. تغییرات این روشها در خلال این سالها عموما از جنس اصلاح روابط محاسـباتی میباشد. اغلب آنها استاندارد شدهاند، ولی متاسفانه با انجام هر یک از این آزمایشها تنهـا تعـداد محـدودی از پارامترها بدست میآیند. از نقاط ضعف این روشها مساله تعیین پارامترهای محور q اسـت. از معایـب عمـده دیگر بعضی از این روشها مخرب بودن آنهاست. با این شرایط مجوز استفاده از این روشها علیرغم اسـتاندارد بودن آنها صادر نمیگردد.
به عنوان نمونه آزمایش اتصال کوتاه سهفاز اگر چه نتایج خوبی را از جهت تعیین پارامترها در بر داشته باشد، به علت آثار مخرب الکتریکی و مکانیکی جبران ناپذیر آن چندان مورد توجـه نیـست. اغلـب کمیتهـایی کـه توسط آزمایشهای کلاسیک تعیین میشود بر پایه مدل استاندارد IEEE تبیین شـدهانـد بـا یـک سـیمپـیچ میرایی محور طولی و عرضی. بسیاری از این روشها در تعیین پارامترها برای مدلهایی از مرتبـه بـالاتر ناکـام خواهند بود.

9- dc decay
42
-2-2-3 روشهای جدید در تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون:
همگام با رشد سیستمهای کـامپیوتری، توسـعه تجهیـزات انـدارهگیـری و پدیـد آمـدن سیـستمهای هـوش مصنوعی، مجموعه جدیدی از روشها برای شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون پدیـد آمدنـد.
بطور کلی در این روشها با اعمال ورودیهای مناسب در وضعیتهای متفاوت روتور(ایـستا یـا متحـرک) و ثبـت خروجیها، توابع انتقال ماشین شناسایی شده است. سپس با فرض یک مدل خاص بـرای ماشـین مـیتـوان پارامترهای ماشین را با روشهای مناسبی تخمین زد. اخیرا مدلهایی با مرتبه بالاتر نیز در اسـتانداردها مطـرح شدهاند. شناسایی پارامترهای دیگری که همگام با رشد درجه مدل مطرح شدهاند را صرفا میتوان با اسـتفاده از روشهای جدید تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون شناسایی کرد، اگر چه توانایی روشهای مذکور در تعیین این پارامترها متفاوت است. در مجموع روشهای جدید را میتوان تلاشـهایی بـرای دسـتیـابی بـه اهداف زیر دانست:
أ- دستیابی به روشهای بلادرنگ در تخمین پارامترها ب- استفاده از اطلاعات بهره برداری برای شناسایی پارامترها ت- شناسایی پارامترها با دقت هرچه بیشتر ث- تلاش در سادهسازی مکانیزم تخمین
به عنوان نمونه از مهمترین روشهای مطرح در این دسته به موارد زیر میتوان اشاره کرد: (1 روشهای بنا شده برپایه سیستمهای هوش مصنوعی:
(a تخمین پارامترهای دینامیکی با استفاده از شبکه عصبی (b تخمین پارامترهای دینامیکی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
(2 روشهای بنا شده بر پایه تکنیکهای معادلات معادلات جزئی: (a تعیین پارامترها با استفاده از تکنیک اجزاء محدود
(3 شناسایی پارامترها ماشین سنکرون با استفاده از تست پاسخ فرکانسی
(4 شناسایی پارامترها با استفاده از دامنه وسیع تحریک
(5 شناسایی پارامترها با استفاده از اطلاعات تست باربرداری
(6 شناسایی پارامترها با استفاده از اطلاعات میرایی شار
(7 شناسایی پارامترها با اطلاعات بدست آمده از اغتشاشات بهره برداری (a تخمین پارامترها با استفاده از اغتشاشات بزرگ بهره برداری (b تخمین پارامترها با استفاده از اغتشاشات کوچک بهره برداری
عموم این روشها غیر مخرب بوده و نتایج خوبی را در تخمین پارامترها نشان داده اند. از نکات قابـل توجـه در این روشها توانایی آنها در تعیین پارامترهای محور عرضی علاوه بر محور طولی و همچنـین امکـان تخمـین پارامترها، متناظر مدلهایی با درجههای مختلف است. البته این به معنی توانایی برابر این روشها برای تخمین
43
و شناسایی پارامترها در جهات مختلف نیست. البته همه این روشـها در حـال تکامـل و بهبـود مـیباشـند و
بسیاری از آنها هنوز استاندارد نشدهاند.
44
فصل چهارم:

شناسایی بلادرنگ پارامترهای
دینامیکی ژنراتورهای سنکرون با
استفاده از رویتگر شبکه عصبی
45
-1-4 اصول کار شبکه های عصبی:
یکی از روشهای مشهور در حوزه هوش مصنوعی شبکه عصبی مصنوعی است. شبکههای عصبی مـصنوعی الهام گرفته از شبکه عصبی انسان هستند که توانایی بالایی در تقلید رفتار توابـع غیـر خطـی از خـود نـشان دادهاند. انسان با استفاده از تجربیاتی که از وقایع پیرامون خود دارد و ارتباطی که بین آن وقایع و عوامل مؤثر بر آنها برقرار میکند، نسبت به تخمین وقایع آتی بر پایه وضـعیت عوامـل مـؤثر اقـدام مـینمایـد. براسـاس تحلیلهای موجود شبکه عصبی مغز انسان از لایههای مختلفی تشکیل شده که لایه خـارجی آن(کـورتکس)
متصل به مجاری ورودی است. این ورودیها در انسان حواس او هستند. تجربیات ما به صورت تفاوت قوت و ضعف نقاط اتصال سلولهای عصبی به یکدیگر(سیناپسها) بروز مـیکنـد. هـر یـک از نـرونهـا پیونـدهای متعددی با سلولهای لایه بعد دارند.

شکل:1-4 طرح کلی سلول عصبی انسان
مسلم است که هرچه تعداد پیوندهای عرضی بیشتر باشد شبکه توانایی بیشتری در آموزش رفتـار توابـع غیـر خطی خواهد داشت.
-2-4 اصول کار شبکه عصبی تخمین گر پارامترها:
با درنظر گرفتن مبادی ذکر شده، مراحل شبیهسازی شبکههای عصبی بدین صورت خواهد بود:
ساخت نرون مصنوعی
ساختاربندی آن در قالب لایههای مختلف
تهیه بانک اطلاعات لازم برای آموزش شبکه عصبی
آموزش شبکه عصبی
تست شبکه
46

شکل :2-4 شکل کلی سلول عصبی مصنوعی
لایههای شبکه عصبی را به سه دسته لایه ورودی، لایه خروجی، و لایه (لایههای) مخفی تقسیم مـیکننـد.
تعداد عناصر لایه ورودی و خروجی باید برابر تعداد ورودی، خروجیهای در نظـر گرفتـه شـده بـرای شـبکه باشند. افزایش تعداد لایههای مخفی در شبکه عصبی دو اثر متضاد را به همراه دارد. از یک طرف تقلیـد هـر چه بهتر رفتار هر تابع غیر خطی را امکان پذیر می سـازد و از طـرف دیگـر مـشکلات شـبیه سـازی و مـدت آموزش را افزایش میدهد. در عمل باید بسته به شرایط، بین این دو عامل بهینهسازی شود. در عمل در طـی تحقیقات متعدد انجام شده شبکه عصبی با یک لایه مخفی به عنوان حالت بهینه مطرح شده است.

شکل:3-4 ساختار شبکه عصبی توسعه یافته
همانگونه که پیشتر مطرح شد تعداد نرونهای لایه خروجی شبکه عصبی برابـر تعـداد خروجـیهـای در نظـر گرفته شده برای آن شبکه است. در این طرح، شبکه عصبی با یک خروجی در نظر گرفته شده است. بنابراین برای تخمین هر یک از پارامترهای مورد نظر باید یک شبکه مستقل تـشکیل شـده، آمـوزش دیـده و مـورد استفاده قرار گیرد. این روش اگرچه مشکلاتی را در تشکیل و آموزش شبکههای متعدد به همـراه دارد لـیکن گامی در جهت دستیابی به حداکثر قابلیت شبکههای عصبی در تخمین پارامترهـای دینـامیکی ژنراتورهـای سنکرون بر اساس دادههای بهرهبرداری است. همانگونه که همواره بهینهسازیهای تک هدفه نتایج بهتـری از جهت دستیابی به نتیجه مورد نظر دارند، با توجه به تشابه ساختاری این معنی در باب شـبکههـای عـصبی نیز صادق است. تعداد نرونهای لایه ورودی نیز برابر تعداد ورودیهای در نظر گرفته شده برای شبکه عـصبی
47
است. تعداد شش ورودی برای شبکه مورد نظر در نظر گرفته شده است. تعداد ورودیها در این طرح با توجه به مجموعه پارامترهای قابل اندازهگیری در خروجی ژنراتورهای سنکرون انتخاب شده است. البته انتخـاب و ترتیب آرایش این پارامترها برپایه رؤیت پذیری پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون در رفتار دینـامیکی آن شکل گرفته است. این بحث در طی مطالعات پیشین انجام شـده در مرکـز مطالعـات دینامیـک ایـران مـورد بررسی قرار گرفته است.
-1-2-4 دادههای آموزشی و آموزش شبکه عصبی تخمینگر:
از نکات بسیار مهم در تشکیل شبکه عصبی مـصنوعی، بانـک اطلاعـات آموزشـی مـورد اسـتفاده اسـت. در تجربیات گذشته که در حوزه استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی مطرح است، گاه اصلاح مکانیزم تهیـه و تغییر دامنه دادههای آموزشی، یک شبکه عصبی با نتایج ضعیف را به شبکهای بـا نتـایج قابـل قبـول تبـدیل کرده است. شاید بتوان مهمترین نکته در گردآوری اطلاعات آموزشـی را شـمول و فراگیـری آن نـسبت بـه حالتهای مختلف رفتاری مطرح در حوزه مورد نظر دانست. اگرچه این شمول را نباید با بزرگی ابعـاد اشـتباه گرفت. عامل مهم نگاه ریشهای و بنیادین به حالات مطرح در آن حوزه است. از آنجا که این شبکه بر آنـست تا بر پایه اطلاعات بهرهبرداری نسبت به تخمین پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون اقدام نماید، لـذا بایـد بانک اطلاعات لازم برای آموزش شبکه عصبی در این حوزه فراهم شود. مجموعه اغتـشاشاتی کـه در طـی بهرهبرداری از ژنراتورها رخ میدهد را میتوان به سه دسته عمده تقسیم کرد:
اغتشاشاتی که در حوزه تحریک رخ می دهند
اغتشاشاتی که در حوزه توان ورودی رخ میدهند
اغتشاشاتی که در شبکه تحت تغذیه رخ میدهند
بدین ترتیب از هر یک از این حوزههای سهگانه یک نمونه شایع به عنوان نماینده آن گروه بـدین ترتیـب در


نظر گرفته شده است:
تغییر ناگهانی %10 در تحریک ژنراتور
تغییر ناگهانی %10 در توان ورودی ژنراتور
وقوع اتصال کوتاه سهفاز 10-5)میلی ثانیه) در خروجی ژنراتور
48

شکل :4-4 شکل کلی روش تهیه اطلاعات بهرهبرداری ژنراتورهای سنکرون
(برای آموزش و تست شبکه عصبی)
60 مجموعه از مقادیر نمونه پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون به عنوان مقـادیر پایـه در تـشکیل بانـک اطلاعات آموزشی شبکه عصبی در نظر گرفته شده است. این مجموعه از دادههایی مربوط به:
واحدهای بخاری- فسیلی
واحدهای بخاری-فسیلی با پیوند عرضی
واحدهای بخاری- هستهای
واحدهای آبی
واحدهای با توربین احتراقی
تشکیل شده است. برای هر مجموعه از این پارامترها دو گام افزایشی و دو مرحله کاهش در نظر گرفته شده
است. هر یک از این مراحل تغییرات %10 پارامترها را بهمراه خواهد داشت. مجموعه نهایی دربرگیرنـده 225
مجموعه از مقادیر نمونه پارامترهای دینامیکی ژنراتور سنکرون میباشد. مجموعه یک ژنراتور متصل به شین
بینهایت برای شبیه سازی رفتار ژنراتور سنکرون در نظر گرفته شده است. برای این که آثـار تفـاوت سـاختار
شبکه در رفتار ژنراتور نیز لحاظ شده باشد در هر مرحله از شبیهسازی بصورت همگام با تغییرات پارامترهـای
ژنراتور، تغییراتی در حوزه پارامترهای شبکه نیز در نظر گرفته شده است. در هر دوره شبیه سازی از خروجـی
ژنراتور 1000 نمونهگیری با فاصله زمانیهایی برابر0,01 ثانیه بعمل آمده است. 20 نمونه از اندازهگیری های
انجام شده و پارامترهای متناظر با آن به عنـوان مجموعـه اطلاعـات آموزشـی در نظـر گرفتـه شـده اسـت.
نمونههای منتخب از میان اندازهگیریهای انجام شده با گامهای متغیر و قابل کنترل گزینش شـدهانـد، ایـن
رویکرد امکان تهیه تصویری بهتر از رفتار دینامیکی ژنراتور سنکرون در قبال یک اغتـشاش را بـا رعایـت دو
مشخصه حداقل حجم اطلاعات و حفظ حداکثر مشخصات رفتاری فراهم میآورد.
49

شکل:5-4 آلگوریتم آموزش شبکه عصبی
آموزش شبکه بر پایه الگوریتم پسانتشار و با استفاده از راهبرد مارکوئیس_لونبرگ انجام شده است. برای هر یک از انواع سهگانه اغتشاشات ذکر شده بانک اطلاعات آموزشی مستقلی در نظـر گرفتـه شـده اسـت. ایـن روش امکان مقایسه بین نتایج اخذ شده در قبال هر یک از انواع اغتشاشات را فـراهم مـیآورد. ایـن راهبـرد امکان مقایسه درجه قابلیت اطمینان نتایج حاصل از تخمین پارامترهای گوناگون در قبال اغتشاشات مختلـف را نیز فراهم میĤورد.
-2-2-4 تست شبکه عصبی تخمینگر:
تست شبکه عصبی با استفاده از اطلاعات بهره برداری که در مجموعه آموزشی لحـاظ نـشده، شـکل گرفتـه است. بدین ترتیب تصویر واقعگرایانهتری از قابلیتهای شبکه مذکور خواهیم داشت. برای تحقق این معنـی اطلاعات مربوط به 75 ژنراتور سنکرون متفاوت با نمونه های مطـرح شـده در مجموعـه آموزشـی، دادههـای حاصل از اندازهگیریهای بعمل آمده در قبال رفتار دینامیکی آنهـا و مقـادیر حقیقـی پارامترهـای دینـامیکی متناظر با آن به عنوان مجموعه دادههای تست شبکه عصبی در نظر گرفته شده است. طرح کلی روش تست و بهرهبرداری شبکه عصبی مذکور در شکل4-6 بیان شده است. هریک از مراحـل آمـوزش و تـست شـبکه عصبی تخمینگر با مشخصات ذکر شده در قبال سه اغتشاش نمونه مطرح در نظر گرفته شده است.
50

شکل:6-4 طرح کلی روش تست و بهرهبرداری از شبکه عصبی
-3-4 نتایج:
مجموعه نتایج در سه بخش سازماندهی شده است. هربخش در برگیرنده نتایج آموزش و تست شبکه عصبی بر پایه یکی از انواع سهگانه اغتشاش میباشد. این طریقه بررسی امکان مقایسه بهتر نتایج را فراهم سـاخته، شاهدی بر رؤیت پذیری پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون در ازای اغتشاشات مختلف مـیباشـد. از طرف دیگر بررسی مقایسهای نتایج درجه دقـت شـبکه عـصبی در تخمـین پارامترهـای دینـامیکی بـر پایـه اطلاعات مختلف بهرهبرداری را نیز بیان میکند. برداشتهای مقایسهای امکان تعیین بهتر قابلیتهای شبکه عصبی را بدور از آثار ناشی از الگوی آموزشی فراهم میآورد، زیرا ابعاد و مکانیزم تشکیل مجموعـه آموزشـی در تخمین همه این پارامترها مشابه بوده است.
برای بررسی رفتار هر شبکه عصبی دو معیار اصلی دامنه و توزیع فراوانی خطا در نظر گرفتـه شـده اسـت. در تحلیل بر اساس توزیع فراوانی خطا، درصد فراوانی غالب و دامنه خطای متناظر با آن بیان شدهاند. با توجه به حجم زیاد مجموعه نتایج، چند نمونه از شبکههای تخمینگر و دادههای بدست آمده از طریق آنها در مرحلـه آموزش و تست ارائه شده است. این مجموعه به سه حوزه آموزش و تست بر اساس اطلاعـات بهـرهبـرداری شکل گرفته برپایه تغییر ناگهانی تحریک، تغییر ناگهانی تـوان ورودی و اغتـشاش حـوزه شـبکه متـصل بـه ژنراتور تقسیم شده است. برای فراهم سازی امکان مقایسه بیشتر، نتایج متناظر هر پارامترکه با استفاده از هر یک از بانکهای اطلاعاتی سهگانه مذکور بدست آمده اسـت در اختیـار خواننـده محتـرم قـرار گرفتـه اسـت.
پارامترهای دینامیکی مطرح برای ژنراتورهای سنکرون _در نگاه اشتراکی بین انواع مختلف آن _کـه مـا بـه تخمین آنها همت گماشته ایم مجموعهای بدین صورت را تشکیل خواهد داد:
51
جدول( (1-4 ردیف نام پارامتر مشخصه واحد
1 راکتانس سنکرون محور d Xd pu
2 راکتانس حالت گذرا محور d Xd' Pu
3 راکتانس فوق گذرا محور d Xd" Pu
4 راکتانس سنکرون محور q Xq pu
5 راکتانس فوق گذرا محور q Xq" Pu
6 راکتانس پوتیه Xl pu
7 ثابت زمانی محور d در دوره گذرا Td' s
8 ثابت زمانی محور d در دوره فوق گذرا Td" s
9 ثابت زمانی محور q در دوره فوق گذرا Tq" s
10 ثابت اینرسی H s
52
-1-3-4 نمونههایی از نتایج شبکه عصبی تخمینگر:
پارامتر مورد تخمین: X"d
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی تحریک

شکل :7-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین xd"

شکل :8-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
53

شکل :9-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :10-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd"
54

شکل :11-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل :12-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
55
پارامتر مورد تخمین: X"d
اغتشاش مورد استفاده: وقوع اتصال کوتاه در شبکه متصل به ژنراتور

شکل :13-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xd"

شکل :14-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
56

شکل :15-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :16-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd"
57

شکل :17-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل :18-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
58
پارامتر مورد تخمین: X"d
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی توان ورودی

شکل :19-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xd"

شکل:20-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
59

شکل:21-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش

شکل :22-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xd"
60

شکل :23-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل:24-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
61
پارامتر مورد تخمین: X"q
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی تحریک

شکل :25-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین xq"

شکل :26-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
62

شکل :27-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :28-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xq"
63

شکل :29-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :30-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش
64
پارامتر مورد تخمین: X"q
اغتشاش مورد استفاده: وقوع اتصال کوتاه در شبکه متصل به ژنراتور

شکل :31-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xq"

شکل :32-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
65

شکل :33-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :34-4 نمودار خروجی شبکه عصبی تحت تست برای تخمین xq"
66

شکل :35-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل :36-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
67
پارامتر مورد تخمین: X"q
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی توان ورودی

شکل :37-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین xq"

شکل :38-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
68

شکل :39-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :40-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین xq"
69

شکل :41-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل:42-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
70
پارامتر مورد تخمین: T"d
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی تحریک

شکل :43-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند برای تخمین Td"

شکل :44-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
71

شکل :45-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :46-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td"
72

شکل :47-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :48-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش
73
پارامتر مورد تخمین: T"d
اغتشاش مورد استفاده: وقوع اتصال کوتاه در شبکه متصل به ژنراتور

شکل :49-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Td"

شکل:50-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
74

شکل:51-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش

شکل :52-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td"
75

شکل :53-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل :54-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
76
پارامتر مورد تخمین: T"d
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی توان ورودی

شکل :55-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Td"

شکل :56-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
77

شکل :57-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :58-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Td"
78

شکل :59-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل:60-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
79
پارامتر مورد تخمین: T"q
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی تحریک

شکل :61-4 نمودار خروجی شبکه عصبی درفرایند آموزش برای تخمین Tq"

شکل :62-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
80

شکل :63-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :64-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Tq"
81

شکل :65-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :66-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش
82
پارامتر مورد تخمین: T"q
اغتشاش مورد استفاده: وقوع اتصال کوتاه در شبکه متصل به ژنراتور

شکل :67-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Tq"

.
شکل:68-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
83

شکل:69-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحلهآموزش

شکل :70-4 نمودار خروجی شبکه عصبی تحت تست برای تخمین Tq"
84

شکل :71-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل :72-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
85
پارامتر مورد تخمین: T"q
اغتشاش مورد استفاده: تغییر ناگهانی توان ورودی

شکل :73-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند آموزش برای تخمین Tq"

شکل :74-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله آموزش
86

شکل :75-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله آموزش

شکل :76-4 نمودار خروجی شبکه عصبی در فرایند تست برای تخمین Tq"
87

شکل :77-4 هیستوگرام خطای شبکه عصبی در مرحله تست

شکل:78-4 نمودار خطای تخمین شبکه عصبی در مرحله تست
88
-2-3-4 بررسی تحلیلی نتایج:
در طی این پروژه، شبیه سازیهای مربوطه در جهت تخمین کلیه پارامترهای مذکور انجام شده و بـر اسـاس اغتشاش بکار گرفته شده در تهیه دادههای بهرهبرداری تقسیم بندی و مقایسه شـده اسـت. بررسـی تحلیلـی نتایج در قالب شاخصبندیهای زیر ارائه شده است:
.1 بررسی مقایسهای رفتار شبکه عصبی تخمینگر در دوره آموزش:
.A تحلیل نتایج بدست آمده بر پایه توزیع فراوانی خطا:
این بررسی بر پایه توزیع فراوانی خطای شبکه عصبی تخمینگر در مرحلـه آمـوزش، شـکل گرفتـه است. در مسیر تخمین هر یک از پارامترها نتایج سهگانه بدست آمده به ترتیب بر اساس برازندگی از دیدگاه حداقل خطا مرتب شده است. این نتایج برپایه اغتشاش متناظر با آنها نام گذاری و در جـدول
2-4 جای گرفتهاند.
.B تحلیل نتایج بدست آمده بر پایه حداکثر دامنه خطا:
نتایج سهگانه بدست آمده در تخمین هریک از پارامترها بر اساس شـاخص حـداکثر خطـا ارزیـابی و اولویت بندی شدهاند. نتایج این تحلیل به ترتیب بیان شده در گام قبل نامگذاری و در قالـب جـدول
3-4 در اختیار قرار گرفته است.
.2 بررسی مقایسهای رفتار شبکه عصبی تخمینگر در دوره تست:
.A تحلیل نتایج بدست آمده بر پایه توزیع فراوانی خطا:
این بررسی بر پایه توزیع فراوانی خطای شبکه عصبی تخمینگر در مرحله تست، شکل گرفته است.
در مسیر تخمین هر یک از پارامترها، نتایج سهگانه بدست آمده بر اساس برازندگی از دیدگاه حداقل خطا ترتیب یافته است. این نتایج برپایه اغتشاش متناظر با آنها نام گـذاری و در جـدول 2-4 جـای گرفتهاند. به علّت اهمیت خاص نتایج حاصل در این بخش، علاوه بر تحلیلهای فوق شاخص خطای متناظر با فراوانی غالب و درصد فراوانی مربوطه در بهترین حالت نیز ارزیابی و در جدول 2-4 ارائـه شده است.
.B تحلیل نتایج بدست آمده بر پایه حداکثر دامنه خطا:
89
نتایج سهگانه بدست آمده در تخمین هریک از پارامترها بر اساس شاخص حداکثر خطا ارزیابی و بـر اساس برازندگی مرتب شده است. نتایج این تحلیل به همان صورت نامگذاری و در جدول 3-4 ارائه شده است.
درباب عملکرد شبکه عصبی در تخمین :Xd
با مقایسه نتایج بدست آمده با استفاده اغتشاشات مختلف هیستوگرام خطای شبکه در مرحله آموزش بهتـرین توزیع فراوانی را در وقوع قبال اتصال کوتاه در ترمینال ژنراتور نشان میدهـد نتـایج حاصـله بـر پایـه تغییـر ناگهانی تحریک و تغییر توان ورودی در مراتب بعدی قرار میگیرند.
از نظر دامنه خطا نیز در این مرحله بهترین نتایج به ترتیب در قبال نتایج حاصله از وقوع اتصال کوتاه, تغییـر توان ورودی و تغییر ناگهانی تحریک شکل گرفته اند.
در مرحله تست بهترین توزیع فراوانی در مرحله اول مربوط به نتـایج حاصـل از تغییـر ناگهـانی تحریـک، در مرحله دوم مربوط به نتایج حاصله بر پایه وقوع اتصال کوتاه و نهایتًا از تغییر توان ورودی بدست میآید.
کمترین دامنه خطا به ترتیب متعلق به تخمین برپایه نتایج حاصل از وقوع اتصال کوتاه، تغییر تـوان ورودی و نهایتًا تغییر تحریک میباشد.
در مرحله تست محدودترین دامنه خطا مربوط به وقوع اتصال کوتاه است. نتایج حاصل از تغییر تـوان ورودی و تغییر ناگهانی تحریک در مراتب بعدی قرار دارند.
%73,3 از نتایج دارای خطای کمتر از %9,2 دامنه تغییرات Xd هستند.
درباب عملکرد شبکه عصبی در تخمین :X'd
هیستوگرام خطای شبکه در مرحله آموزش نتایجی بدین ترتیب را در بر داشته است: در مرحلـه اول بهتـرین نتایج همراستا با تغییر ناگهانی تحریک شکل گرفته است، در مرحله دوم با تغییـر تـوان ورودی و در مرحلـه سوم با استفاده از وقوع اتصال کوتاه در خروجی ژنراتور.
کمتریم دامنه خطا در مرحله آموزش مربوط به وقوع اتصال کوتاه در ترمینال ژنراتور و در مرحله دوم و سـوم
مربوط به تغییر ناگهانی تحریک و توان ورودی ژنراتور میباشد.
در مرحله تست نمودار خطای شبکه نتایج مشابهی را در قبال اغتشاشهای سهگانه بجای گذاشته است و بـه سختی میتوان بین آنها تمایز قائل شد. شاید بتوان نتایج مربوط به تغییر توان ورودی، و در گامهـای بعـدی مربوط به تغییر ناگهانی تحریک و وقوع اتصال کوتاه در خروجی ژنراتور دانست.

nan594

3-کدام گروه از برنامه های شبکه جهان بین در فرهنگ سازی و پیشگیری از وقوع جرم در استان چ و ب نقش موثرتری دارند.
4-تاثیر برنامه های شبکه جهان بین بر روی کدامیک از گروه مخاطبین بیشتر است و آیا این تاثیر در جهت فرهنگ سازی بوده یا باعث ایجاد تمایل و علاقه به بزهکاری و جرم در استان چ و ب می باشد.
5- آیا پخش اخبار مربوط به دستگیری و مجازات مجرمین در شبکه جهان بین میتواند در پیشگیری از وقوع جرم در استان موثر باشد؟
1-4- فرضیه های تحقیق:الف : فرضیه اصلی
1-عدم انطباق مضامین برخی از برنامه های شبکه جهان بین شامل فیلم ها و سریال های خارجی با وضعیت اقتصادی،اجتماعی، مخاطبین این شبکه محلی موجب بوجود آمدن ترس و اظطراب، بلوغ زودرس، می‌شود که می توان با حل این مشکل در پیشگیری از جرم موفق بود.
ب: فرضیه فرعی
2_ساخت و پخش برنامه در قالب برنامه های خانواده می تواند در فرهنگ سازی نقش موثری داشته باشد و با آموزش راههای زندگی برتر و انتقال مفاهیم دینی، مذهبی، زمینه های لازم در خصوص جلوگیری از گرایش فرزندان و اعضای خانواده به بزه و جرم را فراهم آورد.
3_در برنامه های اجتماعی شبکه جهان بین بیشترین هدف ایجاد محیط شاد و مفرح و جذاب بوده که بتواند در جذب مخاطب عام تلاش کرده و به عدم جذب مخاطب توسط رسانه های غربی جلوگیری کند.
4_سریال ها و تله فیلم ها که در شبکه جهان بین تولید میشود با رویکرد اجتماعی و بومی محلی بوده که جنبه آموزشی این سریال ها بیشتر اجتماعی بوده که توانسته تا حد زیادی به جلوگیری از وقوع جرم موفق باشد.
5_بخش های مختلف خبری با پخش اخبارمربوط به دستگیری و مجازات مجرمین می تواند نقش بسزایی در جلوگیری از وقوع جرم داشته باشد.
1-5-اهداف تحقیق:1- بررسی و تبیین عدم انطباق مضامین برخی از برنامه های شبکه جهان بین شامل فیلم ها و سریال های خارجی با وضعیت اقتصادی،اجتماعی، مخاطبین این شبکه محلی؛
2_تحلیل و ارزیابی ساخت و پخش برنامه در قالب برنامه های خانواده با آموزش راههای زندگی برتر و انتقال مفاهیم دینی، مذهبی، زمینه های لازم در خصوص جلوگیری از گرایش فرزندان و اعضای خانواده به بزه و جرم؛
3_تبیین برنامه های اجتماعی شبکه جهان بین در ایجاد محیط شاد و مفرح و جذاب برای جذب مخاطب عام و تلاش به عدم جذب مخاطب توسط رسانه های غربی؛
4_بررسی سریال ها و تله فیلم ها شبکه جهان بین با رویکرد اجتماعی و بومی محلی بوده که جنبه آموزشی این سریال ها بیشتر اجتماعی بوده که توانسته تا حد زیادی از وقوع جرم موفق باشد.
5_بررسی و تبیین بخش های مختلف خبری با پخش اخبارمربوط به دستگیری و مجازات مجرمین و تاثیر آن در جلوگیری از وقوع جرم.
1-6-پیشینه تحقیق:
امروزه با توجه به اهمیت و نقش رسانه ها در ابعاد مختلف زندگی اجتماعی و خصوصا ارتباط آنها با پدیده جرم و بزهکاری در جامعه و نظام عدالت کیفری،جرم شناسان و جامعه شناسان متعددی نظریات و اندیشه های متعددی را مطرح کرده اند .کتب متعددی نیز در این خصوص به رشته تحریر در آمده است ولی تا کنون تحقیق جامع و کاملی در خصوص موضوع این پژوهش انجام نگرفته است و تحقیقات ،پژوهش ها و کتب اغلب در خصوص نقش رسانه ها در افزایش یا کاهش جرم هستند که به چند نمونه از آنها اشاره مشود:
1-آلن پرفیت در کتاب پاسخ هایی به خشونت ترجمه دکتر مرتضی محسنی نوشته است رسانه های گروهی مهمترین وسیله انتشار خشونت و اعمال جنایتکارانه می باشند .فزونی احساس عدم امنیت مردم با ازدیاد اخبار جنایی در جراید و رادیو و تلویزیون کاملا هم آهنگ می باشد.
2-گروهی از محققین در پروژه - ریسرچخشونت در رسانه ها، تجارت جدید مجله سیاحت غرب (شماره 68) نوشته اند .در دو دهه اخیر کارشناسان و تحلیلگران اجتماعی به این نکته اشاره داشته اند که میزان خشونت و ابتذال در ترانه ها و موسیقی ها و تصاویر پخش شده از تلویزیون افزایش داشته است .
3-در پروژه - ریسرچخشونت و تلویزیون ترجمه شهرام ابراهیمی (مجله پزشکی قانونی .ش 25) مطالعات انجام شده در مورد نقش رسانه ها در روند پرخاشگری که توسط روان شناسان در ازمایشگاه ها صورت گرفته است عبارتند از مواجه کردن افراد با تصاویر خشونت آمیز ،سپس مشاهده رفتار آنها بلافاصله بعد از این مواجهه، رفتار این افراد با رفتار گروه کنترل که با تصاویر خشونت آمیز مواجه نشده اند مقایسه می شود در اکثر حالات ،افزایش حالت پرخاشگری ملاحظه می شود .
4-علی اصغر رنجبر و امان محمد امیری در پروژه - ریسرچرسانه و پیشگیری از جرم می گوید:توجه به نیازهای روحی و روانی از طریق القا باورهای دینی و ارزش های اخلاقی ،ایجاد تنوع و حفظ جنبه های شادی آفرین و امیدوار کننده ،تفسیر و تحلیل اخبار و تقویت اندیشه های مثبت در جهت پیشبرد امنیت و آسایش جامعه ،تلاش در جهت بررسی انحرافات اجتماعی و تشویق در جهت گفت و شنود افراد جامعه و باز گشودن کانالهای بازخورد از جامعه به تصمیم گیران ، همچنین تعمیق و گسترش تفکر انتقادی ،الگوسازی صحیح فرهنگی، انعکاس اخبارواقعی ،سوری از جنجال آفرینی ،عدم چهره سازیاز مجرمین با ناهنجاریهای اجتماعی از دیگر مسائلی هستند که رسانه ها با رعایت آنها میتوانند هدایتگر باشند
5-دکتر حسن روحانی در پروژه - ریسرچرسانه های گروهی و امنیت ملی می نویسد :در عصر ارتباطات و اطلاعات یکی از مهمترین ابزارهای فرهنگ ساز که در جهت توسعه به کار گرفته میشود وسایل ارتباط جمعی می باشند از این نظر استفاده مثبت از رسانه های گروهی کشورها می تواند نقش مهم و اساسی در ایجاد و استمرار امنیت داشته باشد اما همین رسانه ها به سهولت میتوانند امنیت ملی کشورها را تضعیف کنند .
6-رضا مرادی مدیران در پژوهش خود با عنوان نقش رسانه ها در بزهکاری و پیش گیری از آن (88) نوشته است :مضامین رسانه ای که عامل تحریک به ارتکاب بزهکاری بودند اعم از الگوهای تبلیغاتی انحراف آمیز،تبلیغ روحیه مصرف گرایی و مضامین غیر منطبق با وضعیت مخاطبین و خشونت زا مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت مشخص گردید هر یک از مضامین مزبور به زعم خود در ایجاد ناهمنوایی موثر می باشد از طرفی مضامین رسانه ای که نقش تسهیل کننده بودند مورد ارزیابی قرار گرفت که در این خصوص مشخص گردید مضامین حاوی عادی سازی بزهکاران و همسان سازی رفتار انحراف آمیز در ارتکاب جرم موثر می باشند و تاثیر رسانه های جمعی در بزهکاری خصوصیتهای خاص رسانه ها بودند که به عنوان وسیله و ابزار وقوع جرم و همچنین به عنوان موضوع جرم تحت عنوان جرایم رسانه ای وارد محیط جرم انگاری گردیده است .
7-داریوش جهان بین در نقش رسانه ها در کنترال و امنیت اجتماعی می نویسد :نسبت به رسانه های گروهی سه اتهام مختلف مورد توجه بوده است که به درستی اثبات نشده است .رسانه های گروهی متهم اند به
1.عدم مسئولیت اولا بدین معنی که مطالبی را به عنوان واقعیت مطرح می کنند که دلیل واقعی برای آنها وجود ندارد.ثانیا بدین معنی که اطلاعات دقیق را در خصوص چگونگی ارتکاب جرم به مردم می دهند(بدین ترتیب احتمالا موجب بروز جرایم رقابتی می شوند)
2.ساختن اخبار تصنعی که یا ناصحصح است یا بی فایده
3. ایجاد و تحمیل وحشت زدگی اخلاقی به واسطه خبر رسانی گزینشی و تمرکز قالبی بر روی مشکلات اجتماعی جالب توجه .پس رسانه ها هم می توانند نقش امنیت سازی و هم نا امن سازی فضای اجتماعی را بر خود بار نمایند
8-محمد اصغر زاده در پژوهش خود با عنوان جایگاه اخلاقی مخاطب در رسانه اینچنین عنوان کرده است که توجه به حدود و ثغور جایگاه اخلاقی مخاطب ،واجب ترین مقدمه برای هر گونه پیام رسانی و تولید گری در عرصه تولیدات رسانه ای می باشد که این امر خود معلول علل و عواملی چند است از جمله .الف:کسب اعتماد مخاطب به عنوان اساسی ترین عنصر ارتباط . ب: شناخت صحیح نیازهای مخاطب به صورتی که رسانه پاسخگوی نیازهای فطری و حقیقی مردم جامعه باشد.ج:توجه به محتوا و همبستگی آن با اندیشه ها و تفکرات جامعه بشری به نحوی که تمایلات عرفی هر جامعه به نحو مطلوبی برآورده شود.
9-محمد ابراهیم قزوینی در پژوهش کارشناسی ارشد خود با عنوان نقش رسانه های تصویری در افزایش و کاهش جرم نوشته است که وسایل ارتباط جمعی و بخصوص رسانه های تصویری تاثیراتی آشکار ،سریع و متعدد و قابل توجه بر مخاطبین خود بر جای گذاشته و در شکل گیری رفتارها و فرهنگ و سنت و عادت یک جامعه نقش پر رنگی ایفا می نماید .فقدان مدیریت سنجیده در هدایت مفاهیم و الگوهای مورد انتقال رسانه های تصویری جامعه را به سمت حرکت در مسیرهای ضد ارزشی و بزهکار مابانه سوق می دهد .در حالیکه با اندکی نگاه حساب شده به این رسانه های سرنوشت ساز می توان جامعه ای مصون از ناهنجاری و خطا بوجود آورد .
10-علیار کریمی در پروژه - ریسرچاثر پذیری کودکان از رسانه ای به نام تلویزیون می نویسد تحقیقات انجام شده نشان می دهد کودکانی که به میزان زیاد تلویزیون نگاه می کنند مهاجمتر و خشن تر از کسانی هستند که کمتر به برنامه های تلویزیون نگاه می کنند .اغلب دانشمندان تلویزیون را به عنوان یکی از عاملهای موثر در جامعه پذیری افراد میدانند.
11-دکتر محسن اسماعیلی در پروژه - ریسرچتعامل دین و رسانه از دیدگاه حقوق اشاره ای زیبا دارد به کلام امام خمینی (ره) در باب رسانه که می فرمایند رسانه باید روشنگری داشته باشد و مردم را هدایت کند.(امام خمینی 1370.ج 8 ص 18).برای مثال صدا و سیما یک دانشگاه عمومی است یعنی دانشگاهی است که در سطح کشور گسترده است و باید به اندازه ای که می شود از آن استفاده کرد.
12-دکتر فریبا شایگان در پروژه - ریسرچرسانه و آموزش جرم اینطور نوشته است که اگر رسانه ها به بیان جزییات جرم پرداخته و شیوه انجام آن را دقیقا ذکر کنند عده ای از افراد مستعد ممکن است از این شیوه ها درس گرفته و حتی پیشگیری از دستگیر شدن را هم یاد بگیرند و در واقع نقش تشویق به ارتکاب جرم رسانه پر رنگ تر می شود.
13-زهره مسکنی در بررسی تاثیر رسانه در وقوع و پیشگیری از وقوع جرم نوشته است که از راهکارهای مقابله با جرم زایی رسانه های گروهی می توان به مقابله با تحریک کنندگی و جرم خیزی احتمالی ، بازبینی محتوای برنامه ها و مطالب رسانه های حقوقی ، تصویری و نوشتاری ، اجتنایب از قهرمان سازی از مجرمان ، نا امن جلوه دادن جامعه ،جوسازی و بزرگ نمایی حوادث و بی اعتنایی به آسیب دیدگی و ریشه یابی مسائل اشاره کرد .از سوی دیگر تولید و پخش برنامه های متناسب با ذهنیت و خواست اقشار مختلف مردم ،توجه به کمیت و کیفیت برنامه های رادیو و تلویزیون ،آموزش قوانین به صورت ساده ،اطلاع رسانی صادقانه و عالمانه با توجه به ارتقای سطح آگاهی مخاطب ،انعکاس صحیح اخبار جرایم و عوامل مختلف حقوقی ،قضایی و اجتماعی منجر به جرم نیز از راهکارهای مناسب در خصوص تقویت نقش رسانه در پیشگیری از وقوع جرم به شمار می روند .
14-محمد قاسمی و سیره رویا سلطان در پروژه - ریسرچرسانه های جمعی و پیشگیری از جرم با تاکید بر روی برنامه های تلویزیونی پلیسی نوشته که بعضی از مجرمان جرایم خود را به سبک فیلم ها و سریال پلیسی پخش شده از سیما(تب سرد.خواب و بیداری .کارآگاه علوی )انجام می دهند و از آنجایی که میزان تاثیر پخش گزارشهای خبری مثل دستگیری مجرمان و سارقان خودرو و کیف قاپان و پخش گزارش های خبری در خصوص موفقیت ناجا در کشف باندهای قاچاق از قبیل مواد مخدر کالاهای قاچاق ،اعلام نتیجه پرونده های جرایم مثل قصاص، اعدام و اجرای طرح های مختلف مثل مبارزه با اراذل واوباش،انظباط اجتماعی و غیره در پیشگیری از جرایم در حد مابین متوسط و زیاد توصیف و ارزیابی نموده اند که ادامه این برنامه ها ضمن برجسته کردن جنبه های ترسانندگی مجازات ها به دلیل اعلام فرجام فعالیت های مجرمانه و ایجاد احساس بازدارندگیاز انجام جرائم در بین مجرمان باعث افزایش احساس امنیت در بین شهروندان نیز میگردد.
15-به اعتقاد لورین و تانکارد(1388) رسانه ها از طریق نمایش رفتار درست میتواننداجتماع را فقط کنند .این اقدام به چند دلیل عملی است 1.داشتن دانش و اطلاعات لازم در زمینه جرم و راههای پیشگیری از آن 2.نقش و جایگاه تاثیرگذاری در رسانه ها 3.خواهان مسئولان دستگاه نظارتی و کنترل و مقابله از طریق رسانه در امر پیشگیری.
1-7-ساختار تحقیق:این پژوهش در قالب پنج فصل به ترتیب ذیل تشکیل شده است:
در فصل نخست این پژوهش ابتدا کلیات پژوهش مورد تحلیل و تفسیر قرار داده شد تا به صورت کامل این مفاهیم و کلیات بیان گردند. در ادامه در فصل دوم به مبانی نظری این تحقیق پرداخته شده و به صورت کامل تمامی موارد و مبانی نظری این تحقیق را بیان کرده‌ایم که خوانندگان محترم برای مطالعه ی این اثر با ابهام ادبیات تحقیق و مبانی نظری مواجه نشوند. لذا طبق آیین نامه نگارش رساله در دانشگاه فصل سوم را به روش تحقیق اختصاص داده که به طور کامل روش، ابزار گردآوری و روایی و پایایی آن را بیان کرده ایم تا گفته باشیم که این پؤوهش با چه روش و ساختاری تدوین و جمع اوری گردید. و در فصل چهارم با توجه به داده های این پژوهش به تجزیه و تحلیل داده‌ها مورد نظر پرداخته شده و در نهایت در فصل پنجم به نتیجه گیری و پیشنهاد‌ها مرتبط با موضوع پرداخته شد.
1-8- واژه های کلیدی و مفاهیم:در ادامه به بررسی و تعاریف واژه های کلیدی پژوهش خواهیم پرداخت.
1-8-1-خصیصه های سیاست گذاری مقابله با جرم
هرگاه از عبارت «سیاست گذاری مقابله با جرم» سخن به میان می آوریم بایستی ویژگی ها و خصیصه‌های منحصر به فرد این رشته از علوم را در نظر داشته باشیم. این ویژگی های منحصر به فرد است که ابعاد اهمیت و تمایز سیاست جنایی را نمایان تر می سازد. هرچند خصیصه های زیادی را می توان برشمرد. ولی شاخص ترین این ویژگی ها موارد ذیل را شامل می شوند (میرمحمد صادقی، 1382،ص78):
آگاهانه بودن
انسجام و یکپارچگی داخلی
هماهنگی با سیاست های کلی اجتماع (همنوایی بیرونی)
تحول و پویایی
علمی بودن


راهبردی بودن
ناهمزمانی و نامتقارن بودن
چند مبنایی بودن
اختصاصی بودن
1-8-1-1-مفهوم سیاست جنایی
سیاست جنایی مفهومی تازه از مبارزه با جرم است. مبارزه با جرم قرن ها عبارت بود از مجازات جرم، و جامعه بیش از این مجازات، وظیفه ای برای خود نمی یافت. ولی رفته رفته بر اثر پیشرفت علم و مخصوصاً روان شناسی و جامعه شناسی، رهبران جوامع دریافتند که دولت غیر از مجازات مجرمین، وظایفی دیگر نیز به عهده دارد. و جرم نیز پدیده ای فردی نیست، عواملی فراوان نیز در ایجاد و ظهور مجرم دخالت دارد که باید با تدابیر علمی و اجتماعی سنجیده مطالعه شده، با آن عوامل مبارزه کرد و این مبارزه حتی اگر با توفیق کامل همراه نباشد باری موجب کاهش میزان جرم می شود.
1-8-1-2-معنای لغوی
«سیاست جنایی از نظر لغوی به معنای تدبیر و تدبر و چاره اندیشی برای پدیده مجرمانه که در قلمرو سیاست جنایی شامل انحراف و جرم می شود آمده است. این تدبیر و تدبر ممکن است در قالب شیوه های مختلف رسیدگی و پاسخ های گوناگونی برای رویارویی با جرم یا انحراف متصور و معمول شود». دکتر جعفری لنگرودی در تعریف سیاست جنایی چنین می نویسد :«سیاست جنایی یعنی اتخاذ اصول و تدابیر لازم در برابر جرائم و دفع آنها و یا کاستن آنها».
1-8-1-3-معنای اصطلاحی
اصطلاح سیاست جنایی دارای تعاریف مختلفی می باشد که در دو دسته کلی جای می گیرند: دسته ای شامل مفهوم مضیق سیاست جنایی می باشد و از تقدم زمانی برخوردار می باشد و دسته ای که دربرگیرنده مفهوم موسعی از سیاست جنایی می باشد.
1-8-2-انواع سیاست گذاری های مقابله با جرم1-8-2-1-سیاست دولتی (رسمی)واکنش ها و پاسخ های شاخه دولتی سیاست به کلیه پاسخ هایی اطلاق می شود که کلیت یک نظام رسمی سیاسی و قوای موجود در آن (جامعه رسمی) علیه پدیده مجرمانه (جرم و انحراف) اعمال می کنند. با عنایت به این که نظام سیاسی و رسمی کشور متشکل از قوای تقنینی، قضایی و اجرایی است ناگزیر باید پاسخ های رسمی (سیاست دولتی) را نیز در قلمرو تقنینی، قضایی و اجرایی بررسی کنیم.
1. سیاست تقنینی
هنگامی که از سیاست تقنینی صحبت به میان می آید منظور سیاست گذاری ها و تدابیر مراجع رسمی و قانونگذاری و یا انتخاب های رسمی قانونگذار در خصوص کنترل پدیده مجرمانه، جرایم مجازات ها و انحرافات و تخلفات است. که در فرض علمی بودن سیاست قانونگذار این تدابیر را تحت تأثیر دیدگاه های جرم شناختی، جامعه شناختی، فلسفی، ایدئولوژیک و غیره برای یک دوره مشخص زمانی پیش بینی می کند. در مطالعات سیاست جنایی به ویژه در شاخه تقنینی آن، محور اساسی مباحث و مطالعات «بررسی و نقد مهم ترین مرحله از سیکل چرخه جنایی یعنی مرحله ارزش گذاری تقنینی، مشتمل بر وضع تدوین مقررات قانونی در خصوص تعیین جرایم و تخلفات و پاسخ های موجود و حدود اختیارات نهادهای کیفری و اجرایی است. این سیاست جنایی در واقع بیانگر دیدگاه ها و روش های متخده قانونگذار در کنترل تخلفات» بوده و به عنوان یکی از شاخه های اصلی سیاست تلقی می گردد و موضوع آن هم مطالعه چاره اندیشی های قانونگذار در مورد جرایم و چگونگی واکنش یا پاسخ به آن است که این ارزش گذاری های تقنینی با توجه به وابستگی به ساختار نظام سیاسی هر کشوری حالت های گوناگونی به خود خواهد گرفت(حسینی، 1384: 117).
2. سیاست قضاییبدون تردید در کنار مطالعه و شناخت نقش قانونگذار در تنظیم و ترسیم خطوط اساسی جرم انگاری و تعیین پاسخ ها مطالعه نقش دستگاه قضایی و رویه قضایی در مفهوم کلی آن (یعنی عملکرد و رهیافت های مقامات و مراجع قضایی به قوانین کیفری و نحوه کاربست خطوط ترسیمی قانونگذار) نیز از اهمیت اساسی برخوردار است. بدین ترتیب مطالعه سیاست قضایی در یک کشور شامل مطالعه نحوه نظارت عملی تضمین اجرای قوانین و نیز مستلزم ملاحظه عملکرد، رویه، تصمیمات و احکام صادره نهادهای قضایی (دادگاه ها، دادسراها، نهادهای ستادی و صنفی نظام قضایی) می باشد چراکه تردیدی نیست که قوه قضائیه و ارکان آن این قابلیت را دارند که به انحای مختلف ایفاگر نقشی اساسی باشند و حتی در مواردی سوای نقش اولیه خود، با ارائه طرح ها و لوایح قضایی مناسب (بند 2 اصل 158 قانون اساسی) سیاست تقنینی را نیز حتی متأثر ساخته و تغذیه نماید.
3. سیاست اجراییبدون تردید تحلیل راهبردهای اجرایی و عملی و مطالعه تصمیمات نهادهای مختلف قوای اجرایی در قبال پدیده مجرمانه دوشادوش سیاست تقنینی و قضایی ضرورتی اساسی است. قوه مجریه گرچه به ظاهر از لحاظ کیفری ابزارمند نیست، ولی بی تردید دارای نهادهای نظارتی خاص، با ضمانت اجراهای اداری و صنفی بوده و همچنین با در اختیار داشتن امکان ارائه لوایح خاص مربوط به نظام کیفری به مراجع قانونگذاری می تواند ایفاگر نقش مهمی باشد نهادهای مرتبط به قوه مجریه که جنبه اجرایی و اداری دارند مانند وزارت دادگستری، پلیس، سازمان زندان ها، اداره گمرکات، اداره کار، سازمان بهزیستی، اداره مالیات و ... نیز همگی می توانند ایفاگر نقش ارزنده ای باشند و یا غنای این مراجع و ابزارها و تنوع و گستردگی آنها یک نظام ابزارمندی را سامان دهد(همان منبع).
در میان نهادهای اجرایی اهمیت و نقش پررنگ نهاد اجرایی همچون پلیس در اعمال سیاست اجرایی انکار ناپذیر است. به گونه ای که پلیس به عنوان یک نهاد وابسته به قوه مجریه علاوه بر نقش سنتی خویش در مورد ضابطین قضایی، امروزه در نقش متحول خویش با پیوند با جامعه، نقش پیشگیری، نقش حمایتی و هدایتی و ارشادی را برای اعضای جامعه در سرلوحه کارهای خود قرار می دهد. اقدامات پلیس حتی به قلمرو اقدامات قضا زدایی و میانجیگری رسمی و غیررسمی نیز وارد شده و حجم بسیار عظیمی از پرونده ها را پلیس در همان ابتدای شروع چرخه قضایی، قضازدایی می کند.
1-8-2-2- سیاست غیردولتی (سیاست مشارکتی)امروزه حرکت به سوی یک سیاست مشارکتی امری ایده آل و مطلوب تلقی می شود و مشخصه بارزی از یک سیاست ابزارمند و ریشه دار است و اصولاً سیاست توأم با مشارکت وسیع جامعه و ایجاد اهرم های تقویتی جامعه دیگر به غیر از قوه مقننه و قوه قضائیه به منظور اعتبار بخشیدن بیشتر به طرح جامعه است که به وسیله قوه مجریه و مقننه تهیه و تدوین می گردد. چراکه در واقعیت های کنونی جوامع تردیدی باقی نمانده است ک چراکه این جامعه است که موضوع راهبردها و ابزارهای خاص قرار می گیرد و عدم همنوایی و همسویی بدنه اصلی اجتماع همه مسائل رسمی را عقیم خواهد گذاشت و اتفاق و بی علاقگی و عدم پیوستگی مردم با نظارت سیاست رسمی و مقامات و نهادهای اعمال کننده آن را افزایش خواهد داد. زمینه ها و استعدادهای بالقوه و بالفعل مشارکت مدنی قراوان است این گونه مشارکت ها می تواند در قالب مشارکت با بخش سیاست جنایی تقنینی در قالبم مشارکت مستقیم در انتخاب قانونگذار و یا در قالب قانونگذاری مستقیم (رفراندم) و یا در قالب شوراهای محلی شهر و استان و غیره باشد. (نوروزی، 1385: 153).
1-8-2-3-جایگاه پیشگیری در سیاست های مقابله با جرمپیشگیری در واقع بخشی از وظیفه همه نهادهای دولتی است و بنابراین نمی توان این وظیفه را تنها بر دوش یک نهاد یا سازمان قرار داد. مهم ترین راه و روش مقابله با جرم اتخاذ برنامه و تدابیری اساسی و هماهنگ در رابطه با سه مسئله اساسی است: 1. تلاش در زدودن عوامل جرم زا در جامعه؛ 2. کوشش به منظور عدم تأثیر عوامل جرم زای موجود در جامعه بر افراد؛ 3. کنترل عوامل مذکور برای جلوگیری از وقوع جرایم و جدیت در کشف جرایم واقع شده. (وروایی، 1389: 236).
در یک سیاست جنایی جهت گیری شده به سمت پیشگیری از جرم، پیشبرد تدابیر جایگزین کیفرهای سالب آزادی، بازپذیری اجتماعی بزهکاران و بالاخره کمک به بزه دیدگان باید در کشورهای مختلف دنبال شود و گسترش یابد، یک چنین سیاستی، واکنش مناسب در مقابل مسائل بزه کاری که امروزه کشورهای گوناگون با آنها مواجه اند محسوب می شود و اجرای این سیاست قبل از هر چیز مستلزم الحاق و مشارکت فعال افراد و گروه های مختلف جامعه به ویژه قضات، کارکنان زندان ها و پلیس (که از نظر حرفه ای مستقیماً در آن ذی نفع اند) است(همان منبع).
در سیاست اسلام نیز پیشگیری از وقوع جرم کم و بیش مورد توجه قرار گرفته است. آموزش، تقویت انگیزه های معنوی، تأمین نیازهای طبیعی و مشروع و خلاف عوامل تحریک کننده، از یک سو و مراقبت همگانی و متقابل که با «امر به معروف و نهی از منکر» در جامعه اسلامی به عمل می آید. از سوی دیگر، عناصر و مراحل مختلف این جنبه از سیاست جنایی اسلام محسوب می شوند که «جامعه مدنی» در آن سهم عمده ای را داراست. این رابطه را می توان تحت دو عنوان آموزش، حمایت و مراقبت متقابل مورد بررسی قرار داد(والک لیت، 1384: 324).
1-8-2-4- تئوری های کلان در تدابیر پیشگیریبه دنبال افزایش نرخ بزه کاری با وجود شدت یافتن مجازات، برخی اندیشمندان سرعت، حتمیت و قطعیت اجرای کیفر را برای کارآیی بیشتر نظام کیفری در کاهش نرخ جرم پیشنهاد نمودند. با وجود آن که این امر در جای خود اثرگذار بود، اما نظام عدالت کیفری همچنان به ناتوانی خود در مهار بزه کاری ادامه می داد. از آن پس برای کیفری نمودن بزه کاری تنها به رفتار بزهکارانه وی توجه نشد، بلکه شخصیت بزه کار به عنوان کسی که فاعل جرم است مورد توجه قرار گرفت. بدین سان «جرم مداری» جای خود را به «مجرم مداری» واگذار کرد. مجرم مداری سبب گردید تا بزهکاران هر دسته با طبقه دیگر و راه مقابله با بزه کاری هر طبقه با سایر دسته ها متفاوت است(وایت، 1386: 327).
1-8-2-5-پیشگیری پلیسیپلیس به عنوان بازوان توانمند دستگاه عدالت کیفری محسوب می گردد که پیشگیری از جرم و کشف و تعقیب جرائم از جمله کارکردهای اساسی آن به شمار می آیند. نیروی انتظامی از طرف دولت، مسئولیت تأمین امنیت اشخاص، اموال و آسایش آنان را در جامعه به عهده دارد. حتمیت اجرای قانون و مجازات در وهله اول بستگی به کارکرد مثبت نیروی انتظامی دارد. لازمه موفقیت این ابزار اساس دستگاه عدالت کیفری، علاوه بر تغییرات درون سازمانی و توفیق هر چه بیشتر در دستیابی به علوم و فنون پلیسی و استفاده از تجارب خود و دیگران، بستگی به عواملی دارد که معمولاً در خارج از محدوده پلیسی، یعنی عرصه اجتماع وجود دارند.
برخلاف اقدامات پیشگیری اجتماعی که متضمن اقدامات در عمق و دراز مدت است، اقدامات پلیسی در پیشگیری، از اقدامات موقتی و محدود به یک جنبه یا یک دوره محدود است، اقدامات پلیس را در زمینه پیشگیری می توان در دو گروه مجزا بررسی کرد. گروه اول اقدامات پیشگیرانه کلاسیک است که شامل پیشگیری به وسیله سرکوبی، پیشگیری به وسیله حضور پلیس (استقرار پست های پلیس و سازمان گشتی های مراقبت) است و گروه دوم اقدامات پیشگیری نوین است (نوروزی، 1385: 138).1-8-2-6-اقدامات پیشگیری کلاسیکحضور فیزیکی گسترده نیروی انتظامی، ایجاد گشتی های متعدد و شبانه روزی و اقداماتی از این دست می تواند به عنوان یکی از عوامل بازدارنده ارتکاب جرم باشد. نیروی انتظامی معمولاً این نقش خود را با تدارک مأمورین ملبس به اونیفورم خاص در اشکال زیر عملی می نماید:
پاسگاه های ایست و بازرسی ثابت و سیار
گشت های سواره
گشت های پیاده (همان منبع).
1-8-2-7-اقدامات نوین پیشگیری پلیسی1. اقدام درباره عوامل جرم زا و عوامل تسهیل کننده ارتکاب جرم
عوامل جرم زا را به طور کلی می توان به عوامل عمومی جرم زا و عوامل اختصاصی جرم زا و یا عوامل فردی (درونی) و عوامل محیطی (اجتماعی و بیرونی) تقسیم نمود. نقش نیروی انتظامی در عوامل عمومی جز بیشتر نقش ارشادی و گزارش مشکلات و معضلات (عوامل جرم زا) به مبادی ذیربط برای حل و فصل و مرتفع نمودن آنهاست. پلیس باید تلاش نماید تا عوامل جرم زا و عوامل تسهیل کننده ارتکاب جرم را شناسایی کند و تنها در آن صورت است که قادر خواهد بود راهبرد پیشگیری از جرائم را تدوین نماید.
2. اقدامات ناظر بر اشخاص مشکوک و تکرار کنندگان جرم
اشخاص مشکوک کسانی هستند که بنا به اوضاع و احوال حاکم ارتکاب جرم از ناحیه آنان محتمل است. همچنین است درخصوص تکرار کنندگان جرم که پس از آزادی از زندان (به ویژه درخصوص مجرمین حرفه ای) پلیس همواره حرکات مشکوک آنان را تحت نظارت داشته و با استفاده از سوابق موجود در بایگانی جنایی روابط این افراد با دیگر مجرمین کنترل کرده و سعی دارد تا این گونه افراد مجدداً به ارتکاب جرم دست نزنند.
اقدامات ناظر بر اشخاص آسیب پذیر
در این مقوله واحدهای پلیس اشخاص آسیب پذیر را شناسایی نموده و از آنها حمایت می کنند. این اقدامات با توجه به پیش استعدادهای مردم بر حسب سن و جنس، حالت های روانی، وضعیت اجتماعی و وضعیت شغلی متغیرند.
4- پیشگیری از وقوع جرم از طریق تربیت عموم مردم
اندیشه اصلی این برنامه این است که اگر سطح اطلاعات عامه درباره علل تبهکاری و وسایل مبارزه با آن و همچنین وسایل علمی پیشگیری بالاتر رود، پیشگیری بهتر تأمین خواهد شد. به عبارت بهتر چنان چه عموم مردم با اختیارات پلیس آشنایی داشته باشند و حدود وظایف و اختیارات قانونی او را بشناسد و از طرفی با قوانین و مقررات حاکم بر پلیس آشناایی داشته باشند، یقیناً کمتر حاضر می‌شوند در ارتکاب مجرمانه مثل ارتشاء با پلیس هماهنگ شوند. بنابراین برنامه های نوین پیشگیری پلیسی می تواند بر تربیت عموم مردم و جامعه پلیس متمرکز گردد (نوروزی، 1385: 207).
1-8-2-8-پیشگیری غیررسمی (غیردولتی)از جایی که عدالت در شرایط کاملاً رضایت بخشی قادر به مهار بزه کاری نبوده، انجام این مأموریت در شرایط حاضر بیشتر دشوار شده است. عدم تناسب نظام کیفری با وظایف محوله امری واقعی است، چراکه بار مأموریت های این نظام بی اندازه زیاد شده و در نتیجه کارآیی آن مورد تردید واقع شده است. بنابراین وجود یک نهاد کمکی در جوار عدالت کیفری ضروری است. در جایی که قانون کیفری می تواند جای خود را به اقدام اجتماعی بدهد، اشکال نوین بزهکاری، شیوه های جدید مبارزه را می طلبد و این جایگزینی باید بدون این که برای امنیت جامعه یا آزادی ها زیان آور باشد صورت گیرد. این موضوع ایجاب می کند ضمانت های اجرایی اجتماعی که کمتر بدنام کننده اند جایگزین نظام ضمانت اجرای کیفری می شوند. بنابراین مشارکت مردم در انواع پیشگیری، بخصوص پیشگیری های غیررسمی که منشأ مردمی دارند بسیار حائز اهمیت است. این نوع پیشگیری ها عبارتند از پیشگیری اجتماعی و پیشگیری وضعی(ولد، 1388: 179).
1-8-2-9-پیشگیری اجتماعیپیشگیری اجتماعی یا اصلاحی از طریق عمل اصلاحات فردی و اجتماعی که زیربنای اصلی و اساسی رویکرد پیشگیری اجتماعی است، خواستار مهار و کنترل بزهکاری است و به عبارتی این پیشگیری درصدد و تلاش می باشد که از طریق شناخت علل ارتکاب جرم (اعم از فردی یا اجتماعی) و با برطرف نمودن آنها با انجام اصلاحات فردی و اجتماعی زمینه های وقوع جرم را از بین ببرد. و در واقع این پیشگیری با ایجاد تغییرات و اصلاحات در فرد و جامعه به دنبال جلوگیری از جرم به صورت پایدار و همیشگی است. پیشگیری مزبور درصدد آن است که اعضای جامعه را از طریق آموزش، تربیت، تشویق، تنبیه با قواعد اجتماعی آشنا و همنوا کند و به دیگر سخن این پیشگیری به دنبال کاهش یا از بین بردن علل فردی یا اجتماعی اثرگذار بر بزه کاری می باشد(همان منبع).

nan612

2-گروهی از محققین در پروژه - ریسرچخشونت در رسانه ها، تجارت جدید مجله سیاحت غرب (شماره 68) نوشته اند .در دو دهه اخیر کارشناسان و تحلیلگران اجتماعی به این نکته اشاره داشته اند که میزان خشونت و ابتذال در ترانه ها و موسیقی ها و تصاویر پخش شده از تلویزیون افزایش داشته است .
3-در پروژه - ریسرچخشونت و تلویزیون ترجمه شهرام ابراهیمی (مجله پزشکی قانونی .ش 25) مطالعات انجام شده در مورد نقش رسانه ها در روند پرخاشگری که توسط روان شناسان در ازمایشگاه ها صورت گرفته است عبارتند از مواجه کردن افراد با تصاویر خشونت آمیز ،سپس مشاهده رفتار آنها بلافاصله بعد از این مواجهه، رفتار این افراد با رفتار گروه کنترل که با تصاویر خشونت آمیز مواجه نشده اند مقایسه می شود در اکثر حالات ،افزایش حالت پرخاشگری ملاحظه می شود .
4-علی اصغر رنجبر و امان محمد امیری در پروژه - ریسرچرسانه و پیشگیری از جرم می گوید:توجه به نیازهای روحی و روانی از طریق القا باورهای دینی و ارزش های اخلاقی ،ایجاد تنوع و حفظ جنبه های شادی آفرین و امیدوار کننده ،تفسیر و تحلیل اخبار و تقویت اندیشه های مثبت در جهت پیشبرد امنیت و آسایش جامعه ،تلاش در جهت بررسی انحرافات اجتماعی و تشویق در جهت گفت و شنود افراد جامعه و باز گشودن کانالهای بازخورد از جامعه به تصمیم گیران ، همچنین تعمیق و گسترش تفکر انتقادی ،الگوسازی صحیح فرهنگی، انعکاس اخبارواقعی ،سوری از جنجال آفرینی ،عدم چهره سازیاز مجرمین با ناهنجاریهای اجتماعی از دیگر مسائلی هستند که رسانه ها با رعایت آنها میتوانند هدایتگر باشند
5-دکتر حسن روحانی در پروژه - ریسرچرسانه های گروهی و امنیت ملی می نویسد :در عصر ارتباطات و اطلاعات یکی از مهمترین ابزارهای فرهنگ ساز که در جهت توسعه به کار گرفته میشود وسایل ارتباط جمعی می باشند از این نظر استفاده مثبت از رسانه های گروهی کشورها می تواند نقش مهم و اساسی در ایجاد و استمرار امنیت داشته باشد اما همین رسانه ها به سهولت میتوانند امنیت ملی کشورها را تضعیف کنند .
6-رضا مرادی مدیران در پژوهش خود با عنوان نقش رسانه ها در بزهکاری و پیش گیری از آن (88) نوشته است :مضامین رسانه ای که عامل تحریک به ارتکاب بزهکاری بودند اعم از الگوهای تبلیغاتی انحراف آمیز،تبلیغ روحیه مصرف گرایی و مضامین غیر منطبق با وضعیت مخاطبین و خشونت زا مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت مشخص گردید هر یک از مضامین مزبور به زعم خود در ایجاد ناهمنوایی موثر می باشد از طرفی مضامین رسانه ای که نقش تسهیل کننده بودند مورد ارزیابی قرار گرفت که در این خصوص مشخص گردید مضامین حاوی عادی سازی بزهکاران و همسان سازی رفتار انحراف آمیز در ارتکاب جرم موثر می باشند و تاثیر رسانه های جمعی در بزهکاری خصوصیتهای خاص رسانه ها بودند که به عنوان وسیله و ابزار وقوع جرم و همچنین به عنوان موضوع جرم تحت عنوان جرایم رسانه ای وارد محیط جرم انگاری گردیده است .
7-داریوش جهان بین در نقش رسانه ها در کنترال و امنیت اجتماعی می نویسد :نسبت به رسانه های گروهی سه اتهام مختلف مورد توجه بوده است که به درستی اثبات نشده است .رسانه های گروهی متهم اند به
1.عدم مسئولیت اولا بدین معنی که مطالبی را به عنوان واقعیت مطرح می کنند که دلیل واقعی برای آنها وجود ندارد.ثانیا بدین معنی که اطلاعات دقیق را در خصوص چگونگی ارتکاب جرم به مردم می دهند(بدین ترتیب احتمالا موجب بروز جرایم رقابتی می شوند)
2.ساختن اخبار تصنعی که یا ناصحصح است یا بی فایده
3. ایجاد و تحمیل وحشت زدگی اخلاقی به واسطه خبر رسانی گزینشی و تمرکز قالبی بر روی مشکلات اجتماعی جالب توجه .پس رسانه ها هم می توانند نقش امنیت سازی و هم نا امن سازی فضای اجتماعی را بر خود بار نمایند
8-محمد اصغر زاده در پژوهش خود با عنوان جایگاه اخلاقی مخاطب در رسانه اینچنین عنوان کرده است که توجه به حدود و ثغور جایگاه اخلاقی مخاطب ،واجب ترین مقدمه برای هر گونه پیام رسانی و تولید گری در عرصه تولیدات رسانه ای می باشد که این امر خود معلول علل و عواملی چند است از جمله .الف:کسب اعتماد مخاطب به عنوان اساسی ترین عنصر ارتباط . ب: شناخت صحیح نیازهای مخاطب به صورتی که رسانه پاسخگوی نیازهای فطری و حقیقی مردم جامعه باشد.ج:توجه به محتوا و همبستگی آن با اندیشه ها و تفکرات جامعه بشری به نحوی که تمایلات عرفی هر جامعه به نحو مطلوبی برآورده شود.
9-محمد ابراهیم قزوینی در پژوهش کارشناسی ارشد خود با عنوان نقش رسانه های تصویری در افزایش و کاهش جرم نوشته است که وسایل ارتباط جمعی و بخصوص رسانه های تصویری تاثیراتی آشکار ،سریع و متعدد و قابل توجه بر مخاطبین خود بر جای گذاشته و در شکل گیری رفتارها و فرهنگ و سنت و عادت یک جامعه نقش پر رنگی ایفا می نماید .فقدان مدیریت سنجیده در هدایت مفاهیم و الگوهای مورد انتقال رسانه های تصویری جامعه را به سمت حرکت در مسیرهای ضد ارزشی و بزهکار مابانه سوق می دهد .در حالیکه با اندکی نگاه حساب شده به این رسانه های سرنوشت ساز می توان جامعه ای مصون از ناهنجاری و خطا بوجود آورد .
10-علیار کریمی در پروژه - ریسرچاثر پذیری کودکان از رسانه ای به نام تلویزیون می نویسد تحقیقات انجام شده نشان می دهد کودکانی که به میزان زیاد تلویزیون نگاه می کنند مهاجمتر و خشن تر از کسانی هستند که کمتر به برنامه های تلویزیون نگاه می کنند .اغلب دانشمندان تلویزیون را به عنوان یکی از عاملهای موثر در جامعه پذیری افراد میدانند.
11-دکتر محسن اسماعیلی در پروژه - ریسرچتعامل دین و رسانه از دیدگاه حقوق اشاره ای زیبا دارد به کلام امام خمینی (ره) در باب رسانه که می فرمایند رسانه باید روشنگری داشته باشد و مردم را هدایت کند.(امام خمینی 1370.ج 8 ص 18).برای مثال صدا و سیما یک دانشگاه عمومی است یعنی دانشگاهی است که در سطح کشور گسترده است و باید به اندازه ای که می شود از آن استفاده کرد.
12-دکتر فریبا شایگان در پروژه - ریسرچرسانه و آموزش جرم اینطور نوشته است که اگر رسانه ها به بیان جزییات جرم پرداخته و شیوه انجام آن را دقیقا ذکر کنند عده ای از افراد مستعد ممکن است از این شیوه ها درس گرفته و حتی پیشگیری از دستگیر شدن را هم یاد بگیرند و در واقع نقش تشویق به ارتکاب جرم رسانه پر رنگ تر می شود.
13-زهره مسکنی در بررسی تاثیر رسانه در وقوع و پیشگیری از وقوع جرم نوشته است که از راهکارهای مقابله با جرم زایی رسانه های گروهی می توان به مقابله با تحریک کنندگی و جرم خیزی احتمالی ، بازبینی محتوای برنامه ها و مطالب رسانه های حقوقی ، تصویری و نوشتاری ، اجتنایب از قهرمان سازی از مجرمان ، نا امن جلوه دادن جامعه ،جوسازی و بزرگ نمایی حوادث و بی اعتنایی به آسیب دیدگی و ریشه یابی مسائل اشاره کرد .از سوی دیگر تولید و پخش برنامه های متناسب با ذهنیت و خواست اقشار مختلف مردم ،توجه به کمیت و کیفیت برنامه های رادیو و تلویزیون ،آموزش قوانین به صورت ساده ،اطلاع رسانی صادقانه و عالمانه با توجه به ارتقای سطح آگاهی مخاطب ،انعکاس صحیح اخبار جرایم و عوامل مختلف حقوقی ،قضایی و اجتماعی منجر به جرم نیز از راهکارهای مناسب در خصوص تقویت نقش رسانه در پیشگیری از وقوع جرم به شمار می روند .
14-محمد قاسمی و سیره رویا سلطان در پروژه - ریسرچرسانه های جمعی و پیشگیری از جرم با تاکید بر روی برنامه های تلویزیونی پلیسی نوشته که بعضی از مجرمان جرایم خود را به سبک فیلم ها و سریال پلیسی پخش شده از سیما(تب سرد.خواب و بیداری .کارآگاه علوی )انجام می دهند و از آنجایی که میزان تاثیر پخش گزارشهای خبری مثل دستگیری مجرمان و سارقان خودرو و کیف قاپان و پخش گزارش های خبری در خصوص موفقیت ناجا در کشف باندهای قاچاق از قبیل مواد مخدر کالاهای قاچاق ،اعلام نتیجه پرونده های جرایم مثل قصاص، اعدام و اجرای طرح های مختلف مثل مبارزه با اراذل واوباش،انظباط اجتماعی و غیره در پیشگیری از جرایم در حد مابین متوسط و زیاد توصیف و ارزیابی نموده اند که ادامه این برنامه ها ضمن برجسته کردن جنبه های ترسانندگی مجازات ها به دلیل اعلام فرجام فعالیت های مجرمانه و ایجاد احساس بازدارندگیاز انجام جرائم در بین مجرمان باعث افزایش احساس امنیت در بین شهروندان نیز میگردد.
15-به اعتقاد لورین و تانکارد(1388) رسانه ها از طریق نمایش رفتار درست میتواننداجتماع را فقط کنند .این اقدام به چند دلیل عملی است 1.داشتن دانش و اطلاعات لازم در زمینه جرم و راههای پیشگیری از آن 2.نقش و جایگاه تاثیرگذاری در رسانه ها 3.خواهان مسئولان دستگاه نظارتی و کنترل و مقابله از طریق رسانه در امر پیشگیری.
1-7-ساختار تحقیق:این پژوهش در قالب پنج فصل به ترتیب ذیل تشکیل شده است:
در فصل نخست این پژوهش ابتدا کلیات پژوهش مورد تحلیل و تفسیر قرار داده شد تا به صورت کامل این مفاهیم و کلیات بیان گردند. در ادامه در فصل دوم به مبانی نظری این تحقیق پرداخته شده و به صورت کامل تمامی موارد و مبانی نظری این تحقیق را بیان کرده‌ایم که خوانندگان محترم برای مطالعه ی این اثر با ابهام ادبیات تحقیق و مبانی نظری مواجه نشوند. لذا طبق آیین نامه نگارش رساله در دانشگاه فصل سوم را به روش تحقیق اختصاص داده که به طور کامل روش، ابزار گردآوری و روایی و پایایی آن را بیان کرده ایم تا گفته باشیم که این پؤوهش با چه روش و ساختاری تدوین و جمع اوری گردید. و در فصل چهارم با توجه به داده های این پژوهش به تجزیه و تحلیل داده‌ها مورد نظر پرداخته شده و در نهایت در فصل پنجم به نتیجه گیری و پیشنهاد‌ها مرتبط با موضوع پرداخته شد.


1-8- واژه های کلیدی و مفاهیم:در ادامه به بررسی و تعاریف واژه های کلیدی پژوهش خواهیم پرداخت.
1-8-1-خصیصه های سیاست گذاری مقابله با جرم
هرگاه از عبارت «سیاست گذاری مقابله با جرم» سخن به میان می آوریم بایستی ویژگی ها و خصیصه‌های منحصر به فرد این رشته از علوم را در نظر داشته باشیم. این ویژگی های منحصر به فرد است که ابعاد اهمیت و تمایز سیاست جنایی را نمایان تر می سازد. هرچند خصیصه های زیادی را می توان برشمرد. ولی شاخص ترین این ویژگی ها موارد ذیل را شامل می شوند (میرمحمد صادقی، 1382،ص78):
آگاهانه بودن
انسجام و یکپارچگی داخلی
هماهنگی با سیاست های کلی اجتماع (همنوایی بیرونی)
تحول و پویایی
علمی بودن
راهبردی بودن
ناهمزمانی و نامتقارن بودن
چند مبنایی بودن
اختصاصی بودن
1-8-1-1-مفهوم سیاست جنایی
سیاست جنایی مفهومی تازه از مبارزه با جرم است. مبارزه با جرم قرن ها عبارت بود از مجازات جرم، و جامعه بیش از این مجازات، وظیفه ای برای خود نمی یافت. ولی رفته رفته بر اثر پیشرفت علم و مخصوصاً روان شناسی و جامعه شناسی، رهبران جوامع دریافتند که دولت غیر از مجازات مجرمین، وظایفی دیگر نیز به عهده دارد. و جرم نیز پدیده ای فردی نیست، عواملی فراوان نیز در ایجاد و ظهور مجرم دخالت دارد که باید با تدابیر علمی و اجتماعی سنجیده مطالعه شده، با آن عوامل مبارزه کرد و این مبارزه حتی اگر با توفیق کامل همراه نباشد باری موجب کاهش میزان جرم می شود.
1-8-1-2-معنای لغوی
«سیاست جنایی از نظر لغوی به معنای تدبیر و تدبر و چاره اندیشی برای پدیده مجرمانه که در قلمرو سیاست جنایی شامل انحراف و جرم می شود آمده است. این تدبیر و تدبر ممکن است در قالب شیوه های مختلف رسیدگی و پاسخ های گوناگونی برای رویارویی با جرم یا انحراف متصور و معمول شود». دکتر جعفری لنگرودی در تعریف سیاست جنایی چنین می نویسد :«سیاست جنایی یعنی اتخاذ اصول و تدابیر لازم در برابر جرائم و دفع آنها و یا کاستن آنها».
1-8-1-3-معنای اصطلاحی
اصطلاح سیاست جنایی دارای تعاریف مختلفی می باشد که در دو دسته کلی جای می گیرند: دسته ای شامل مفهوم مضیق سیاست جنایی می باشد و از تقدم زمانی برخوردار می باشد و دسته ای که دربرگیرنده مفهوم موسعی از سیاست جنایی می باشد.
1-8-2-انواع سیاست گذاری های مقابله با جرم1-8-2-1-سیاست دولتی (رسمی)واکنش ها و پاسخ های شاخه دولتی سیاست به کلیه پاسخ هایی اطلاق می شود که کلیت یک نظام رسمی سیاسی و قوای موجود در آن (جامعه رسمی) علیه پدیده مجرمانه (جرم و انحراف) اعمال می کنند. با عنایت به این که نظام سیاسی و رسمی کشور متشکل از قوای تقنینی، قضایی و اجرایی است ناگزیر باید پاسخ های رسمی (سیاست دولتی) را نیز در قلمرو تقنینی، قضایی و اجرایی بررسی کنیم.
1. سیاست تقنینی
هنگامی که از سیاست تقنینی صحبت به میان می آید منظور سیاست گذاری ها و تدابیر مراجع رسمی و قانونگذاری و یا انتخاب های رسمی قانونگذار در خصوص کنترل پدیده مجرمانه، جرایم مجازات ها و انحرافات و تخلفات است. که در فرض علمی بودن سیاست قانونگذار این تدابیر را تحت تأثیر دیدگاه های جرم شناختی، جامعه شناختی، فلسفی، ایدئولوژیک و غیره برای یک دوره مشخص زمانی پیش بینی می کند. در مطالعات سیاست جنایی به ویژه در شاخه تقنینی آن، محور اساسی مباحث و مطالعات «بررسی و نقد مهم ترین مرحله از سیکل چرخه جنایی یعنی مرحله ارزش گذاری تقنینی، مشتمل بر وضع تدوین مقررات قانونی در خصوص تعیین جرایم و تخلفات و پاسخ های موجود و حدود اختیارات نهادهای کیفری و اجرایی است. این سیاست جنایی در واقع بیانگر دیدگاه ها و روش های متخده قانونگذار در کنترل تخلفات» بوده و به عنوان یکی از شاخه های اصلی سیاست تلقی می گردد و موضوع آن هم مطالعه چاره اندیشی های قانونگذار در مورد جرایم و چگونگی واکنش یا پاسخ به آن است که این ارزش گذاری های تقنینی با توجه به وابستگی به ساختار نظام سیاسی هر کشوری حالت های گوناگونی به خود خواهد گرفت(حسینی، 1384: 117).
2. سیاست قضاییبدون تردید در کنار مطالعه و شناخت نقش قانونگذار در تنظیم و ترسیم خطوط اساسی جرم انگاری و تعیین پاسخ ها مطالعه نقش دستگاه قضایی و رویه قضایی در مفهوم کلی آن (یعنی عملکرد و رهیافت های مقامات و مراجع قضایی به قوانین کیفری و نحوه کاربست خطوط ترسیمی قانونگذار) نیز از اهمیت اساسی برخوردار است. بدین ترتیب مطالعه سیاست قضایی در یک کشور شامل مطالعه نحوه نظارت عملی تضمین اجرای قوانین و نیز مستلزم ملاحظه عملکرد، رویه، تصمیمات و احکام صادره نهادهای قضایی (دادگاه ها، دادسراها، نهادهای ستادی و صنفی نظام قضایی) می باشد چراکه تردیدی نیست که قوه قضائیه و ارکان آن این قابلیت را دارند که به انحای مختلف ایفاگر نقشی اساسی باشند و حتی در مواردی سوای نقش اولیه خود، با ارائه طرح ها و لوایح قضایی مناسب (بند 2 اصل 158 قانون اساسی) سیاست تقنینی را نیز حتی متأثر ساخته و تغذیه نماید.
3. سیاست اجراییبدون تردید تحلیل راهبردهای اجرایی و عملی و مطالعه تصمیمات نهادهای مختلف قوای اجرایی در قبال پدیده مجرمانه دوشادوش سیاست تقنینی و قضایی ضرورتی اساسی است. قوه مجریه گرچه به ظاهر از لحاظ کیفری ابزارمند نیست، ولی بی تردید دارای نهادهای نظارتی خاص، با ضمانت اجراهای اداری و صنفی بوده و همچنین با در اختیار داشتن امکان ارائه لوایح خاص مربوط به نظام کیفری به مراجع قانونگذاری می تواند ایفاگر نقش مهمی باشد نهادهای مرتبط به قوه مجریه که جنبه اجرایی و اداری دارند مانند وزارت دادگستری، پلیس، سازمان زندان ها، اداره گمرکات، اداره کار، سازمان بهزیستی، اداره مالیات و ... نیز همگی می توانند ایفاگر نقش ارزنده ای باشند و یا غنای این مراجع و ابزارها و تنوع و گستردگی آنها یک نظام ابزارمندی را سامان دهد(همان منبع).
در میان نهادهای اجرایی اهمیت و نقش پررنگ نهاد اجرایی همچون پلیس در اعمال سیاست اجرایی انکار ناپذیر است. به گونه ای که پلیس به عنوان یک نهاد وابسته به قوه مجریه علاوه بر نقش سنتی خویش در مورد ضابطین قضایی، امروزه در نقش متحول خویش با پیوند با جامعه، نقش پیشگیری، نقش حمایتی و هدایتی و ارشادی را برای اعضای جامعه در سرلوحه کارهای خود قرار می دهد. اقدامات پلیس حتی به قلمرو اقدامات قضا زدایی و میانجیگری رسمی و غیررسمی نیز وارد شده و حجم بسیار عظیمی از پرونده ها را پلیس در همان ابتدای شروع چرخه قضایی، قضازدایی می کند.
1-8-2-2- سیاست غیردولتی (سیاست مشارکتی)امروزه حرکت به سوی یک سیاست مشارکتی امری ایده آل و مطلوب تلقی می شود و مشخصه بارزی از یک سیاست ابزارمند و ریشه دار است و اصولاً سیاست توأم با مشارکت وسیع جامعه و ایجاد اهرم های تقویتی جامعه دیگر به غیر از قوه مقننه و قوه قضائیه به منظور اعتبار بخشیدن بیشتر به طرح جامعه است که به وسیله قوه مجریه و مقننه تهیه و تدوین می گردد. چراکه در واقعیت های کنونی جوامع تردیدی باقی نمانده است ک چراکه این جامعه است که موضوع راهبردها و ابزارهای خاص قرار می گیرد و عدم همنوایی و همسویی بدنه اصلی اجتماع همه مسائل رسمی را عقیم خواهد گذاشت و اتفاق و بی علاقگی و عدم پیوستگی مردم با نظارت سیاست رسمی و مقامات و نهادهای اعمال کننده آن را افزایش خواهد داد. زمینه ها و استعدادهای بالقوه و بالفعل مشارکت مدنی قراوان است این گونه مشارکت ها می تواند در قالب مشارکت با بخش سیاست جنایی تقنینی در قالبم مشارکت مستقیم در انتخاب قانونگذار و یا در قالب قانونگذاری مستقیم (رفراندم) و یا در قالب شوراهای محلی شهر و استان و غیره باشد. (نوروزی، 1385: 153).
1-8-2-3-جایگاه پیشگیری در سیاست های مقابله با جرمپیشگیری در واقع بخشی از وظیفه همه نهادهای دولتی است و بنابراین نمی توان این وظیفه را تنها بر دوش یک نهاد یا سازمان قرار داد. مهم ترین راه و روش مقابله با جرم اتخاذ برنامه و تدابیری اساسی و هماهنگ در رابطه با سه مسئله اساسی است: 1. تلاش در زدودن عوامل جرم زا در جامعه؛ 2. کوشش به منظور عدم تأثیر عوامل جرم زای موجود در جامعه بر افراد؛ 3. کنترل عوامل مذکور برای جلوگیری از وقوع جرایم و جدیت در کشف جرایم واقع شده. (وروایی، 1389: 236).
در یک سیاست جنایی جهت گیری شده به سمت پیشگیری از جرم، پیشبرد تدابیر جایگزین کیفرهای سالب آزادی، بازپذیری اجتماعی بزهکاران و بالاخره کمک به بزه دیدگان باید در کشورهای مختلف دنبال شود و گسترش یابد، یک چنین سیاستی، واکنش مناسب در مقابل مسائل بزه کاری که امروزه کشورهای گوناگون با آنها مواجه اند محسوب می شود و اجرای این سیاست قبل از هر چیز مستلزم الحاق و مشارکت فعال افراد و گروه های مختلف جامعه به ویژه قضات، کارکنان زندان ها و پلیس (که از نظر حرفه ای مستقیماً در آن ذی نفع اند) است(همان منبع).
در سیاست اسلام نیز پیشگیری از وقوع جرم کم و بیش مورد توجه قرار گرفته است. آموزش، تقویت انگیزه های معنوی، تأمین نیازهای طبیعی و مشروع و خلاف عوامل تحریک کننده، از یک سو و مراقبت همگانی و متقابل که با «امر به معروف و نهی از منکر» در جامعه اسلامی به عمل می آید. از سوی دیگر، عناصر و مراحل مختلف این جنبه از سیاست جنایی اسلام محسوب می شوند که «جامعه مدنی» در آن سهم عمده ای را داراست. این رابطه را می توان تحت دو عنوان آموزش، حمایت و مراقبت متقابل مورد بررسی قرار داد(والک لیت، 1384: 324).
1-8-2-4- تئوری های کلان در تدابیر پیشگیریبه دنبال افزایش نرخ بزه کاری با وجود شدت یافتن مجازات، برخی اندیشمندان سرعت، حتمیت و قطعیت اجرای کیفر را برای کارآیی بیشتر نظام کیفری در کاهش نرخ جرم پیشنهاد نمودند. با وجود آن که این امر در جای خود اثرگذار بود، اما نظام عدالت کیفری همچنان به ناتوانی خود در مهار بزه کاری ادامه می داد. از آن پس برای کیفری نمودن بزه کاری تنها به رفتار بزهکارانه وی توجه نشد، بلکه شخصیت بزه کار به عنوان کسی که فاعل جرم است مورد توجه قرار گرفت. بدین سان «جرم مداری» جای خود را به «مجرم مداری» واگذار کرد. مجرم مداری سبب گردید تا بزهکاران هر دسته با طبقه دیگر و راه مقابله با بزه کاری هر طبقه با سایر دسته ها متفاوت است(وایت، 1386: 327).
1-8-2-5-پیشگیری پلیسیپلیس به عنوان بازوان توانمند دستگاه عدالت کیفری محسوب می گردد که پیشگیری از جرم و کشف و تعقیب جرائم از جمله کارکردهای اساسی آن به شمار می آیند. نیروی انتظامی از طرف دولت، مسئولیت تأمین امنیت اشخاص، اموال و آسایش آنان را در جامعه به عهده دارد. حتمیت اجرای قانون و مجازات در وهله اول بستگی به کارکرد مثبت نیروی انتظامی دارد. لازمه موفقیت این ابزار اساس دستگاه عدالت کیفری، علاوه بر تغییرات درون سازمانی و توفیق هر چه بیشتر در دستیابی به علوم و فنون پلیسی و استفاده از تجارب خود و دیگران، بستگی به عواملی دارد که معمولاً در خارج از محدوده پلیسی، یعنی عرصه اجتماع وجود دارند.
برخلاف اقدامات پیشگیری اجتماعی که متضمن اقدامات در عمق و دراز مدت است، اقدامات پلیسی در پیشگیری، از اقدامات موقتی و محدود به یک جنبه یا یک دوره محدود است، اقدامات پلیس را در زمینه پیشگیری می توان در دو گروه مجزا بررسی کرد. گروه اول اقدامات پیشگیرانه کلاسیک است که شامل پیشگیری به وسیله سرکوبی، پیشگیری به وسیله حضور پلیس (استقرار پست های پلیس و سازمان گشتی های مراقبت) است و گروه دوم اقدامات پیشگیری نوین است (نوروزی، 1385: 138).1-8-2-6-اقدامات پیشگیری کلاسیکحضور فیزیکی گسترده نیروی انتظامی، ایجاد گشتی های متعدد و شبانه روزی و اقداماتی از این دست می تواند به عنوان یکی از عوامل بازدارنده ارتکاب جرم باشد. نیروی انتظامی معمولاً این نقش خود را با تدارک مأمورین ملبس به اونیفورم خاص در اشکال زیر عملی می نماید:
پاسگاه های ایست و بازرسی ثابت و سیار
گشت های سواره
گشت های پیاده (همان منبع).
1-8-2-7-اقدامات نوین پیشگیری پلیسی1. اقدام درباره عوامل جرم زا و عوامل تسهیل کننده ارتکاب جرم
عوامل جرم زا را به طور کلی می توان به عوامل عمومی جرم زا و عوامل اختصاصی جرم زا و یا عوامل فردی (درونی) و عوامل محیطی (اجتماعی و بیرونی) تقسیم نمود. نقش نیروی انتظامی در عوامل عمومی جز بیشتر نقش ارشادی و گزارش مشکلات و معضلات (عوامل جرم زا) به مبادی ذیربط برای حل و فصل و مرتفع نمودن آنهاست. پلیس باید تلاش نماید تا عوامل جرم زا و عوامل تسهیل کننده ارتکاب جرم را شناسایی کند و تنها در آن صورت است که قادر خواهد بود راهبرد پیشگیری از جرائم را تدوین نماید.
2. اقدامات ناظر بر اشخاص مشکوک و تکرار کنندگان جرم
اشخاص مشکوک کسانی هستند که بنا به اوضاع و احوال حاکم ارتکاب جرم از ناحیه آنان محتمل است. همچنین است درخصوص تکرار کنندگان جرم که پس از آزادی از زندان (به ویژه درخصوص مجرمین حرفه ای) پلیس همواره حرکات مشکوک آنان را تحت نظارت داشته و با استفاده از سوابق موجود در بایگانی جنایی روابط این افراد با دیگر مجرمین کنترل کرده و سعی دارد تا این گونه افراد مجدداً به ارتکاب جرم دست نزنند.
اقدامات ناظر بر اشخاص آسیب پذیر
در این مقوله واحدهای پلیس اشخاص آسیب پذیر را شناسایی نموده و از آنها حمایت می کنند. این اقدامات با توجه به پیش استعدادهای مردم بر حسب سن و جنس، حالت های روانی، وضعیت اجتماعی و وضعیت شغلی متغیرند.
4- پیشگیری از وقوع جرم از طریق تربیت عموم مردم
اندیشه اصلی این برنامه این است که اگر سطح اطلاعات عامه درباره علل تبهکاری و وسایل مبارزه با آن و همچنین وسایل علمی پیشگیری بالاتر رود، پیشگیری بهتر تأمین خواهد شد. به عبارت بهتر چنان چه عموم مردم با اختیارات پلیس آشنایی داشته باشند و حدود وظایف و اختیارات قانونی او را بشناسد و از طرفی با قوانین و مقررات حاکم بر پلیس آشناایی داشته باشند، یقیناً کمتر حاضر می‌شوند در ارتکاب مجرمانه مثل ارتشاء با پلیس هماهنگ شوند. بنابراین برنامه های نوین پیشگیری پلیسی می تواند بر تربیت عموم مردم و جامعه پلیس متمرکز گردد (نوروزی، 1385: 207).
1-8-2-8-پیشگیری غیررسمی (غیردولتی)از جایی که عدالت در شرایط کاملاً رضایت بخشی قادر به مهار بزه کاری نبوده، انجام این مأموریت در شرایط حاضر بیشتر دشوار شده است. عدم تناسب نظام کیفری با وظایف محوله امری واقعی است، چراکه بار مأموریت های این نظام بی اندازه زیاد شده و در نتیجه کارآیی آن مورد تردید واقع شده است. بنابراین وجود یک نهاد کمکی در جوار عدالت کیفری ضروری است. در جایی که قانون کیفری می تواند جای خود را به اقدام اجتماعی بدهد، اشکال نوین بزهکاری، شیوه های جدید مبارزه را می طلبد و این جایگزینی باید بدون این که برای امنیت جامعه یا آزادی ها زیان آور باشد صورت گیرد. این موضوع ایجاب می کند ضمانت های اجرایی اجتماعی که کمتر بدنام کننده اند جایگزین نظام ضمانت اجرای کیفری می شوند. بنابراین مشارکت مردم در انواع پیشگیری، بخصوص پیشگیری های غیررسمی که منشأ مردمی دارند بسیار حائز اهمیت است. این نوع پیشگیری ها عبارتند از پیشگیری اجتماعی و پیشگیری وضعی(ولد، 1388: 179).
1-8-2-9-پیشگیری اجتماعیپیشگیری اجتماعی یا اصلاحی از طریق عمل اصلاحات فردی و اجتماعی که زیربنای اصلی و اساسی رویکرد پیشگیری اجتماعی است، خواستار مهار و کنترل بزهکاری است و به عبارتی این پیشگیری درصدد و تلاش می باشد که از طریق شناخت علل ارتکاب جرم (اعم از فردی یا اجتماعی) و با برطرف نمودن آنها با انجام اصلاحات فردی و اجتماعی زمینه های وقوع جرم را از بین ببرد. و در واقع این پیشگیری با ایجاد تغییرات و اصلاحات در فرد و جامعه به دنبال جلوگیری از جرم به صورت پایدار و همیشگی است. پیشگیری مزبور درصدد آن است که اعضای جامعه را از طریق آموزش، تربیت، تشویق، تنبیه با قواعد اجتماعی آشنا و همنوا کند و به دیگر سخن این پیشگیری به دنبال کاهش یا از بین بردن علل فردی یا اجتماعی اثرگذار بر بزه کاری می باشد(همان منبع).
1-8-2-10-پیشگیری وضعی (پیشگیری موقعیت مدار)کلی گرایی و عدم حد شعور مشخص پیشگیری اجتماعی و نیز وجود این خطر که علیرغم هزینه و صرف منابع گزاف برای انجام اقدامات اجتماعی ممکن است نتیجه مورد نظر در کاهش جرم حاصل نیاید. از این رو اولین بار «عبارت پیشگیری وضعی یا موقعیت مدار» از سوی وزارت کشور انگلستان مطرح می گردد. و این رویکرد جرم شناسان را معطوف به پیشگیری وضعی می نماید و طرز تلقی جرم شناسان را معطوف به فرصت های مجرمانه و حمایت بزه دیدگان می نماید(همان منبع).
پیشگیری وضعی به صورت تدابیر کنشی در جهت مقابله و متوقف کردن فرصت های مجرمانه استوار گردیده و از این رو تعبیر دیگر این پیشگیری، «پیشگیری موقعیت مدار» است. در این پیشگیری به دنبال اثرگذاری بر «موقعیت ها» و «وضعیت های» ما قبل اعمال مجرمانه یا منحرفانه هستیم و به عبارتی در پیشگیری وضعی هدف تأثیرگذار بر وضعیت های پیش از وقوع اعمال جنایی می باشیم. بنابراین آنچه باید مورد توجه قرار گیرد اوضاع و احوال پیش و ماقبل وضعیت های مجرمانه است تا به منظور خنثی کردن اثر آنها در فرآیندی که به ارتکاب عمل منتهی می شود جلوگیری بعمل آید. در واقع چارچوب تئوریک پیشگیری وضعی از رویکردهایی ناشی می شود که بر این امر تأکید می کنند که جرم و مشارکت در عملیات مجرمانه اغلب از «وجود یک فرصت عملی و جذاب برای ارتکاب جرم» حاصل می گردد. (نوروزی، 1385، ص 122)
1-9-مراحل پیشگیریدر جرم شناسی، مراحل پیشگیری از جرایم را به سه مرحله تقسیم می نمایند(گل محمدی خامنه، 1384: 158).
1-9-1-مرحله اول پیشگیریمجموعه اقدام ها، سیاست ها و برنامه هایی است که سعی در تغییر و کنترل شرایط جرم زای محیط فیزیکی و اجتماعی دارد تا با بهبود بخشیدن به شرایط زندگی اجتماعی، از ارتکاب هر نوع جرمی توسط آحاد جامعه پیشگیری نماید. در این مرحله از پیشگیری، تلاش بر این است که افراد جامعه به سوی ارتکاب جرم گرایش پیدا نکنند. (گل محمدی خامنه، 1384: 158).
1-9-2-مرحله دوم پیشگیریدر این مرحله، تلاش های پیشگیرانه در کنترل افراد خاصی که در معرض خطر بزه کاری قرار دارند، متمرکز است به طور مثال در پیشگیری از اعتیاد، تمرکز تلاش ها بر افرادی است که به صورت تفننی یا تفریحی مبادرت به مصرف مواد مخدر می کنند؛ ولی هنوز به درجه اعتیاد کامل نرسیده اند و هدف، جلوگیری از سوء مصرف مواد مخدر است. یا در کنترل بزه کاری اطفال و نوجوانان، اقدام های پیشگیرانه متمرکز بر اطفال و نوجوانانی است که بنا به دلایلی در معرض خطر بزه کاری هستند و بیم ارتکاب جرم از جانب آنها بیشتر متصور است. (گل محمدی خامنه، 1384: 159).

—191

نام استاد یا اساتید راهنما:
تاریخ:
امضا:

تقدیم به:
با سپاس فراوان از سه وجود مقدس...
آنان که ناتوان شدند تا ما به توانایی برسیم...
موهایشان سپید شد تا ما رو سفید شویم...
و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند...
پدرانمان...
مادرانمان...
استادانمان...

تقدیـر و تشکـر :
شکر شایان نثار ایزد منان که توفیق را رفیق راهم ساخت تا این پژوهش را به پایان برسانم . از استاد فاضل و اندیشمند جناب آقای دکتر آقا بزرگی به عنوان استاد راهنما که همواره نگارنده را مورد لطف و محبت خود قرار داده اند ،کمال تشکر را دارم. این پایان نامه را ضمن تشکر و سپاس بیکران و در کمال افتخار و امتنان تقدیم می نمایم به:- محضر ارزشمند پدر و مادر عزیزم به خاطر همه ی تلاش های محبت آمیز ی که در دوران مختلف زندگی ام انجام داده اند و با مهربانی چگونه زیستن را به من آموخته اند.- به همسر مهربانم که در تمام طول تحصیل همراه و همگام من بوده است.-  به استادان فرزانه و فرهیخته ای که در راه کسب علم و معرفت مرا یاری نمودند.- به آنان که در راه کسب دانش راهنمایم بودند. - به آنان که نفس خیرشان و دعای روح پرورشان بدرقه ی راهم بود.- الها به من کمک کن تا بتوانم ادای دین کنم و به خواسته ی آنان جامه ی عمل بپوشانم. - پروردگارا حسن عاقبت، سلامت و سعادت را برای آنان مقدر نما.- خدایا توفیق خدمتی سرشار از شور و نشاط و همراه و همسو با علم و دانش و پژوهش جهت رشد و شکوفایی ایران کهنسال عنایت بفرما.

بار الهی ...
در مساله پرتلاطم و نامطمئن زندگی و در مسیر دستیابی به آرمان های الهی، چنان استوارم گردان که در مواجهه با فازهای مبهم و نادقیق آن نیز، همچنان موجه باقی بمانم و در آخرین تکرار این روزگار، بهینگی را تجربه کنم .
تا آنجا که قضایای ریاضیات درباره ی واقعیتند، حتمیت ندارد و آنجا که حتمیت دارد، درباره ی واقعیت نیستند .
"اینشتین-هندسه و تجربه"
A Chinese Proverb:
To be uncertain is to be uncomfortable, but to be certain is to be ridiculous.
چکیده
وقوع حوادث غیر مترقبه و فجایع طبیعی و اثرات ناشی از وقوع آنها جوامع کنونی را ملزم به انجام برنامه ریزی های لازم جهت امدادرسانی در وقوع چنین بحران هایی می نماید که انجام این کار با چالش هایی نظیر آسیب دیدن زیرساخت های حمل و نقل، مسدود شدن راه های ارتباطی، دشوار شدن ایجاد هماهنگی بین عوامل مختلف و ... روبروست. یکی از استراتژی‌های مهم لجستیکی جهت بهبود عملکرد و کاهش زمان تاخیر، مکان‌یابی و ایجاد مراکز توزیع امداد در نزدیکی این مناطق آسیب‌پذیر می‌باشد. لذا وجود مراکز توزیع در محل‌های مناسب از شبکه، که بتوانند تقاضای ایجاد شده در این شرایط را به صورت مناسبی پوشش دهند، درانجام موفق عملیات امداد و نجات، بسیار حائز اهمیت است و در تمام موارد ذکر شده، ضعف در انتخاب مکان مناسب احتمال اتلاف سرمایه را بالاتر خواهد برد و نهایتاً منجر به خسارات و صدمات جانی فراوانی خواهد شد. بدین منظور هدف از این تحقیق بررسی نقاط کاندید به عنوان مراکز توزیع امداد است تا اینکه محل استقرار مراکز از بین یک مجموعه مراکز توزیع کاندید انتخاب می شود.
اما از آنجایی که معمولا کمبود منابع، کالا و وسایل حمل و نقل جهت امدادرسانی بهینه وجود دارد، انجام برنامه ریزی و ارائه مدلی جهت پاسخگویی کارا و اثربخش با توجه به منابع موجود از جایگاه خاصی برخوردار است. در این میان، مساله بسیار مهم توزیع به موقع اقلام و خدمات مورد نیاز بین آسیب دیدگان و حفظ جان آنها می باشد. همچپنین در مدیریت بلایا، اغلب داده ها غیر قطعی هستند، بدین منظور این تحقیق به ارائه مدلی از برنامه ریزی امکانی استوار در شرایط بحران با حضور عدم قطعیت می پردازد و در پایان تحقیق یک مقاسیه بین روش های حل برنامه ریزی امکانی استوار با استفاده از یک مطالعه موردی با استفاده از نرم افزار 23.5 GAMS و با روش LP-metric مشخص شده است .
ما نتیجه گرفتیم که عملکرد مدل HWRPP از دیگر مدل ها بهتر می باشد و شهرهای گرگان، قزوین و ساری بهترین مکان برای مراکز توزیع امداد جهت باز شدن می باشند.
واژه‌های کلیدی :
فارسی انگلیسی
روش های حل Solution Methods
برنامه ریزی فازی fuzzy programming
برنامه ریزی امکانی استوار Robust possibilistic programming
عدم قطعیت Uncertainty
مکان یابی تسهیلات Facility location
لجستیک امداد relief logistics
بلایا Disaster
فهرست مطالب
TOC o "1-3" h z u فصل 1: بیان مسئله و کلیات تحقیق161-1- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی171-2- ضرورت و اهمیت موضوع311-3- بیان مساله و اهداف تحقیق361-4- جمع بندی38فصل 2: مروری بر ادبیات تحقیق392-1- مقدمه402-2- مقایسه زنجیره تامین تجاری و بشردوستانه402-3- مرور ادبیات مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت قطعیت432-4- مرور ادبیات مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت عدم قطعیت442-4-1- رویکردهای مواجهه با عدم قطعیت462-4-2- مرور مقالات در حالت عدم قطعیت فازی و امکانی542-4-3- مرور مقالات برنامه ریزی استوار582-4-4- رویکردهای دیگر در نظر گرفتن عدم قطعیت 612-5- تبیین شکاف های تحقیقاتی62فصل 3: توسعه مدل های برنامه ریزی امکانی استوار663-1- مقدمه673-2- مدل کلی از مسئله لجستیک امداد673-3- فرایند ارائه مدل در حالت غیر قطعی703-3-1- مدل BPCCP703-3-2- مدل RPP-I733-3-3- مدل RPP-II753-3-4- مدل RPP-III773-3-5- مدل MRPP773-3-6- مدل HWRPP783-3-7- مدل SWRPP783-4- جمع بندی79فصل 4: مطالعه موردی و تحلیل نتایج804-1- مقدمه814-2- روش حل814-3- مطالعه موردی824-4- تحلیل نتایج86فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری875-1- نتیجه گیری885-2- نوآوری های پژوهش885-3- پیشنهادها برای تحقیقات آتی88منابع90پیوست96
فهرست اشکال
TOC h z t "زیرنویس شکل" c شکل (1-1) چهار فاز چرخه ی مدیریت بحران20شکل (1-2) ساختار فضای بشردوستانه21شکل (1-3) بازیگران درگیر در زنجیره تامین بشردوستانه24شکل (1-4) تقسیم بندی اقلام امدادی25شکل (1-5) فعالت های امدادی اصلی26شکل (1-6) عملیات های زنجیره تامین امداد27شکل (3-1) طرحی کلی از یک زنجیره تامین امداد67شکل (3-2) یک عدد فازی ذوزنقه ای71
فهرست جداول
TOC h z t "بالانویس جدول" c جدول (1-1) پنج فاجعه با بیشترین تلفات انسانی در بازه بین سال های 1980 تا 201218جدول (1-2) بدترین بلایای اتفاق افتاده در ایران بر اساس تعداد تلفات33جدول (1-3) تقسیم بندی بلایا به همراه مثال34جدول (2-1) مقایسه ویژگی های دو زنجیره تامین تجاری و امداد42جدول (4-1) مقدار کالای جمع شده نوع m در نقطه تامین i83جدول (4-2) کل ظرفیت استفاده شده وسیله نقلیه از نقطه تامین به مرکز تویع امداد83جدول (4-3) کل ظرفیت استفاده شده وسیله نقلیه از مرکز تویع امداد به نقطه آسیب دیده83جدول (4-4) مقدار کالای امدادی مورد نیاز نوع m در نقطه آسیب دیده83جدول (4-5) هزینه انتقال هر واحد کالا از نقطه تامین به مرکز تویع امداد84جدول (4-6) هزینه انتقال هر واحد کالا از مرکز تویع امداد به نقطه آسیب دیده84جدول (4-7) نقاط کاندید برای احداث مراکز توزیع امداد85جدول (4-8) عملکرد مدل های ارائه شده85
فصل اول
بیان مسئله و کلیات تحقیق
1-1- تعاریف کلی از حوزه تحت بررسی
بلایا و انواع آن
نویسندگان مختلف تعاریف متفاوتی از بلا ارائه کردند . در این قسمت به برخی از این تعاریف اشاره خواهیم کرد.
اصطلاح "بلا" معمولا برای خرابی در عملیات های عادی یک جامعه که اثرات منفی قابل توجهی بر روی افراد، کارهای آنها، محیط آنها دارد و نیازهای به وجود آمده از ظرفیت پاسخ محلی تجاوز می کنند، به کار برده می شود]1[.
مرکز تحقیقات اپیدمولوژی بلایا، بلا را به عنوان یک وضعیت یا حادثه ای که از ظرفیت محلی تجاوز کرده، و نیازمند درخواست کمک در سطح ملی یا بین المللی می باشد. یک حادثه غیر قابل پیش بینی یا ناگهانی که منجر به خسارات و صدمات زیاد و درد و رنج انسان ها می شود، تعریف می کند]1[.
سازمان بهداشت جهانی هر حادثه ای که منجر به صدمه، خسارت، ویرانی، اختلال زیست محیطی، مرگ و میر انسان ها، زوال بهداشت عمومی و خدمات بهداشتی شود و نیاز به پاسخ و کمک سریع از خارج از جامعه یا منطقه ی آسیب دیده داشته باشد را به عنوان فاجعه (بلا یا مصیبت) تعریف می کند. زلزله، طوفان، گردباد، خشکسالی، سیل، نشت مواد شیمیایی، حوادث هسته ای و ... جزء بلایا دسته بندی می شوند و همگی اثرات ویرانگر زیادی از نظر صدمات مالی و جانی دارند]2[.
یک تعریف کلی برای بلایا که توسط استراتژی بین المللی برای کاهش بلایا ارائه شده است، عبارت است از: یک اختلال جدی در عملکرد جامعه، همراه با تهدید برای زندگی انسان ها، سلامتی، دارایی یا محیط زیست افراد، چه در اثر حادثه، چه طبیعی و چه فعالیت های انسانی ایجاد شود. یکی دیگر از تعاریف گسترده برای بلایا عبارت است از: یک اختلال که بر روی سیستم ها اثرات فیزیکی دارد و همه یا قسمتی از اولویت ها و اهداف را تهدید می کند. تا زمانی که سیستم، یا ملت توانایی مقابله با اثرات این حوادث را داشته باشند، این حادثه به یک بلایای بزرگ تبدیل نمی شود. فاجعه باید شرایط اعلام شده برای وضعیت های اضطراری و نیاز به کمک های بین المللی را داشته باشد]3[. فورمن و همکارانش معتقد هستند که بلایا به طور غیر منتظره رخ می دهند و به حادثه ای گفته می شود که منجر به نتایج با مقیاس بزرگ می شود و اثرات خیلی زیادی در پی دارد]4[.
اوزگون]5[ ویژگی های زیر را برای بلایا بیان می کند:
بلایا حوادثی سریع و بزرگ هستند.
بلایا چه از نظر وقوع و چه از نظر پیامدها همراه با عدم قطعیت هستند.
محیط بلایا (از نظر نوع و مقدار نیازها، منابع موجود، دسترسی به زیرساخت ها و ...) یک محیط پویا است.
بلایا حوادث غیر عادی هستند که می توانند به احتمال کم اتفاق بیافتند یا اصلا اتفاق نیافتند.
طبقه بندی های متفاوتی برای بلایا وجود دارند. انواع مختلفی از بلایا را می توان بر اساس طبیعی یا انسان ساز بودن و زمان وقوع آن که سریع یا آهسته اتفاق می افتد شناسایی کرد.
در جدول (1-1) تقسیم بندی رایج بلایا به همراه مثال آورده شده است]3[.
جدول (1-1) تقسیم بندی بلایا به همراه مثال ]3[
طبیعی انسانی
هجوم ناگهانی زلزله حمله تروریستی
طوفان کودتا
سیل نشت شیمیایی
هجوم آهسته قحطی بحران سیاسی
خشکسالی بحران پناهندگان
فقر و...
به طور عمده می توان بر اساس شرایط جغرافیایی مناطق در معرض خطر، نوع بلایای محتمل در هر منطقه را پیش بینی کرد. برای مثال، ژاپن و نیوزیلند بیشتر در معرض زلزله هستند در حالی که بهمن مربوط به مناطق کوهستانی است که همیشه پوشیده از برف هستند. از طرف دیگر می توانید در آفریقا بلایای با هجوم تدریجی (مانند قحطی) را مشاهده کنید.
مدیریت بحران را می توان در دو گروه عمده دسته بندی کرد:
ابتدا گروه مدیریتی (کیفی) که بیشتر مربوط به محافظت، جلوگیری یا کاهش اثرات بحران، سازگار شدن با بحران از طریق تغییر سیستم های مورد استفاده بشری می شود و در دسته بندی نوع دوم راهکارهای لجستیکی (کمی) که بیشتر به طراحی شبکه و انواع مدل سازی های ممکن ریاضی با توجه به محدودیت ها و اهداف موجود همچون پاسخگویی به حداقل سطح معینی از تقاضا یا کنترل هزینه ها و پیشگیری تجاوز آنها از حدود تعیین شده مربوط می شود.
مدیریت بحران و فازهای آن
مدیریت بحران یا مدیریت بلایا یا مدیریت اضطرار رشته ی اجتناب از ریسک و برخورد با ریسک است. هیچ کشور و هیچ جامعه ای از خطر و ریسک بلایا در امان نیست. بنابراین نیازمند به آمادگی، پاسخ و بازیابی در زمان وقوع بلایا می باشد. مدیریت بحران رشته ای است که شامل آماده سازی برای بلایا قبل از وقوع آن، پاسخ دهی بلافاصله بعد از وقوع و همچنین حمایت و بازسازی جامعه بعد از وقوع بلایای طبیعی یا ساخته ی بشر می باشد بدین منظور مدیریت بحران یا بلایا یا اضطرار یک فرایند پیوسته است از این رو داشتن طرح های اضطراری جامع و به طور پیوسته ارزیابی کردن و بهبود دادن طرح ها ضروری است]1[.
به اعتقاد فورمن و همکارانش]4[ مدیریت بحران بر روی کاهش آسیب پذیری انسان ها و مواد در اثر وقایع بحرانی تمرکز دارد و تلاش ها برای امداد و نجات فوری را تضمین می کند و از بازیابی موثر پشتیبانی می کند.
رویکرد های متفاوتی برای تقسیم بندی فازهای عملیات های مدیریت بلایا وجود دارد]6[. یکی از این رویکردها، فازهای عملیات های مدیریت بلایا را به چهار فاز تقسیم بندی می کند: پیشگیری، آماده سازی، پاسخ و بازیابی یا بهبود]7[. شکل (1-1) ترتیب این فازها را با شروع از بلایا نشان می دهد. اقدامات مناسب در تمام نقاط در چرخه منجر به آمادگی بیشتر، هشدارهای بیشتر، کاهش آسیب پذیری یا پیشگیری از حوادث در طول تکرار های بعدی چرخه می شود]1[. بسته به نوع و شدت بلایا مدت زمانی که هر فاز طول می کشد، متفاوت است. لازم به ذکر است که مراحل بالا به صورت یک چرخه تکرار می شوند]8[.

شکل (1-1) چهار فاز چرخه ی مدیریت بحران]1[
چرخه مدیریت جامع بحران
بدون توجه به نوع بحران، مدیریت این وقایع عموما شامل 4 مرحله ترتیبی پیشگیری، آمادگی، پاسخگویی و بازسازی می باشد. پیشگیری اساس مدیریت بحران است و انجام اقداماتی جهت کمک به کاهش و یا جلوگیری از خطرات یک بحران می باشد. این مرحله به علت متمرکز شدن بر روی اقدامات پیشگیرانه بلند مدت برای حذف یا کاهش ریسک ها متفاوت از دیگر مراحل می باشد. فعالیت های آمادگی به مهیا شدن برای پاسخگویی مواقع وقوع بحران کمک می نماید. فاز پاسخگویی دربرگیرنده فعالیت هایی برای بسیج شدن خدمات و کالاها برای ناحیه بحران زده می باشد. بازیابی پس از یک بحران می تواند ماه ها و یا حتی سال ها بطول بیانجامد. خدمات و زیرساخت ها، تسهیلات، جان مردم و معیشت هزاران فرد ممکن است تا مدت ها تحت تاثیر بحران قرار گیرد. بطور خلاصه ماموریت مدیریت بحران در فاز پیش از بحران کاهش زیان های بالقوه، در فاز هنگام بحران واکنش و اعمال کمک فوری و در فاز پس از بحران ترمیم سریع و مناسب خرابی ها می باشد.
فضای بشردوستانه
سازمان های حقوق بشر با سه اصل انسانیت، بی طرفی و انصاف (عدالت) زندگی می کنند. به عبارت دیگر، آنها به هر فردی که نیاز به کمک دارد، در هر جایی بدون تاثیر از اعتقادات متضاد با خود را کمک می کنند و هیچ گروهی از ذینفعان نهایی را بر دیگری ترجیح نمی دهند]9[. بشریت یعنی این که تمام درد و رنجی که در هر جا وجود دارد از بین برود. انصاف بیانگر کمک بدون تبعیض با اولویت نیازهای فوری است. بی طرفی بیانگر امداد بدون تعصب و وابستگی حزبی می باشد]10[. این اصول "فضا" را هم به صورت فیزیکی و هم به صورت مجازی تعریف می کنند، که توانایی انجام کارآمد وظایف در این فضا امکان پذیر باشد. می توان فرض کرد که یک ساختار مثلثی انعطاف پذیر و پویا داریم و شکل (1-2) بیانگر این ساختار است]9[.

شکل (1-2) ساختار فضای بشردوستانه]9[
از نظر فیزیکی، فضای بشردوستانه بیانگر یک منطقه ی آرام است که در آن غیر نظامیان و افراد غیر جنگی و پرسنل امدادی بدون اسلحه، آزادانه حرکت و فعالیت می کنند. رسیدن به اصول بشردوستانه در محیط های پیچیده اغلب بسیار مشکل است، خصوصا در موارد جنگ و درگیری نظامی]9[.
محیط لجستیک بشردوستانه و چالش های آن
برخلاف لجستیک بخش عمومی، کارکنان بشردوستانه معمولا با ناشناخته ها مواجه هستند: چه هنگام، کجا، چه چیزی، چه مقدار، از کجا و در چه زمانی و اینکه در کوتاه مدت بحران پارامترهای پایه ای مورد نیاز برای استقرار یک زنجیره تامین کارا در سطح بسیار بالایی از عدم قطعیت می باشند. برای مثال در بحران سونامی سال 2004 بزرگترین چالش در مقابل تیم های لجستیک بشردوستانه پیچیدگی شرایط عملیاتی جهت کار، تامین کالا به نواحی آسیب دیده بود. بحران هزاران کیلوکتر از خط ساحلی در سراسر کشورهای هند، اندونزی، مالدیو و تایلند را تخریب نمود. دسترسی عادی به این قبیل از ناحیه ها پیش از بحران و در موقعیت عادی نیز بسیار سخت بود زیرا جاده ها اغلب نامناسب بودند و بعد از بحران زیرساخت های اصلی بکلی از بین رفتند. لجستیک بشردوستانه اغلب تحت سطح بالایی از عدم قطعیت برای تقاضا و کالاهای مورد نیاز کار می کند. در محیط لجستیک بشردوستانه کارکنان بشردوستانه اغلب با ذینفعان زیادی شامل تعداد زیادی از کمک دهندگان، واسطه ها، دولت ها، ذینفعان نظامی و نهایی مواجه هستند. نبود هماهنگی در میان سازمان های بشردوستانه در بحران عادی است بطوریکه می تواند صدها سازمان بشردوستانه جهت انجام عملیات های امدادی با دستورات سیاسی متفاوت، ایدوئولوژی ها و اعتقادات مذهبی متفاوت وجود داشته باشد. بزرگترین چالش در این خصوص هم تراز کردن این سازمان ها بدون توجه به اختیارات و اعتقادتشان می باشد]11[.
زنجیره تامین تجاری
زنجیره های تامین لینک منابع تامین (تامین کنندگان) به صاحبان تقاضا (مشتریان نهایی) می باشند. یکی از قابل توجه ترین تغییرات در الگوهای مدیریت کسب و کار جدید این است که کسب و کارهای انفرادی نمی توانند به مدت طولانی به عنوان یک واحد مستقل تکی رقابت کنند و ترجیح می دهند در قالب یک زنجیره تامین باشند. مفهوم مدیریت زنجیره تامین بر اساس این مفهوم می باشد که زنجیره های تامین نسبت به واحدهای کسب و کار تکی بهتر می توانند با یکدیگر رقابت کنند. یک زنجیره تامین شامل یک سری از ذینفعان شامل تامین کنندگان، سازندگان، توزیع کنندگان، خرده فروش ها و مشتریان می باشد. ساختار زنجیره تامین برای کمپانی های مختلف و حتی در صنایع مشابه می تواند خیلی متفاوت باشد.
زنجیره تامین بشردوستانه
اگر زنجیره تامین تجاری را به عنوان شبکه ای که جریان کالاها، اطلاعات و مالی را از منبع تا مشتری های نهایی شامل می شود تعریف کینم، زنجیره تامین امداد یا بشردوستانه می تواند بصورت کاملا مشابه تعریف شود و به این صورت که شبکه ای برای مدیریت جریان کالاها، اطلاعات و مالی از منابع امدادی تا افراد بحران زده می باشد.
بر خلاف زنجیره های تامین تجاری که ذینفعان صاحبان زنجیره هستند در زنجیره های تامین بشردوستانه هیچ هدف سود محوری وجود نداشته و تکیه سنگین بر نیروهای داوطلب و کمک دهندگان است. استدلال موفقیت در یک زنجیره تامین تجاری به کمک داده های مربوط به سود آسان است اما موفقیت در زنجیره تامین بشردوستانه روشن نیست زیرا داده های گردش وجوه بطور کامل نتایج را تشریح نمی کند، با این وجود مدل های گوناگونی بر اساس حداقل کردن هزینه ( و یا بطور معادل حداکثر کردن منفعت) برای ساخت زنجیره های تامین کارا توسعه داده شده است که می تواند بصورت مستقیم یا با اصلاحاتی برای ساخت این زنجیره ها بکار برده شوند.
مشابه زنجیره های تامین تجاری ساختار زنجیره های تامین بشردوستانه نیز می تواند برای انواع بحران ها و مناطق مختلف متفاوت باشد. برخلاف اکثر زنجیره های تامین تجاری زنجیره های تامین کمک های بشردوستانه اغلب ناپایدار و بی ثبات هستند.
مدیریت زنجیره تامین بشردوستانه
هماهنگی و مدیریت زنجیره تامین بحران مساله ای چالش برانگیز است، چرا که این شبکه تامین بزرگ، پیچیده و با بازیگران متعددی (کمک دهندگان، سازمان های غیر دولتی(NGO ها)، دولت ها، بخش نظامی ، تامین کنندگان) می باشد و هماهنگی همه آنها برای همه آیتم های مورد نیازی که باید تحویل دهی شوند، بسیار سخت است. اگرچه تفاوت های فرهنگی، سیاسی، جغرافیایی و تفاوت های تاریخی در بین آنها وجود دارد ولی همکاری و تخصصی کردن وظایف بین NGOها، بخش نظامی، دولت ها، بخش عمومی در زنجیره تامین بشردوستانه به شدت مورد نیاز می باشد.
مدیریت زنجیره تامین بشردوستانه اثربخش می تواند پاسخگوی اقدامات بسیاری اغلب در یک مقیاس جهانی، با سرعت هرچه ممکن و در یک چارچوب زمانی کوتاه باشد. از این رو زنجیره های تامین بشردوستانه نیازمندند چندگانه، جهانی، پویا و موقتی باشند.
هرچند بسیاری از مفاهیم وابسته به زنجیره های تامین تجاری بطور مستقیم در زنجیره های تامین بشردوستانه قابل بکارگیری هستند. ولی مشخصات منحصربفرد امداد بشردوستانه باعث وجود چالش هایی در این خصوص شده که بایستی تحقیقات آینده توسعه روش هایی باشد که بصورت خاص این چالش ها را مطرح و حل می نماید. موضوعاتی مثل: ساختارهای زنجیره تامین، پیکره بندی شبکه های توزیع، کنترل موجودی، ارزیابی بحران، همکاری و هماهنگی، محدودیت ها و عدم قطعیت های تدارکات و اندازه گیری عملکرد در این خصوص مطرح است.
بازیگران یا طرفین درگیر شبکه های تامین کمک های بشردوستانه
بر خلاف لجستیک تجاری، لجستیک امداد بازیگران زیادی از جمله تعداد زیادی بخش خصوصی، اهداء کنندگان، دولت های میزبان و ارتش، دولت های کشورهای همسایه و NGO ها دارد. که همگی برنامه های مختلف سیاسی، ایدئولوژی ها و نگرش های مذهبی متفاوت، میزان متفاوت توجه رسانه ای و اهداکنندگان را دارند. اهداکنندگان برای ارتقاء امدادهای بشردوستانه تاثیرگذارترین بازیگران هستند]9[. تامین کنندگان انگیزه های مختلفی برای مشارکت دارند و هیچ امیدی برای تکرار خرید وجود ندارد]12[. شکل (1-3) نشان دهنده ی این بازیگران می باشد. بازیگران مختلف با اشتراک گذاری فرآیندها و کانال های توزیع با یکدیگر همکاری می کنند. این امر نیازمند یک رویکرد مدیریت زنجیره تامین برای عملکرد هماهنگ موثر، حذف دوباره کاری ها، حداکثر کردن بهره وری از نظر هزینه ها و سرعت می باشد. این امر همچنین به ایجاد یک مخزن از داده ها برای تجزیه و تحلیل یادگیری های بعد از حوادث کمک می کند]13[.

شکل (1-3) بازیگران درگیر در زنجیره تامین بشردوستانه]14[
اقلام امدادی
زمانی که یک بحران یا بلا اتفاق می افتد، بسته به مکان وقوع، نوع و شدت بلا به اقلام متفاوتی نیاز است. به دلیل حجم زیاد و تنوع این اقلام، نیاز است که تقسیم بندی هایی برای این اقلام انجام شود. ارائه ی این تقسیم بندی ها، در شناسایی و ارزیابی اقلام مورد نیاز و نیز طراحی سیستم توزیع بسیار مفید خواهد بود]6[.
در یکی از این تقسیم بندی های ارائه شده اقلام به دو گروه اصلی مصرفی و غیر مصرفی تقسیم شده اند. شکل (1-4) گروه بندی اقلام امدادی را نشان می دهد. اقلام امدادی مصرفی چندین بار به جمعیت آسیب دیده تحویل داده می شود، در حالی که اقلام امدادی غیرمصرفی تنها یک بار نیاز است که تحویل داده شوند. اقلام امدادی غیر مصرفی عملیاتی برای راه اندازی یک عملیات نیاز است، در حالی که غیر عملیاتی ها برای ارضاء نیازهای ضروری جمعیت آسیب دیده است]8[.

شکل (1-4) تقسیم بندی اقلام امدادی]8[
لجستیک امداد و انواع فعالیت های آن
لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی در بحث مدیریت بلایا می‌باشد. رویکردهای مورد استفاده شامل دو گام می‌باشند: در گام اول (فاز آمادگی)، مکان مراکز توزیع امداد، میزان موجودی کالای امدادی جهت ذخیره سازی و تامین‌کنندگان مناسب تعیین می‌شوند. در گام بعد (فاز پاسخ)، در رابطه با تامین‌کنندگان مناسب در زمان بحران، میزان حمل کالاهای امدادی از نقاط تامین به مراکز توزیع امداد و از این مراکز به نقاط آسیب‌دیده تصمیم‌گیری می‌شود.
توسعه و گسترش روز افزون لجستیک امداد بشردوستانه و افزایش پیچیدگی تعامل فرایندهای آنها لزوم کنترل ساختار یافته این فرایندها از طریق سیستم های ارزیابی عملکرد فرایندگرا قابل تحلیل و منسجم بیش از پیش آشکار ساخته است.
لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی مدیریت بلایا میباشد. اهمیت درنظر گرفتن عدم قطعیت در این مبحث، سبب ایجاد انگیزه جهت توسعه ابزارهای تصمیمگیری مناسب برای غلبه بر پارامترهای غیرقطعی و نادقیق در مساله طراحی سیستم لجستیک امداد شده است.
به طور کلی، سازمان های امدادی سه فعالیت عمده در ماموریت خود دارند، جستجو و حفظ، مراقبت های پزشکی و ارضاء نیازهای اولیه افراد آسیب دیده. همان طور که شکل (1-5) نشان می دهد، در هر یک از فرایندهای ذکر شده، لجستیک نقش حمایتی دارد]6[. آنچه که در لجستیک امدادرسانی حائز اهمیت است، ارزش زمان و رساندن کمک ها و خدمات مورد نیاز در کوتاه ترین زمان ممکن است]1[.

شکل (1-5) فعالت های امدادی اصلی]6[
منظور از لجستیک امداد تحویل اقلام صحیح به افراد در مکان های صحیح و در زمان مناسب و به میزان صحیح است]26[. لجستیک امداد نیز مانند لجستیک تجاری فعالیت هایی از قبیل برنامه ریزی، پیش بینی، تهیه و تدارکات، حمل و نقل، انبارداری، توزیع و تحویل را شامل می شود. زنجیره تامین امداد تمام دست اندرکاران را به هم متصل می سازد. این دست اندرکاران عبارتند از: اهدا کنندگان، سازمان های امدادی، ارتش، دولت ها و مردم آسیب دیده. تمام این عملیات ها، هدف مشترک کمک به افراد برای زنده ماندن را دارند]11[.
به طور کلی عملیات های اضطراری به دو فاز قبل از وقوع و بعد از وقوع بحران گروه بندی شده اند. به عملیات هایی که قبل از وقوع بلایا انجام می شود عملیات های قبل از بحران گفته می شود و نقش اساسی در برنامه ریزی استراتژیک (مکانیابی تسهیلات و پیش موقعیت موجودی) یا کاهش و پیشگیری بلایا(تخلیه) دارند. به عملیات هایی که بعد از وقوع بلایا فعال می شوند، عملیات های بعد از بحران گویند و به دنبال رفع اثرات بلایا هستند. برنامه ریزی کوتاه مدت بعد از بلایا، برای بلافاصله بعد وقوع بلایا است و شامل فعالیت هایی از قبیل توزیع امداد، تخلیه افراد، همچنین حمل و نقل و درمان مجروحین است. فعالیت هایی که بعد از این اقدامات انجام می شود عملیات های بازیابی بلایا نامیده می شوند]15[.
شکل (1-6) فعالیت های لجستیک امداد را به طور خلاصه نشان می دهد. پیکان های جهت دار در شکل (1-6) نشان دهنده ی فعالیت ها و همچنین جهت جریان ها هستند. تخلیه با جریان مردم، توزیع امداد با منابع، و حمل و نقل مجروحین با افراد زخمی سروکار دارند. پیکان های بدون جهت نشان دهنده ی جریان نیستند بلکه بیانگر روابط موجود بین یک فعالیت و نقاط متصل شده هستند. به عنوان مثال، مکانیابی تسهیلات (ذاتا یک فرایند بوده و جریان نیست) مربوط به جایابی تسهیلات با توجه به ویژگی های مختلف (اندازه ی تقاضا، مکان) محل بالقوه ی بلایا است. شکل 6-3 نشان دهنده ی روابط و جریان بین تسهیلات و بلایا یا محل های بالقوه ی بلایا است]15[.
3779520295910عملیات های بعد از بلایا
00عملیات های بعد از بلایا
center0002387600312420تسهیلات
تسهیلات
330200287020عملیات های قبل از بلایا
عملیات های قبل از بلایا

224282037274500
172085030353000336677029591100165735071755افراد آواره
00افراد آواره
-16510354965محل های بالقوه ی وقوع بلایا
00محل های بالقوه ی وقوع بلایا
2401570180340پناهگاه ها
0پناهگاه ها
350583530480افراد آواره
00افراد آواره
3872230381635محل های وقوع بلایا
00محل های وقوع بلایا

3465830596900033223206350000116459055880001637030482600033515307874000335915078740002367280356870مراکز پزشکی
0مراکز پزشکی
3545205175895توزیع امداد
00توزیع امداد

125095017780موجودی از قبل قرار گرفته
00موجودی از قبل قرار گرفته
4112260254635مکانیابی تسهیلات
00مکانیابی تسهیلات
3476625159385حمل و نقل مجروحین
00حمل و نقل مجروحین

3530600324485توزیع امداد
00توزیع امداد
107632555880مکانیابی تسهیلات
00مکانیابی تسهیلات

241427093345انبارها
00انبارها

شکل (1-6) عملیات های زنجیره تامین امداد]15[
عملیات های نشان داده شده در شکل (1-6) را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:
مکانیابی تسهیلات
مکانیابی تسهیلات (انبار، مراکز درمانی و پناهگاه)
مکانیابی با توزیع امداد و پیش موقعیت موجودی
توزیع امداد و حمل و نقل مجروحین
تخصیص منابع
جریان در شبکه
تخصیص منابع و جریان در شبکه
سایر تحقیقات
انواع منابع تامین امدادی
اولین نقش یک تامین کننده در یک زنجیره تامین، منبع یابی آیتم های مورد نیاز مشتری می باشد. چالش های خاصی در ارتباط با تامین کالاها از انواع کمک دهندگان (که منابع اعطای کمک های بلاعوض مالی، کالاها، خدمات و ... می باشند) مانند عدم قطعیت بالا در: زمان تحویل، میزان کالاها و نوع کمک دهندگان وجود دارد. به عنوان مثال کالاهای مصرفی ای که خیلی زود دریافت می شوند و نمی توان آنها را برای یک مدت طولانی ذخیره کرد و یا کالاهای غیر مصرفی که بعد از استقرار عملیات ها رسیده که زائد هستند.
کمک های نامناسب باعث ایجاد گلوگاه در زنجیره تامین و همچنین باعث ایجاد فرآیندهای ذخیره سازی و حمل و نقل غیر کارا می شوند. مکان کمک ها می تواند پیچیدگی هایی را به فرآیند تدارکات اضافه کند زیرا که دسترس پذیری کالاها بسیار وابسته به مکانشان می باشد. مکان تامین کنندگان در طول فرآیند تدارکات بایستی با توجه به فاکتورهایی چون کل هزینه، کیفیت، زمان پاسخگویی، قابلیت اطمینان و همچنین فاکتوری با قابلیت اندازه گیری پایین مثل فعال کردن اقتصاد محلی بوسیله انتخاب یک تامین کننده محلی بررسی شود. توسعه قرارداد با تامین کنندگان به علت عدم قطعیت نوع، میزان و زمان آیتم های مورد نیاز و همچنین بودجه موجود فرآیندی مشکل است. همچنین رقابت در بین منابع تامین هنگامیکه NGO های محلی یا بین اللملی دارای اهداف امدادی مشترکی بوده و هماهنگی بین آنها نباشد ایجاد می گردد.
چالش های در ارتباط با منبع یابی کمک دهندگان و فروشندگان بعد از وقع یک بحران ممکن است دسترس پذیری منابع را تحت تاثیر قرار دهد. کمبود منابع ممکن است باعث پاسخگویی اضطراری غیر موثر شود و در نتیجه افزایش زیان های انسانی را موجب شود. بنابراین توسعه استراتژی هایی جهت سرعت بخشیدن به پاسخگویی نیازها یا برخورد با غیر قابل پیش بینی بودن تقاضا اهمیت دارد. یک استراتژی که توسط چندین سازمان بشردوستانه اجرا می شود، ذخیره کردن موجودی بجای تدارکات بعد از وقوع بحران می باشد. ذخیره کردن نه فقط پاسخگویی را سریع تر می کند بلکه باعث برنامه ریزی بهتر تدارکات و بهبود هزینه های توزیع نیز می شود، هرچند یک سرمایه گذاری اضافی را قبل از وقوع بحران نیازمند است که تامین این سرمایه نیز بسیار مشکل است.
اجرای زنجیره تامین بشردوستانه
اجرا یا فرآیند تحویل در یک زنجیره تامین شامل رساندن تامین و تقاضا به هم دیگر است. تحویل می تواند چیزهای متفاوتی در هر مرحله بحران معنی شود، مثلا استقرار انبارها یا پناهگاه های موقت در مرحله قبل از بحران یا تحویل کالاهای امدادی به مردم بحران زده در مرحله پاسخگویی به بحران. عملیات های توزیع در یک چارچوب بحران بسیار چالش بر انگیز است. به علت پیچیدگی فرآیند منبع یابی و عدم قطعیت تقاضا، یک گپ بزرگ بین تامین و تقاضا بر حسب ترکیب میزان، زمان و مکان و انطباق آنها با هم می تواند ایجاد شود و عملیات توزیع یک وظیفه سخت شود. زیرساخت های حمل و نقل به شدت وابسته به مکان می باشند و ممکن است آسیب ببینند یا بکلی خراب شوند و بر اثر تغییر شرایط زیان ببینند. علاوه بر این زیرساخت های ارتباطات نیز ممکن است تخریب شوند.
به علت اینکه اکثر بحران ها یک دفعه و ناگهانی رخ می دهند مشکلات وابسته به برنامه ریزی توزیع نامناسب مانند هزینه های بالابردن سرعت، انتخاب نادرست روش ها و یا وسایل حمل و نقل، ایجاد گلوگاه در ورودی های کشور و اجرای ناتمام عملیات عادی است. بنابراین آمادگی در مراحل پیش از بحران ضروری است و استراتژی هایی مانند استفاده از مناطق عملیاتی برای موقعیت یابی و توزیع کالاهای امدادی به غلبه کردن بر مشکلات تهیه کالاهای درست برای افراد مناسب در زمان مناسب و در مکان مناسب کمک می کند.
عملیات های تحویل زنجیره های تامین بشردوستانه ممکن است اهداف متفاوتی داشته باشند. این اهداف معمولا قابل تقسیم به دو دسته می باشند. یک دسته اهداف بشر دوستانه (پاسخدهی فرآیند تحویل) مانند "حداقل کردن زمان پاسخگویی"، "ماکزیمم کردن نفع به بحران زدگان" ، "حداقل کردن تقاضاهای برآورده نشده " که در ارتباط با رفاه انسانی می باشند و دسته دیگر اهدافی است که به دنبال حداقل کردن هزینه سیستم می باشند مانند "حداقل کردن کل هزینه های عملیاتی " ، " حداقل کردن هزینه تاسیس مراکز توزیع". بدیهی است که این اهداف با یکدیگر در تناقض می باشند چرا که به عنوان مثال کمینه کردن زمان پاسخگویی مستلزم نزدیکی مراکز توزیع تعیین شده به نقاط تقاضا و استقرار تعداد زیادی از مراکز توزیع و در نتیجه مستلزم صرف هزینه های هنگفت می باشد و بالعکس چنانچه فقط اهداف هزینه ای مد نظر قرار گیرند زمان پاسخگویی به بحران افزایش خواهد یافت و کارایی سیستم پایین خواهد آمد از این رو در اکثر تحقیقات این حوزه محققان به دنبال شرایطی در بین این دو حد فوقانی می باشند. قابل توجه است عدالت در فرآیند تحویل دهی یک معیار مهم برای پاسخگویی به بحران است و پاسخگویی ها نباید بر اساس شرایط اقتصادی یا اجتماعی افراد آسیب دیده باشد و نزدیکی میزان رضایت افراد بحران زده در ناحیه های گوناگون منطقه بحران زده بایستی در استقرار زنجیره و فرآیند توزیع مد نظر قرار گیرد.
مفهوم عدم قطعیت
آشنائی و تسلط بر "علم و هنر تصمیم گیری" از جمله پیش نیازهای بسیارمهم مطالعات و تحقیقات اثر بخش است. بی تردید هدف نهائی از انجام چنین تحقیقاتی رسیدن به درکی عمیق تر و بهتر برای تطبیق اقدام ها با یکدیگر و حتی تطبیق اقدام ها با "عدم اقدام" است. اقدام هائی که نهایتا در قالب برنامه ها و طرح های مشخص و منسجم تدوین و پیاده می شوند اصولا باید بر پایه یک روش نظام مند، علمی و معتبر شناسائی، ارزیابی و انتخاب شوند. اگرچه گاهی اوقات در کنار اصطلاحات و مفاهیمی مانند تصمیم گیری و برنامه ریزی، قید هائی مانند " تحت شرایط عدم قطعیت" اضافه می شوند اما باید اذعان کرد که تصمیم گیری و برنامه ریزی در محیط های سرشار از آرامش، سکون، و قطعیت کامل، اگر نگوئیم کاملا بی معنی، مطمئنا غیر واقع بینانه است.
طبقه بندی تصمیم ها از نظر میزان اطمینان به نتایج حاصل از شقوق مختلف اخذ تصمیم، که عبارتند از:
تصمیم گیری تحت شرایط اطمینان کامل: زمانی که تصمیم گیرنده با اطمینان کامل می داند که نتیجه یا نتایج حاصل از هر شق ممکن چیست و در چه شرایطی اتفاق خواهد افتاد، از نظر تصمیم گیری در شرایط اطمینان کامل قرار دارد.
تصمیم گیری در شرایط ریسک: وقتی تصمیم گیرنده با اطمینان کامل نمی داند که نتایج حاصل از هر شق چیست ولی احتمال وقوع آنها را می داند، در تحت شرایط ریسک و یا مخاطره تصمیم می گیرد.
تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان: هنگامی که تصمیم گیرنده احتمال وقوع نتایج حاصل از شقوق ممکن را نمی داند، او در شرایط عدم اطمینان تصمیم گیری می کند.
تعریف مجموعه های فازی
واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد به صورت مبهم، گنگ و نادقیق تعریف شده است. نظریه مجموعه های فازی، شرایط عدم اطمینان، قادر است بسیاری از مفاهیم و متغیرها و سیستم هایی را که نادقیق هستند، صورتبندی ریاضی ببخشد و زمینه را برای استدلال، استنتاج، کنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم آورد.
1-2- ضرورت و اهمیت موضوع
هر ساله بلایای طبیعی و ساخت دست بشر از قبیل سیل، زلزله، طوفان، خشکسالی، جنگ و ... مردم قسمت های مختلف جهان را گرفتار می کند. این بحران های طبیعی (مانند زلزله، سیل، طوفان) به دلیل ماهیت غیرمترقبه بودنشان، خسارات سنگین و بعضاً جبران ناپذیری را به ملت ها وارد می کنند. در واقع هر ساله، بیش از 500 بلا در سیاره ما اتفاق می افتد، حدود 75 هزار نفر کشته و بیش از 200 میلیون نفر تحت تاثیر اثرات بلایا قرار می گیرند]15[. برای مثال تقریبا 1836 نفر جان خود رادر طوفان کاترینا در سال 2005 از دست دادند، همچنین حداقل 86000 در زمین لرزه کشمیر در سال 2005 کشته شدند]14،16[. همچنین، سه میلیون نفر از زلزله هائیتی در سال 2012 تحت تاثیر قرار گرفتند، دولت هائیتی گزارش کرده است که تقریبا 230000 انسان مرده، 300000 مجروح و 1000000 نفر بی خانمان شده اند. همچنین تخمین زده شده است که 250000 خوابگاه و 30000 ساختمان سقوط کرده بود و یا به شدت آسیب دیده بودند]17-19[. وقوع این حوادث طبیعی اغلب با صدمات مالی و جانی بسیار زیاد همراه است. ابعاد وسیع خسارات و تلفات ناشی از این بلایا در شهرهای گوناگون جهان سبب شده است که طی سال های اخیر امدادرسانی به مناطق آسیب دیده و کاهش اثرات بلایا مورد توجه قرار بگیرد]1[.
متاسفانه در 50 سال آینده، هم بلایای طبیعی و هم بلایای انسانی تا 5 برابر افزایش خواهد داشت، نیاز به امداد نیز افزایش می‌یابد. بنابراین تحویل کمک های بشردوستانه می‌تواند به یک صنعت جهانی قابل ملاحضه‌ای تبدیل شود. هر کشوری در جهان هم می‌تواند اهداء کننده و هم می‌تواند دریافت کننده‌ی عملیات های امدادی باشد]12[. بلایا اغلب منجر به ایجاد تقاضای بسیار زیاد می شوند که معمولا این تقاضاها از میزان منابع در دسترس بسیار بیشتر هستند]15[. به این منظور توجه به کمینه سازی کمبود در بحث امداد بشردوستانه به منظور نجات جان انسان ها حائز اهمیت می باشد. میزان تلفات انسانی، خسارات اقتصادی، اهمیت پیدا کردن راه حل مناسب را برای بالا بردن توانایی کاهش اثرات وقایع و ارائه ی پاسخ سریع و موثر با عرضه ی به موقع و سریع کالاهای امداد از قبیل غذا، آب و دارو برای مناطق آسیب دیده می باشد را مشخص می کند]20[. همچنین نبود منابع مالی کافی برای امداد رسانی بحث بهینگی هزینه های دخیل در امداد بشردوستانه را پررنگ می کند.
وقتی بلایا اتفاق می افتد و نیازها اوج می گیرند، برای ایجاد راه حل های مناسب خیلی دیر شده است. اگر چه بلایا متفاوت هستند اما فرایند پاسخ به آنها تقریبا مشابه است. ارزیابی نیازها برای تعیین اینکه چه اقلام و خدماتی مورد نیاز است انجام می شود]3[. همان طور که قبلا بیان شد، فرآیند برنامه ریزی، مدیریت، کنترل جریان این منابع آماده شده برای مردم آسیب دیده، لجستیک امداد نامیده می شود]15[. یک زنجیره تامین بشردوستانه زمانی که یک بلای جدید اتفاق بیافتد فعال می شود. تفاوت هایی که در انواع بلایای مختلف وجود دارد عبارت است از: تعداد افراد آسیب دیده، منابع محلی موجود، منابع مورد نیاز، سهولت در محل کار. پذیرش مدیریت زنجیره تامین به عنوان یک تابع محوری برای پاسخ به بلایا توسط آژانس های بشردوستانه تنها از دهه ی قبل شروع شده است]3[.
در مدیریت بلایا، اغلب داده ها غیر قطعی هستند، تصمیم گیری سریع برمبنای تنها قسمتی از اطلاعات مورد نیاز صورت می گیرد، نه تنها تکنولوژی بلکه فاکتورهای اجتماعی، فرهنگی و روانشناسی نیز نقش مهمی در تصمیم گیری ایفا می کنند]21[. بدین منظور این تحقیق به ارائه مدلی از برنامه ریزی امکانی استوار در شرایط بحران با حضور عدم قطعیت می پردازد.
آمار بلایا در جهان و ایران
در سال های اخیر تکرار حوادث غیر منتظره، این حوادث را به یکی از مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار روی توسعه ی اجتماعی تبدیل کرده است]22[. در جدول (1-2) می توانید بلایایی که بیشترین تلفات انسانی را در بازه ی بین سال های 1980 تا 2012 داشته اند را مشاهده کنید]23[. لازم به ذکر است که تمام آمارهای ذکر شده در این قسمت از سایت اینترنتی]24[ پایگاه داده ی بلایای بین المللی (مرکز تحقیقات اپیدولوژی بلایا) استخراج شده است.
جدول (1-2) پنج فاجعه با بیشترین تلفات انسانی در بازه بین سال های 1980 تا 2012 ]24[
نوع تعداد در بازه سال کشور تعداد مرگ و میر تعداد افراد آسیب دیده خسارت (میلیون دلار)
زلزله 756 2010 هاییتی 222570 3700000 8000
2004 اندونزی 165708 532898 4451.6
2008 چین 87476 45976569 85000
2005 پاکستان 73338 5128000 5200
1990 ایران 40000 710000 8000
طوفان 2516 1991 بنگلادش 138866 15438849 1780
2008 میانمار 138366 2420000 4000
1985 بنگلادش 15000 1810000 50
1998 هندوراس 14600 2112000 3793.6
1999 هند 9843 12628312 2500
سیل 3120 1999 ونزوئلا 30000 483635 3160
1980 چین 6200 67000 160
1998 چین 3656 283973000 30000
1996 چین 2775 154634000 12600
2004 هاییتی 2665 31283 از دیدگاه جهانی، هر ساله تعداد بلایای جهانی در حال افزایش است. برای مثال در سال 2005 ، 489 بلای طبیعی در 127 نقطه جهان اتفاق افتاد که در اثر این بلایا 104689 نفر کشته و 160 میلیون نفر آسیب دیدند. در همان سال 2005، ضررهای اقتصادی حدود 159 میلیارد دلار آمریکا تا 210 میلیارد دلار آمریکا برآورد شده است. به دلیل رشد جمعیت تحولات جدید در مناطق در معرض ریسک، در معرض حوادث طبیعی قرار گرفتن بشر نیز بیشتر می شود]1[.
جدول (1-3) نشان دهنده ی بلاهایی است که در بازه ی زمانی بین سال های 1900 تا 2012 در ایران اتفاق افتاده اند و بیشترین تلفات را به همراه داشته اند. همان طور که از جدول مشخص است این بلایا از نوع زلزله هستند و این به این دلیل است که ایران گسل های فعال زیادی در خود دارد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که ایران یک کشور زلزله خیز است.
جدول (1-3) بدترین بلایای اتفاق افتاده در ایران بر اساس تعداد تلفات در بازه ی بین سال های 1900 تا 2012 ]24[
نوع بلا سال تعداد تلفات
زلزله 1990 40000
زلزله 2003 26796
زلزله 1978 25000
زلزله 1962 12000
زلزله 1968 10000
زلزله 1972 5057
زلزله 1909 5000
زلزله 1929 3300
زلزله 1957 3000
زلزله 1930 2500
با بروز شرایط بحرانی و نتیجتاً کاهش توانمندی ها به دلیل آسیب‌دیدگی زیرساخت‌ها، تقاضا برای کالاها و خدمات لجستیکی افزایش می‌یابد. فرآیندهایی که در هنگام امداد رسانی پس از وقوع یک بحران به انجام می رسند، لازم است به نحوی برنامه ریزی شوند تا در کوتاه ترین زمان ممکن پاسخگوی نیاز آسیب دیدگان باشند. در این بین نحوه ی توزیع کالاها و خدمات امدادی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در سال های اخیر، بلایای طبیعی زیادی رخ داد که منجر به کشته شدن انسان های بسیاری شد و ویرانی های زیادی نیز به بار آورد .رویداد های طبیعت غیر قابل پیش بینی هستند و به دلیل تعداد زیاد تلفات، زمینه لجستیک بشردوستانه از جنبه های مهم هر عملیات امدادی را ایجاد می کند و می توان آن را نشان دهنده یکی از اهرم های اصلی برای رسیدن به پیشرفت از نظر هزینه، زمان و کیفیت دانست. بنابراین تحویل کمک های بشردوستانه می‌تواند به یک صنعت جهانی قابل ملاحضه‌ای تبدیل شود. هر کشوری در جهان هم می‌تواند اهداء کننده و هم می‌تواند دریافت کننده‌ی عملیات های امدادی باشد. برای حمایت از عملیات نجات و کمک به افراد زخمی، کالاهایی مانند آب، غذا، سر پناه و دارو باید از مراکز توزیع امداد به مناطق آسیب دیده به سرعت فرستاده شوند. کمبود عرضه می تواند واکنش های اضطراری و غیر موثر و در نتیجه درد و رنج به همراه داشته باشد، از این رو، مهم است که به توسعه استراتژی به منظور سرعت بخشیدن به واکنش عرضه و یا تامین تقاضای غیر قابل پیش بینی پرداخته شود. همواره لجستیک یکی از فاکتورهای مهم در عملیات های امداد می‌باشد و تلاش های لجستیکی حدود 80% امداد بلایا را تشکیل می‌دهند. سرعت کمک های بشردوستانه بعد از وقوع بلایا، به توانایی‌های لجستیکی برای تهیه، حمل و نقل و دریافت کالاها در محل وقوع بلایا بستگی دارد. اما عملیات های امداد بلایا به دلیل شرایط بسیار ویژه باید با عجله‌ی بیشتری انجام شود همچنین، از آنجایی که اغلب بلایای طبیعی غیر قابل پیش بینی هستند، تقاضا برای کالاها نیز در مواقع بحران غیر قابل پیش‌بینی است. بنابراین می‌توان مجموعه‌ای از ویژگی‌هایی که لجستیک امداد بشردوستانه را از لجستیک تجاری متمایز می‌کند را شناسایی کرد]3[. تحقیقات اندکی در زمینه لجستیک امدادی با رویکرد چند هدفه صورت گرفته است]15[.
سوال این است که چطور می‌توان به بلایاء در حالت خیلی موثرتر و به منظور کاهش تلفات و افزایش کارایی عملیات های امداد و نجات، پاسخ داد. در موارد بحران ها، سازمان ها با مشکلات عمده‌ای از قبیل حمل و نقل در حجم زیاد انواع مختلف کالاها از قبیل غذا، لباس، دارو، تجهیزات پزشکی، ماشین آلات، پرسنل، از نقاط مختلف مبداء به مقاصد مختلف در منطقه‌ی آسیب دیده مواجه هستند. حمل کالاها و پرسنل امداد و مصدومان باید به طور سریع و کارآمد انجام شود تا نرخ بقای جمعیت آسیب دیده را حداکثر کرده در حالی که هزینه های عملیات ها باید حداقل شوند. یکی از استراتژی ها برای بهبود سرعت پاسخ دهی ایجاد انبارها و قرار دادن موجودی در این انبارها است، که این موجودی ها نیاز به وجود آمده در اثر بلایاء را پاسخ می‌دهند.
طبق قانون اعداد بزرگ امید ریاضی زمانی می‌تواند قابل استناد باشد که تصمیمات یکسان تحت شرایط مشابه به طور مکررا انجام گرفته شوند. از این رو تابع هدف حداقل کردن امید ریاضی مجموع هزینه‌ها خواهد بود و جوابی که بدست خواهد آمد در اجرای بلند مدت مناسب خواهد بود. بنابراین برای مسائل تصمیم گیری غیر تکراری تحت عدم قطعیت یک رویکرد ریسک گریز که اثرات تغییر پذیری خروجی های تصادفی را نیز در نظر می‌گیرد از قبیل هزینه‌ی کل تصادفی، جواب پایدارتری در مقایسه با رویکرد بی طرف نسبت ریسک ارائه می‌کند. تصمیماتی از قبیل برنامه ریزی مکانیابی و مدیریت فاز پاسخ فاجعه نمونه‌هایی از تصمیمات غیر تکراری هستند]25[. محیط بلایا همراه با عدم قطعیت فراوان است. با وجود اینکه اگر بلایا اتفاق بیافتند اثرات مخرب زیادی بر جامعه دارند ولی احتمال وقوع بلایا نیز اندک است. یکی از راه‌های مقابله با عدم قطعیت استفاده از بهینه سازی امکانی استوار است]8[.
همچنین کاربردهائی زیر را می توان برای این تحقیق عنوان کرد:
در زمینه‌ی کاربردهای عملی، بلایا در حال افزایش هستند و ایران نیز به دلیل شرایط آب و هوایی و قرار گرفتن رو گسل ها، در معرض وقوع بلایا مخصوصا زلزله و سیل می‌باشد. پاسخ موثر به بلایایی از قبیل زلزله، سونامی، بهمن، طوفان، فوران آتش فشان ها، آتش سوزی، حملات تروریستی و ...، از اهمیت حیاتی برای زندگی و رفاه انسان ها برخوردار است به همین دلیل سزاوار تلاش های فراوان است. طراحان فاز پاسخ باید ابزارها و مدل های تصمیم گیری قوی و عمومی داشته باشند تا توانایی پاسخ و امداد رسانی خود را افزایش دهند و برای پاسخ موثر و به موقع آماده باشند.
در زمینه‌ی کاربردهای نظری، با وجود اینکه لجستیک بشردوستانه نکات زیادی از قبیل ابزارها و تکنیک های استاندارد طراحی ( برای مثال کنترل موجودی و انبار داری) را از لجستیک تجاری یاد گرفته است، لجستیک تجاری نیز مطمئنا از لجستیک بشردوستانه چابکی و سازگاری در پاسخ به تغییرات سریع یاد گرفته است. همچنین زنجیره‌های تامین بشردوستانه همراه با عدم قطعیت و ریسک بیشتری هستند. بنابراین لجستیک تجاری می‌تواند دو نکته دیگر را نیز از لجستیک بشر دوستانه یاد بگیرد، اولی نحوه‌ی مقابله با عدم قطعیت و دومی تغییرات در طرح های تامین در آخرین لحظات]9[. و از تئوری‌های مربوط به این نکات در می‌توان در زنجیره‌ی تامین تجاری استفاده کرد.
1-3- بیان مساله و اهداف تحقیق
مهم ترین چالش پس از وقوع یک رویداد بزرگ مانند زلزله، تعیین مکان مراکز توزیع امداد و همچنین ارسال کالاهای ضروری به مناطق آسیب دیده به منظور تامین نیازهای اولیه آسیب دیدگان است. لجستیک امداد بلایا یکی از فعالیت‌های اصلی در بحث مدیریت بحران می‌باشد. آنچه که در لجستیک امدادرسانی حائز اهمیت است، ارزش زمان و رساندن کالاهای ضروری و خدمات مورد نیاز در کوتاه‌ترین زمان ممکن به آسیب دیدگان است. یکی از استراتژی‌های مهم لجستیکی جهت بهبود عملکرد و کاهش زمان تاخیر، مکان‌یابی و ایجاد مراکز توزیع امداد در نزدیکی این مناطق آسیب‌پذیر می‌باشد. لذا وجود مراکز توزیع در محل‌های مناسب از شبکه، که بتوانند تقاضای ایجاد شده در این شرایط را به صورت مناسبی پوشش دهند، درانجام موفق عملیات امداد و نجات، بسیار حائز اهمیت است و در تمام موارد ذکر شده، ضعف در انتخاب مکان مناسب احتمال اتلاف سرمایه را بالاتر خواهد برد و نهایتاً منجر به خسارات و صدمات جانی فراوانی خواهد شد. اهدافی که در بحث مکان‌یابی مراکز توزیع امداد دنبال می‌شوند در پی نزدیکی هر چه بیشتر محل استقرار مراکز توزیع امداد به نقاط آسیب‌دیده و کمتر کردن مسافت (تابع هدف کمینه‌سازی)، خدمت‌دهی هر چه سریعتر و بیشتر کردن سطح خدمت‌دهی و تلاش در متعادل ساختن مسافت بین مراکز توزیع و نقاط تقاضا (افراد آسیب‌دیده) هستند.
همچپنین با توجه به غیرقابل پیش بینی بودن وقوع بحران ها و تقاضای مناطق آسیب دیده در نظر گرفتن عدم قطعیت برای رسیدن به امدادرسانی بهینه کلیدی می باشد، همانطور که می دانیم عدم قطعیت را از طریق مدل برنامه ریزی فازی و برنامه ریزی امکانی نیز می توان در نظر گرفت و تلاش کرد تا عدم قطعیت و مقادیر غیر قطعی پارامترها را برحسب مجموعه های فازی ارائه داد. زاده نظریه مجموعه های فازی را به عنوان پایه نظریه امکان به کار برد و نظریه امکان در مواردی که دسترسی به اطلاعات وسیع میسر نباشد، می تواند بسیار راهگشا باشد.
توجه به کمینه سازی کمبود در بحث امداد بشردوستانه به منظور نجات جان انسان ها حائز اهمیت می باشد. میزان تلفات انسانی، خسارات اقتصادی، اهمیت پیدا کردن راه حل مناسب را برای بالا بردن توانایی کاهش اثرات وقایع و ارائه ی پاسخ سریع و موثر با عرضه ی به موقع و سریع کالاهای امداد از قبیل غذا، آب و دارو برای مناطق آسیب دیده می باشد را مشخص می کند. همچنین نبود بودجه و منابع مالی کافی برای امداد رسانی بحث بهینگی هزینه های دخیل در امداد بشردوستانه را پررنگ می کند.
سیستم توزیع امداد در این تحقیق شامل سه بخش اصلی می باشد که عبارتند از: تامین کنندگان، مراکز توزیع امداد و نقاط آسیب دیده. تامین کنندگان کالاهای امدادی نقش اساسی را در زنجیره امدادرسانی بازی می کنند و اجناس امدادی مورد نیاز را برای افرادی که در نقاط آسیب دیده قرار دارند، تامین می کنند.
همان طور که در بالا بیان شد، هدف بررسی نقاط کاندید به عنوان مراکز توزیع امداد است تا اینکه یک سیستم توزیع بهینه پیاده سازی شود. محل استقرار مراکز از بین یک مجموعه مراکز توزیع کاندید انتخاب می شود.
در واقع هدف های این تحقیق که در ادامه به تفضیل توضیح داده می شود عبارتند از:


ارائه‌ی انواع مدل های برنامه ریزی امکانی استوار برای مکانیابی مراکز امداد
تعیین مکان مناسب برای احداث مراکز توزیع امداد
تعیین مقدار کالای منتقل شده از نقطه تامین به مرکز توزیع امداد
تعیین مقدار کالای منتقل شده از مرکز توزیع امداد به ناحیه آسیب دیده
حل مدل های ارائه شده با استفاده از نرم افزار 23.5 GAMS برای تعیین بهترین مدل
1-4- جمع بندی
در فصل اول ابتدا تعاریف اولیه برای آشنایی بیشتر با عبارات و ارائه این تحقیق آورده شده است در ادامه به ضرورت مکان یابی در بحران و همچنین لزوم توجه به در نظر گرفتن عدم قطعیت در وقوع بحران اشاره شده است و بیان مساله و اهداف تحقیق عنوان شده است. در فصل دوم ابتدا مروری بر تحقیقات و کارهای گذشته در زمینه های مکانیابی های انجام شده در بحران، برنامه ریزی فازی، برنامه ریزی امکانی و برنامه ریزی استوار انجام شده است و پس از آن چالش ها و ضعف های موجود در ادبیات های مورد مطالعه بررسی شده است. در فصل سوم ابتدا مساله خود ار به صورت صریح بیان کرده و در بخش های بعدی آن به توسعه مدل های برنامه ریزی امکانی استوار با توجه به امکان بهبود این مدل ها پرداختیم. هر کدام از این مدل های برنامه ریزی امکانی استوار یا بهینگی و یا امکان پذیری را بیشتر تضمین می کنند و در فصل چهارم نتایج محاسباتی و یافته ها با استفاده از یک مطالعه موردی ارائه شده است و در پایان یک تحلیل از نتایج و یافته های خود برای اثبات سودمندی مدل نهایی در بحران مطرح شده است. در پایان برای آخرین فصل ارائه شده نتایج و نوآوری های تحقیق عنوان شده است و همچنین پیشنهاداتی برای کارهای آینده مطرح شده است.
فصل دوم
مروری بر ادبیات موضوع
2-1- مقدمهدر این فصل ابتدا ویژگی های بارز زنجیره های تامین بشردوستانه عنوان شده و زنجیره تامین بشردوستانه با زنجیره تامین تجاری مقایسه شد و با بررسی تفاوت های این دو نوع زنجیره و مدل های موجود در ادبیات زنجیره تامین امداد چالش های کلیدی زیر برای زنجیره تامین امداد ذکر شد]2[:
عدم قطعیت بسیار زیاد (شبکه و مسیرهای غیر قابل استفاده ، مسائل ایمنی، تغییر ظرفیت های تسهیلات، عدم قطعیت در تقاضا، عدم قطعیت در عرضه، عدم قطعیت در مکان تقاضا و ...)
پیچیدگی هماهنگی و ارتباطات (صدمه به خطوط ارتباطی، دخالت بازیگران متعدد مثل دولت، ارتش، NGO ها و ... ، عدم دسترسی به اطلاعات دقیق زمان واقعی تقاضا)
دستیابی مشکل به تحویل به موقع و کارامد
منابع محدود (عرضه،افراد، ظرفیت حمل و نقل، سوخت)
پویایی بسیار زیاد محیط لجستیک اضطراری (از نظر مقدار و نوع نیازها، منابع موجود، دسترسی به زیرساخت ها و ...)
تاثیرپذیری از رفتارهای انسانی(ویژگی های اجتماعی و فرهنگی جمعیت آسیب دیده)
نوع بلایا و نیازهای به وجود آمده در اثر آن
همچنین مروری بر تحقیقات و کارهای گذشته در زمینه های مکانیابی تسهیلات در لجستیک امداد بشردوستانه تحت قطعیت و عدم قطعیت انجام شده است.
2-2- مقایسه زنجیره تامین تجاری و بشردوستانه
مشخصات ویژه زنجیره های تامین بشردوستانه که باعث متمایز شدن آنها از زنجیره های تامین تجاری سنتی می شود:
سطح خطر بالا (اغلب مرگ و زندگی)
زمان تحویل صفر(یا تقریبا صفر):که بصورت موثری از دسترس پذیری منابع، تدارکات و سیستم حمل و نقل تاثیر می پذیرد.
اطلاعات مربوط به حمل و نقل و تامین یا وجود ندارد و یا نامعتبر و ناقص است.

=15

λtdt= Pt ≤T ≤t+ε | t≤Tمی‌باشد. چنانچه Λ(t) تابع تجمعی خطر تا زمان t باشد با توجه به پیوستگی متغیر t رابطهی
St=exp-Λt, t>0بین تابع بقا و تابع خطر تجمعی برقرار است. با فرض وجود زمانهای بقای سانسورشده و با درنظر گرفتن ساز و کار سانسور نوع اول، چنانچه ci زمان سانسور و ti زمان بقای مشاهده شده آزمودنی iام باشد آنگاه Ti=min⁡(ti, ci) خواهد شد. با تعریف تابع نشانگر سانسور δi (اگر سانسور صورت گرفته باشد δi=0 و در غیر اینصورت δi=1) میتوان اطلاعات زمان بقای آزمودنی iام را با زوج (Ti, δi) نشان داد. در عمل تابع بقا را به روشهای ناپارامتری همچون برآورد کاپلان مایر میتوان برآورد نمود. در حالت پارامتری با فرض اینکه سانسور شدن زمانهای بقا ناآگاهیبخش باشد با تشکیل تابع درستنمایی و ماکسیمم نمودن آن میتوان برآورد پارامترهای نامعلوم بقا را بدست آورد. در ساختن تابع درستنمایی چنانچه آزمودنی iام دارای زمانهای بقای حقیقی باشد، چگالی زمان بقا و اگر آزمودنی iام دارای زمان بقای سانسور شده باشد، میزان بقا پس از نقطه زمانی سانسور شده در تابع درستنمایی لحاظ میگردد. در حالت کلی تابع درستنمایی به صورت
Lθ= i=1nλtiθδi Stiθ میباشد. در حالت بزرگنمونهای با برآورد پارامتر نامعلوم θ و واریانس مجانبی آن با استفاده از تابع درستنمایی میتوان آزمونهای تقریبی برای θ انجام داد.
توزیع‌های بقا
زمان بقا نیز مانند هر متغیر تصادفی دیگری دارای یک توزیع احتمال می‌باشد. دادههای بقا بنابرویژگیهای خاص خودشان دارای یک سری توزیعهای احتمالاتی خاص میباشند که از جمله میتوان به توزیعهای نمایی، وایبل، گاما، رایلی، لگ-نرمال و پارتو اشاره نمود. در ادامه تنها به ذکر توزیع نمایی و وایبل بسنده میکنیم.
توزیع نمایی
این توزیع سادهترین و در عین حال مهمترین توزیع در مطالعات بقا است. این توزیع دارای نرخ شکست ثابت λ است، یعنی:
λt= λ ثابت λ>0St= e-λt, t>0توزیع وایبل
این توزیع تعمیم توزیع نمایی است، اما برخلاف توزیع نمایی، خطر ثابت نیست. این توزیع شامل دو پارامتر λ و p میباشد که در آن λ تعیینکننده مقیاس یا اندازهی تابع خطر و p تعیینکنندهی شکل منحنی تابع خطر است.
λt= λp (λt)p-1, t>0, λ,p>0St= e-(λt)p, t>0مدل‌سازی زمان‌های بقاتحلیل دادهها، اغلب به تعیین یک مدل احتمال بستگی دارد که از دادههای مشاهده شده نشأت میگیرد. برای ضرورت مدلسازی دادههای بقا میتوان دو دلیل عمده زیر را بیان کرد:
الف) مدل سازی، ترکیب متغیرهای موثر بر تابع خطر را مشخص مینماید.
ب) برآورد تابع خطر برای هر فرد مشخص و در هر لحظه زمانی را میتوان با مدلسازی مناسب بدست آورد.
دونوع مدل رگرسیونی برای دادههای بقا وجود دارد:
الف) مدل مخاطره متناسب کاکس به عنوان یک روش نیمه پارامتری (هوگارد،1991).
ب) مدلهای شتاب دار زمان شکست از قبیل مدل وایبل، نمایی و لگ-نرمال به عنوان روشهای پارامتری )هوگارد، 2000).


متداولترین مدلی که برای برازش به دادههای بقا مورد استفاده قرار میگیرد، مدل رگرسیونی خطرات متناسب کاکس میباشد. مدل خطرات متناسب کاکس یک مدل کارا برای تجزیه و تحلیل داده‌های بقا میباشد. مزیت عمده استفاده از این مدل، قابلیت آن در لحاظ کردن اطلاعات زمانهای شکست سانسور شده و متغیرهای تبیینی مرتبط با بقا است. به عنوان مثال در نمونهای از بیمارانی که عمل جراحی قلب داشتهاند، ممکن است فشار خون بر زمان بقای فرد در مدل تاثیرگذار باشد. علاوه بر آن ممکن است برخی از افراد قبل از پایان مطالعه از مطالعه خارج شوند.
مدل خطرات متناسب کاکسدر تحلیل بقا یکی از متداولترین روشها برای تجزیه و تحلیل دادههای بقا مدل خطرات متناسب کاکس میباشد. رگرسیون کاکس یک مدل نیمه-پارامتری را برای برازش تابع مخاطره فرض میکند که میتوان متغیرهای توضیحی یا عوامل خطر را به مدل آن اضافه کرد. ولی همچنان میتوان تابع مخاطره پایه (تابع خطر مبنا) را به عنوان تابعی نامشخص ولی غیر منفی از زمان x، ثابت نگاه داشت. تابع مخاطرهی کاکس برای متغیر تبیینی x تابعی به صورت زیر است:
λ t|λ0,x=λ0texp⁡(β'X)که در آن β بردار پارامترهای رگرسیون و exp⁡(β'X) تابع خطر نسبی میباشد. تحت مدل (1-2) متغیرهای کمکی اثرات ضربی روی تابع خطر داشته و پارامترهای رگرسیون به عنوان لگاریتم خطرات نسبی تفسیر میگردند. متغیرهای کمکی میتوانند از نوع شاخصهای جمعیتی (سن، جنس، نژاد)، سابقهی بیماری و غیره باشند. برای مقایسه دو گروه از متغیر دودویی Xiϵ{0,1} استفاده میشود. در این صورت exp⁡(βi) نشاندهندهی میزان خطر در گروه X=1 نسبت به خطر در گروه X=0 میباشد. تابع λ0t، تابع خطر مبنا است که سطح عمومی خطر را برای کلیه آزمودنیها مشخص میسازد و وابستگی تابع خطر را با زمان t نشان میدهد. در واقع تابع مخاطره برای فردی است که مقدار متغیر تبیینیاش برابر صفر است. چون فرض نشده که این تابع مخاطره پایه فرمی پارامتریک دارد، مدل کاکس را یک مدل نیمه پارامتریک برای تابع مخاطره گویند.
مدل کاکس کاربردیترین روش برای یافتن ارتباط متغیرهای تبیینی با متغیر پاسخ بقا یا هر متغیر پاسخ دیگریست که از راست سانسور شده باشد (داکاتو و جنسن، 2008). الزامی نبودن یک توزیع احتمالی برای زمانهای بقا، یکی از مزایای مدل مخاطره متناسب کاکس میباشد، ولی یک پیشفرض مهم و اساسی در این مدل وجود دارد و آن فرض متناسب بودن خطر برای تمامی متغیرهای مستقل موجود درمدل نهایی (کلین و ماسکبرگر، 2003; هبیل، 2007) است. به این معنی که میزان مخاطره بین دو یا بیش از دو گروه از متغیرهای تبیینی بایستی در طول زمان بقا ثابت بماند.
مدل‌های پارامتریبرخلاف مدل کاکس که مدلی نیمه-پارامتری است و پیش فرضهایی درباره فرم تابع پایهی آن وجود ندارد اگر یک فرم پارامتری مانند توزیع وایبل، لگ-نرمال، لگ-لجستیک و نمایی برای تابع پایه در نظر بگیریم یک مدل پارامتری خواهیم داشت (لاولس، 2002).
اگرچه اینگونه مدلها کاربردیتر هستند، اما نیازمند پیش فرضهای بیشتری نیز میباشند. اما اگر این پیش فرضها برقرار باشد نتایج حاصل در تحلیل مدلها مناسبتر عمل میکنند. معمولاً از مدلهای وایبل و نمایی به دلیل فرض ثابت و یکنواختی برای تابع مخاطره پایه و از مدل لگ-نرمال به دلیل صفر بودن تابع مخاطرهی پایه در زمان صفر، استفاده میشود (آکس 1998 ، نلسون و همکاران، 2007). در تحلیل بقا هنگامی که مرگ و میر به یک حداکثر میرسد و سپس بعد از یک دوره متناهی به تدریج کاهش مییابد، بهتر است از مدلی استفاده کنیم که میزان شکست غیر یکنواخت داشته باشد. مدل لگ-لجستیک و لگ-نرمال دارای این خصوصیت میباشند و از لحاظ شکلی نیز شبیه به هم هستند (اندرسون و کدینگ، 2006).
مقایسه بین مدل کاکس و مدل‌های پارامتریفرض اساسی استفاده از رگرسیون کاکس متناسب بودن خطرات متغیرهای مستقل است. اگر شرط متناسب بودن خطرات متغیرهای مستقل برقرار نباشد، استفاده از مدل کاکس ممکن است نتایج گمراهکنندهای را ارائه نماید. مدلهای پارامتری به چنین فرضی نیاز ندارند و به علاوه این مدلها میتوانند اثر متغیرهای مستقل را بر زمان بقا اندازهگیری نمایند. مدل کاکس نیمه پارامتری است و فقط از رتبهی زمانهای بقا استفاده مینماید و نمیتوان با آن زمان بقا را پیش بینی نمود، در صورتی که مدلهای پارامتری مانند لگاریتم زمان بقا به طور مستقیم با متغیرهای مستقل مدلبندی میشود و همچنین میتواند زمان بقا را پیشبینی نماید. در مدلهای پارامتری میتوان شکل تابع خطر را که از اهمیت زیادی در آنالیز بقا برخوردار است پیدا نمود. در مدلهای پارامتری فرض بر این است تابع خطر پایه از یک توزیع آماری (نمایی، وایبل، لگ-نرمال، گاما و غیره) پیروی میکند. گاهی اوقات شکل تابع خطر پیچیده است و ممکن است پیدا نمودن توزیع مناسب برای آن راحت نباشد. در استفاده از مدلهای پارامتری استفاده از مدلی که تعداد پارامترهای کمتری داشته باشد و سادهتر باشد، در اولویت است.
دو پیش فرض اصلی برای کاربرد مدلهای متداول بقا وجود دارد که عبارتند از:
الف) مستقل بودن و همسانی توزیع مشاهدات زمانهای بقا، به این معنی است که افراد جامعه همگن میباشند. اما در مطالعات پزشکی اغلب بین افراد تفاوتهای زیادی وجود دارد که این ناهمگنی معمولاً تحت عنوان تغییرات تصادفی شناخته میشود. تغییرات در زمانهای بقا معمولاً از دو منبع عمده ناشی میشود، یکی تغییرات تصادفی که توسط تابع خطر مبنا تبیین میشود و دیگری خطرات تصادفی که از آن در تحلیل بقا با نام شکنندگی یاد میکنند. در سادهترین حالت، شکنندگی متغیری تصادفی است که به صورت ضربی و یا جمعی در تابع خطر مبنا در نظر گرفته میشود. تغییرات تصادفی که ناشی از عدم توانایی در اندازه گیری عوامل خطر ناشناخته میباشد در دادههای بقای یک متغیره موجب ناهمگنی زمانهای بقا و در دادههای بقای چند متغیره موجب ایجاد همبستگی بین زمانهای بقا در درون گروهها میگردد. در هر دو حالت فوق، برآورد پارامترها با استفاده از مدلهای رگرسیونی اشتباه و گمراه کننده خواهد شد، که برای رفع این مشکل از مدلهای شکنندگی در تحلیل بقا استفاده میشود. همبستگی در زمانهای بقا برای اشکال مختلفی از دادههای بقا به وجود میآید که دو نمونه اصلی آن عبارتند از : دادههای بقای موازی و دادههای بقای طولی.
در دادههای بقای موازی چندین جزء از اجزای یک سیستم که این اجزا شامل مؤلفههای یک دستگاه الکترونیکی، اعضا یک خانواده و یا چندین عضو از بدن یک فرد میتوانند باشند، بطور همزمان پیگیری میشوند تا پیشامد مورد نظر را تجربه نمایند. طول عمر زوجهای دو قلو، فاصله زمانی از شروع بیماری دیابت تا آسیب رسیدن به هر یک از کلیهها و یا فاصله زمانی از پیوند قرنیه تا دفع آن برای چشم چپ و راست، نمونههایی از دادههای بقا موازی هستند.
ب) در معرض خطر بودن تمامی افراد مورد مطالعه، به طوری که با افزایش زمان پیگیری، همه افراد پیشامد مورد نظر را تجربه نمایند. در معرض خطر نبودن تمامی افراد جامعه موجب وجود سانسورهای سنگین در پایان مطالعه میشود و عدم توجه به آن باعث کمبرآوردی تابع بقا میگردد. این مشکل در همهی حیطههای علم از جمله پزشکی، علوم اجتماعی و جنایی، وجود دارد. به عنوان مثال: تمامی افراد، عضو پیوندی را دفع نمیکنند، تمامی ازدواجها منجر به جدایی نمیشود و یا اینکه تمامی افرادی که از زندان آزاد میشوند، دوباره به زندان بر نمیگردند. این گونه از افراد تحت عنوان افراد دارای بقای طولانی مدت شناخته میشوند. وجود این گونه افراد در مطالعه، موجب گسترش مدلهای موجود گردیده است که این مدلها در تحلیل بقا تحت عنوان مدلهای شفایافته ارائه شدهاند. در این مدلها افرادی که در پایان مطالعه پیشامد مورد نظر را تجربه نمیکنند تحت عنوان افراد مصون، شفایافته، غیر مشکوک و یا افراد با بقا طولانی مدت نامیده میشوند (هوگارد، 2000).
بیان مسالهبه واسطه پیچیدگی دادههای بقا، استنباط پیرامون پارامترهای مدلهای بقا نسبت به سایر مدلهای آماری با مشکلات بیشتری روبرو بوده است. از طرفی با توجه به پیچیدگی زیادتر مدلهای شکنندگی و شفایافته نسبت به مدلهای معمول خطر، استنباط پارامترها در این مدلها با مشکلات دوچندان روبرو است. در آمار کلاسیک تحلیل مدلهای شکنندگی مبتنی بر برآوردهای ماکسیمم درستنمایی پارامترها میباشد که محاسبه این برآوردها به طور عمده به روش الگوریتم تکراری EM صورت میپذیرد. علاوه بر مشکلات محاسباتی این روش، مشکل تکنیکی این روش آن است که ممکن است به جای ماکسیمم کلی، ماکسیمم موضعی حاصل شود یا اساسا همگرایی برآوردها حاصل نگردد. از طرفی با توجه به خواص مجانبی برآوردهای ماکسیمم درستنمایی، استنباط برآوردها مبتنی بر نمونههای بزرگ میباشد. لذا برای نمونههای کوچک انجام آزمونهای تقریبی با استفاده از برآوردهای ماکسیمم درستنمایی با مشکلات استنباطی جدی روبرو است. لذا برای اجتناب از برخورد با چنین مشکلاتی از رهیافت بیزی برای برآورد پارمترها استفاده خواهیم نمود. هدف اصلی در این پایاننامه ارائه مدلهای شکنندگی همبسته شفایافته با رهیافت بیزی میباشد. لذا سه مدل شکنندگی ارائه خواهد شد. پس بر اساس معیارهای عملکرد مدل بهینه را تعیین خواهیم کرد.
چشم اندازه فصل‌های آیندهدر فصل دوم ابتدا به معرفی دقیق مدلهای شکنندگی و شفایافتگی برای حالتهای یکمتغیره و چندمتغیره میپردازیم. نظریه بیز، الگوریتمهای نمونهگیری مونت کارلو و روشهای تحلیل دادهای برای زمانی که توزیعهای پسینی دارای فرم بستهای نمیباشند را در فصل سوم ارائه خواهیم کرد. در فصل چهارم مدل شکنندگی کاکس، مدل شکنندگی همبسته شفایافته و مدل شکنندگی همبسته شفایافته با زمان پیشرفت را ارائه خواهیم کرد. لازم به ذکر است که در این سه مدل توزیع شکنندگی مشترک گاما را استفاده خواهیم کرد. در ادامه برای هر سه مدل ارائه شده رهیافت بیزی را به کار بسته و با در نظر گرفتن پیشینهای مناسب، در صورت امکان توزیعهای شرطی کامل هر یک از پارامترها را بدست خواهیم آورد. از آنجایی که توزیعهای شرطی کامل اکثر پارامترهای مدل دارای فرم پیچیدهای میباشد، برای برآورد پارامترهای مدل از روشهای مونت کارلوی زنجیر مارکوفی استفاده میکنیم. در نهایت با استفاده از یک مثال شبیه سازی اعتبار برآوردهای بدست آمده و همچنین رهیافت بیزی به کارگرفته شده برای هر سه مدل را مورد ارزیابی قرار میدهیم. در انتها فصل پنجم شامل نتیجهگیری و بررسی نتایج شبیهسازی در فصل چهار خواهد بود.

فصل دوم مقدمهای بر مدل‌های شکنندگی و شفایافتگیمقدمهروشهای استاندارد بقا در تحقیقات بالینی، بیولوژیکی و اپیدمیولوژی بر این فرض استوارند که جامعه مورد بررسی یک جامعه همگن است. این بدان معنی است که همه افراد نمونه مورد مطالعه در اصل در معرض خطر یکسان (خطر مرگ و غیره) هستند. همچنین میدانیم که در مدلهای بقا فرض بر این است که دادههای بقای بیماران مختلف مستقل از یکدیگرند و توزیع زمان بقای افراد بیمار یکسان است. یعنی توزیع زمان تا پیشامد مورد نظر برای بیماران مختلف مستقل و هم توزیع هستند. اما در بسیاری از مواقع جامعه مورد مطالعه رانمیتوان یک جامعه همگن فرض نمود، بلکه باید جامعهای ناهمگن که در آن ترکیبی از افراد با مخاطرات متفاوت وجود دارند را در نظر گرفت. زیرا در بسیاری از مواقع، به دلایل اقتصادی و یا به دلیل این که اهمیت بعضی از عوامل مرتبط با بیماری هنوز ناشناختهاند، اندازهگیری تمام عوامل مؤثر و مناسب مرتبط با بیماری مورد نظر بسیار دشوار و یا غیرممکن است (هوگارد، 1991،2000; کلین و ماسکبرگر، 2003). لذا امروزه به دلیل استفاده روز افزون از تحلیل بقا در مطالعات پزشکی، نیاز به مدلهای کارا و با انعطاف بیشتر برای دادههای بقا بیش از پیش احساس میشود.
لحاظ نکردن این عوامل ناشناخته مشترک باعث ایجاد وابستگی بین زمانهای بقا میشود که اگر بدون توجه به همبستگی درونی بین زمان پیشامدهای فرد از مدلهای متعارف تحلیل دادههای بقا مانند رگرسیون خطر متناسب کاکس برای تحلیل دادهها استفاده شود، برآوردهای حاصل اریب و واریانس پارامترها کمتر از مقدار واقعی برآورد میشوند (ترنئو و گرمبچ، 2000; اندرسون وگیل، 1982). در این صورت برای مقابله با پدیده فوق در تحلیل بقا، از مدلهای اثرات تصادفی تحت عنوان مدلهای شکنندگی استفاده میکنیم و با استفاده از این نوع مدلها میتوان این نقص را برطرف کرد (هوگارد، 1994،2000; هاسمر و لماشو، 2001). مدلهای شکنندگی، عمدهترین روش برای وارد کردن وابستگی درونگروهی (فردی) در تحلیل بقا هستند. با توجه به مطالعاتی که در زمینه مقایسه مدل شکنندگی با مدلهای دیگر در تحلیل بقا انجام شده مشخص گردیده است که برآورد ضرایب در مدل شکنندگی دارای اریبی نسبی کمتری نسبت به مدل معمول کاکس است لذا در صورت معنادار بودن اثر شکنندگی در مدل، استفاده از آن نتایج قابل اعتمادتری فراهم خواهد کرد (داکاتو وجنسن، 2008).
عبارت شکنندگی اولین بار توسط وایبل و همکاران (1979) به منظور تشریح پیامدهای ناشی از وجود چندین منبع تغییرات برای دادههای یکمتغیره طول عمر پیشنهاد شده است. پس از آن نیز هوگارد (1986) کاربرد متغیر شکنندگی را در تحلیل دادههای وابسته در دادههای بقا چندمتغیره مورد گسترش قرار داده است. مدلهای شکنندگی در دهههای اخیر توسط هاسمر و لماشو (1999)، هوگارد (2000) و مچبرگ (2003) رواج یافتهاند. اصطلاح شکنندگی برای اولین بار توسط واپل و همکاران (1979) برای بیان تفاوت بین افراد در معرض خطر در دادههای مرگ ومیر معرفی شد. لنکستر (1979) نیز زمان بیکاری را با استفاده از اثر تصادفی مورد بررسی قرار داده و مدل خطرات متناسب آمیخته را در مطالعات اقتصادی رایج کرد. توزیع توابع واریانس توانی اولین بار توسط هوگارد (1986) برای ارائه راه حل مسئله ناهمگنی پیشنهاد شد. سپس مدلهای شکنندگی در مطالعات سن در زمان مرگ توسط زلترمن (1992)، برای دوره بیکاری توسط مک آل (1994)، بارداری خانمها توسط آلن (1987) و مهاجرت توسط لیندستورم (1996) مورد استفاده قرار گرفتند.
برای غلبه بر مشکل عدم استقلال، تحلیل بقای چندمتغیره استفاده میشود و برای افرادی که در معرض رخداد پیشامد نباشند، به طور معمول از این افراد تحت عنوان افراد شفایافته نام میبرند، از مدلهای شفایافته استفاده میگردد. چنین پدیدههایی در علوم مختلف از جمله پزشکی علوم اجتماعی و جنایی متداول و رایج است. در اینگونه مواقع با افزایش زمان مطالعه احتمال رخداد پیشامد مورد نظر به سمت یک میل نمیکند که با درنظر نگرفتن این موضوع، برآوردهای به دست آمده برای پارامترها اریب خواهد بود و یا به عبارتی دیگر برآورد تابع بقا کمتر از مقدار واقعی خواهد شد.
وجود بقای طولانی مدت یا وجود افراد شفایافته هنگامی که در دادههای بقا سانسور شدگی وجود دارد یک مسئله قدیمی است. از پیشگامان این ایده بوگ (1952) از انگلستان و برکسون و گیج (1948) از ایالات متحده امریکا میباشند که مدلبندی اولیه در حضور مولفه شفایافتگی را ارائه دادند (برکسون وگیگ، 1952; باگ، 1949). مدلهای شفایافته به دو دسته کلی مدلهای شفایافته آمیخته و مدلهای شفایافته ناآمیخته تقسیم میشوند. لذا در ادامه ابتدا به بررسی مدلهای شکنندگی پرداخته و سپس مدلهای شفایافته را معرفی مینماییم.
تعریف مدلهای شکنندگی
اگر λt تابع خطر در زمان t و متغیر تصادفی Y نشاندهندهی اثر تصادفی یا شکنندگی باشد، آنگاه به شرط متناسب بودن اثر شکنندگی Y با میزان خطر و به شرط آنکه توزیع Y مستقل از زمان بقای t باشد، در یک مدل شکنندگی تابع خطر را به صورت تابع خطر شرطی به شکل زیر در نظر میگیرند:
λty=y λ(t)در مدل (2-1) اثر شکنندگی Y خطرات ناشناخته را تبیین میکند و زمانهای بقا به شرط وجود اثر شکنندگی از هم مستقلاند. با توجه به مثبت بودن تابع خطر، توزیع متغیر شکنندگی را توزیعی با تکیهگاه مثبت در نظر میگیرند. تابع خطر غیر شرطی λ(t) میتواند به صورت یک مدل خطر پارامتری یا مدل خطر نیمهپارامتری همچون مدل خطر متناسب کاکس فرمولبندی گردد. با انتگرالگیری برحسب متغیر y، میتوان تابع خطر حاشیهای را بدست آورد. چنانچه Λ(t)، تابع خطر تجمعی غیر شرطی برابر با Λt=0texp-y λu du باشد. تابع بقای شرطی مدل شکنندگی برابر با
Sty=exp-y Λtاست. تابع بقای حاشیهای با تبدیل لاپلاس تابع چگالی متغیر شکنندگی در نقطه تابع تجمعی خطر به شکل
St=ESty=Eexp-y Λt=L Λtبهدست میآید. گرچه در تعریف کلی مدل شکنندگی تابع خطر غیر شرطی به هر شکل قابل مدلبندی است اما به واسطه استفاده گسترده از مدل خطر متناسب کاکس، مدل شکنندگی بر مبنای مدل خطر متناسب کاکس بیشتر متداول است. در ادامه مدل شکنندگی اخیر برای دادههای بقای یک متغیره و دومتغیره به اجمال معرفی میگردد (هبیل، 2007).
مدل شکنندگی کاکس برای داده‌های بقای یک متغیرهبا توجه به اینکه در زمینههای علوم پزشکی آزمودنیها شامل انسانهایی هستند که در واقعیت از لحاظ ژنتیک و بسیاری از متغیرهای محیطی از هم متمایز میشوند، فرض همگن بودن جمعیت و زمانهای بقا شامل این انسانها که از شرایط استفاده از مدل کاکس در حالت دادههای بقای یک متغیره است، مورد سوال خواهد بود. ناهمگنی زمانهای بقا را میتوان ناشی از تاثیر یک سری عوامل خطر ناشناخته درنظر گرفت و برای مقابله با آن یک اثر تصادفی غیر قابل اندازهگیری در تابع خطر قرار داد. از این رو مدل شکنندگی با تخصیص اثر تصادفی به مدل، اثر این تفاوتها در جمعیت را به روی برآورد اثر متغیرهای درون مدل لحاظ میکند (هبیل، 2007).
مدل خطرات متناسب کاکس یکی از رایجترین روشها برای تجزیه و تحلیل دادههای بقا میباشد. اگر Ti برای i=1, …, n زمان بقا آزمودنیها باشد، تابع خطر در زمان i=1, …, n، ti بر اساس متغیرهای کمکی X=(X1,X2, …, Xp) به صورت
λit| x=λ0itexpβ'X, i=1, …, nبدست میآید. که در آن β بردار ضرایب رگرسیونی میباشد که اثر متغیرهای کمکی را بر روی تابع خطر نشان میدهد. عدم وجود ناهمگنی در زمانهای وقوع حادثه صرف نظر از اثر متغیرهای تبیینی، شرط اساسی استفاده از مدل کاکس در حالت دادههای بقای یک متغیره است. ناهمگنی زمانهای بقا را میتوان ناشی از تاثیر یک سری عوامل خطر ناشناخته در نظر گرفت که برای مقابله با آن یک اثر تصادفی غیرقابل اندازهگیری را به صورت ضربی در تابع خطر قرار میدهیم. فرض کنید X بردار متغیرهای معلوم و W بردار متغیرهای ناشناخته باشند که هر دو در تابع خطر تاثیر داشته باشند، در این صورت مدل حقیقی خطرات متناسب کاکس در زمان t برای آزمودنی i (با فرض عدم وجود اثر متقابل بین X و W) به شکل
λit=λ0it exp⁡(β'X+ ψ'W)خواهد شد. چون W ناشناخته یا غیرقابل اندازهگیری است، exp⁡( ψ'W) را تصادفی فرض نموده و آن را به عنوان اثر تصادفی یا اثر شکنندگی Y در نظر گرفته و به شکل زیر در مدل قرار میدهیم. مدل (2-2) نشان میدهد که خطر در زمان t به شرط معلوم بودن متغیر Y در حضور بردار متغیرهای کمکی برای آزمودنی i به صورت زیر میباشد:
λit|yi, λ0, β, x= yi λit| x=yiλ0itexpβ'X, i=1, …, nکه در آن yi اثر شکنندگی خطرات نامعلوم را تبیین میکند و زمانهای بقا به شرط وجود اثر شکنندگی از هم مستقل میباشند. مدل (2-3) را مدل کاکس اصلاح شده یا مدل شکنندگی بقا مینامند (هوگارد، 2000). در نتیجه به کارگیری این مدل، با فرض اینکه اثر شکنندگی مستقل از متغیرهای کمکی موجود در مدل باشد، تغییرات کل تابع خطر و به دنبال آن تغییرات تابع بقا به اثر متغیرهای نامعلوم، اثر عوامل خطر ناشناخته و اثر تصادفی مدل تجزیه میگردد. تفسیر اثر شکنندگی به این صورت میباشد که با فرض ثابت بودن مقادیر متغیرهای تبیینی معلوم، چنانچه برآورد yi بزرگتر از برآورد yj باشد، گوییم آزمودنی i شکنندهتر از آزمودنی j است. یعنی خطر شکست برای آزمودنی i بیشتر از آزمودنی j است یا به عبارت دیگر آزمودنی i دارای زمان بقای کمتری نسبت به آزمودنی j میباشد. در حالت کلی چنانچه برآورد yi بزرگتر از یک باشد، گوییم خطر نسبی عوامل ناشناخته برای آزمودنی i بیشتر از حد متوسط است و برعکس اگر برآورد yi کوچکتر از یک باشد گوییم این خطر برای آزمودنی i کمتر از حد متوسط است، به عبارت دیگر آزمودنیi زمان بقایی بزرگتر از حد متوسط دارد (هوگارد و همکاران، 1994; هاسمر و لماشو، 20001).
اگر چنین مدلهایی برای دادههای بقا به کار برده شوند، تغییرات تابع خطر و به دنبال آن تغییرات تابع بقا به اثر متغیرهای معلوم، اثر عوامل خطر نامعلوم (ناشناخته) و اثر تصادفی مدل تجزیه میگردد. البته این تجزیه با فرض مستقل بودن اثر شکنندگی و متغیرهای کمکی موجود در مدل امکانپذیر است. از آنجا که تابع خطر مثبت است، تکیهگاه توزیع متغیر شکنندگی مثبت در نظر گرفته میشود. تحت مدلهای شکنندگی، توابع بقا و خطر به دو صورت مدلهای شرطی و مدلهای غیر شرطی (حاشیهای) قابل تحلیل و تفسیر هستند.
به منظور بررسی اثر متغیرهای کمکی بر روی خطر حاشیهای، از مدلهای حاشیهای برای مدلبندی استفاده میگردد. این نوع مدلبندی با توجه به در نظر گرفتن ماهیت وابستگی زمانهای رخداد پیشامد انجام میشود. در این روش هیچ صورت خاصی برای چگونگی ماهیت این همبستگی در نظر گرفته نمیشود و با آن به عنوان یک پارامتر مزاحم رفتار میشود.
در مدلهای شکنندگی فرض میشود که زمانهای بقا به شرط اثر تصادفی مستقل هستند. از طرفی میتوان تابع خطر حاشیهای را با انتگرالگیری بر روی متغیر شکنندگی به دست آورد. برای محاسبه تابع بقای حاشیهای ابتدا باید تابع بقای شرطی را محاسبه نمود که خود تابع بقای شرطی تابعی از تابع خطر غیر شرطی است (تابع خطر غیر شرطی λi(t) میتواند به صورت یک مدل پارامتری یا مدل خطر نیمهپارامتری همچون مدل خطرات متناسب کاکس فرمولبندی گردد.). لذا تابع بقای شرطی مدل شکنندگی برابر با
Sityi)=exp( -yi Λit)است، که در آن Λit تابع خطر تجمعی غیر شرطی میباشد که برابر با
Λ0it= 0tλ0iu duاست. در این صورت تابع بقای حاشیهای با تبدیل لاپلاس تابع چگالی متغیر شکنندگی در نقطه تابع تجمعی خطر به شکل
Sit= E Sit| yi =Eexp-yi Λit=L( Λit )به دست می آید. توزیعهایی که تبدیل لاپلاس آنها فرم بستهای دارند در انتخاب به عنوان توزیع متغیر شکنندگی از محبوبیت بیشتری برخوردارند (وینوگرادواب، 2004).
انتخاب توزیع مناسب برای متغیر شکنندگی y از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، به خصوص توزیعهایی که تبدیل لاپلاس آنها فرم بستهای دارند. از آنجایی که تابع خطر همواره مثبت است پس باید توزیع مثبتی برای اثر شکنندگی در نظر گرفته شود. از اینرو در مدلهای بقا برای متغیر شکنندگی معمولا از توزیعهای گاما، لگ-نرمال، گاوسی وارون، پایدار مثبت، پواسن مرکب و توزیعهای خانواده واریانس توانی با میانگین متناهی استفاده میشود. توزیعهای گاما، گاوسی وارون و پایدار مثبت هر سه جزء خانواده واریانس توانی میباشند که در آنها واریانس، به صورت تابعی از توان میانگین میباشد. همچنین به خاطر امکانپذیر شدن برآورد پارامترها و سادهسازی محاسبات در بیشتر موارد میانگین توزیع متغیر شکنندگی را برابر با یک فرض میکنند (متغیر شکنندگی نماینده خطر نسبی عوامل ناشناخته میباشد.). در ادامه برخی از توزیعها را برای متغیر شکنندگی که اغلب بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، بیان میکنیم.
مدل شکنندگی گاماتوزیع انعطافپذیر گاما به دلیل محاسباتی و تحلیلی به طور وسیعی در توزیعهای آمیخته کاربرد دارد. تمامی استدلالهایی که برای مناسب بودن توزیع گاما وجود دارد، بر پایه جنبه محاسباتی و ریاضی آن است. فرض کنیم که متغیر شکنندگی Y دارای توزیع گاما با تابع چگالی زیر
gy= βα 1Γ(α) yα-1e-βy, y>0, α,β>0باشد.حال با توجه به اینکه تبدیل لاپلاس برای توزیع گاما به صورت
Ls= 1+sβ -αبه دست میآید، تابع بقا حاشیهای به صورت زیر به دست خواهد آمد:
St= 1+ Λ0tβ -αهمانطور که ملاحظه میشود زمانی که تبدیل لاپلاس برای توزیع متغیر شکنندگی دارای فرم بسته باشد، محاسبه تابع بقا غیر شرطی از طریق تبدیل لاپلاس بسیار ساده میباشد. با توجه به تابع خطر ارائه شده در رابطه (2-4) کلین در سال 1992 با استفاده از الگوریتم EM برآورد تابع خطر تجمعی، ضرایب رگرسیونی و پارامترهای توزیع شکنندگی را به طور همزمان محاسبه نمود.
تابع بقای حاشیهای به صورت
St= 0∞S0(t|y) gy dy= 0∞e-y Λ0t βα 1Γ(α) yα-1e-βy dySt= 0∞yα-1 e-β+ Λ0ty β+ Λ0tα 1Γα βαβ+ Λ0tα dySt= βαβ+ Λ0tα 0∞ β+ Λ0tαΓ(α) yα-1 e-β+ Λ0ty dyحاصل میشود. لذا تابع بقا برابر با
St= βαβ+ Λ0tα=1+ Λ0tβ-αاست. اگر قرار دهیم α= β= σ2، آنگاه میانگین متغیر شکنندگی برابر یک و واریانس آن 1σ2 خواهد شد. لذا در این حالت تابع بقای حاشیهای عبارت است از:
St=1+ Λ0tσ2-σ2و در نتیجه تابع خطر حاشیهای به صورت
λt= ∂∂tΛ0t= ∂∂t-logSt = λ0t1+ Λ0tσ2 = λ0t EyT ≥t ) محاسبه میشود، که EyT ≥t ) مقدار مورد انتظار شکنندگی در افرادی که تا زمان t زنده ماندهاند، میباشد و عبارت است از:
EyT ≥t )= 11+ Λ0tσ2در نتیجه تابع خطر غیر شرطی متناظر با توزیع گاما به صورت
λt= λ0t1+ Λ0tσ2خواهد بود. در حالت کلی برای متغیرهای کمکی بیشتر (X≠0) تابع خطر غیر شرطی به صورت زیر حاصل خواهد شد:
λt= λ0t expβ'X1+ Λ0tσ2expβ'Xدر این مدل مقادیر کمتر σ2 نشاندهندهی ناهمگنی بیشتر زمانهای بقا میباشد. لذا تابع خطر (2-5) برای مقادیر مختلف متغیرهای کمکی متناسب نیست. با توجه به EyT ≥t )، میتوانیم توزیع متغیر شکنندگی را در بین افراد زنده به صورت
gyT ≥t )= Sty) g(y)st= e-y Λ0t βα 1Γα yα-1e-βyβαβ+ Λ0tα= β+ Λ0tαΓα yα-1e-β+ Λ0t yمحاسبه مینماییم. مشاهده میشود که مقدار مورد انتظار شکنندگی در افراد زنده نیز دارای توزیع گاما با پارامترهای α و β+ Λ0t خواهد بود.
مدل شکنندگی لگ-نرمالفرض کنید متغیر شکنندگی دارای توزیع احتمال لگ-نرمال Y ~logN( μ, σ2) است. از آنجایی که این توزیع دارای انعطافپذیری زیادی است، چه در تحلیل یکمتغیره دادههای بقا و چه در تحلیل دادههای چندمتغیره بقا بسیار مورد استفاده میباشد (وینک و همکاران، 2005) . تابع چگالی اثر شکنندگی تحت این تابع توزیع عبارتست از:
fy= 12π s y e- lny- m22s2که در آن
μ=expm+s22, σ2=exp2m+ s2 exps2-1 میباشد. چون تبدیل لاپلاس برای توزیع لگ-نرمال دارای فرم بسته نیست، نمیتوان فرم خاصی برای تابع بقا غیر شرطی به دست آورد، لذا برای محاسبه برآورد پارامترهای مدل باید از روشهای عددی استفاده نمود (ژو و بروک مایر، 1996).
با اعمال دو نوع محدودیت روی میانگین توزیع لگ-نرمال دو مدل شکنندگی ارائه شده است. در مدل اول m=0 محدودیتی است که اعمال میشود و در نتیجه آن لگاریتم شکنندگی دارای میانگین صفر است. در این حالت فرد استاندارد دارای لگاریتم خطر نسبی logλ0t است و هر فرد در جامعه دارای لگاریتم خطر نسبی میباشد که به وسیله متغیر تصادفی Wij=logyij مخدوش شده است. این مقدار در لگاریتم خطر نسبی برای هر فرد به دست میآید (وینک و همکاران، 2005). در مدل دوم که معمولا در مطالعات جمعیتشناسی از آن استفاده میشود (واپل و همکاران، 1979)، محدودیت اعمال شده به صورت μ=1 در نظر گرفته میشود. در این صورت، فرد استاندارد دارای خطر نسبی λ0t میباشد و هر فرد در جامعه دارای خطر نسبی استاندارد ضرب در عامل شکنندگی موجب میشود که متوسط شکنندگی (میانگین توزیع لگ-نرمال) در جامعه معادل یک باشد. در این صورت میانگین و واریانس توزیع لگ-نرمال به صورت
m= -12s2, s2=log(1+ σ2)
به دست میآید.