پیش بینی بهترین مسیر تخلیه اضطراری به کمک الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی (ABC)؛ مطالعه موردی: ساختمان پزشکان

تخلیه ایمن و به موقع اماکن پرتردد در شرایط بحرانی مانند آتش سوزی از اهمیت بسزایی برخوردار است. اغلب ساختمان های پزشکان به دلیل تغییر کاربری غیر اصولی از مسکونی به درمانی اغلب دارای معابر خروجی کم عرض، گلوگاه های حرکتی متراکم و توزیع جمعیتی بشدت ناهمگن هستند. پژوهش حاضر با هدف افزایش تاب آوری عملیاتی و ارتقای ایمنی کالبدی این مجتمع ها، به توسعه یک مدل شبیه سازی میکروسکوپیک پویایی جمعیت و مکان یابی بهینه بازشوهای اضطراری مبادرت ورزیده است. این پژوهش با عبور از مفروضات سنتی روندی نوآورانه را پیش گرفته و به توسعه یک مدل بهینه سازی هوشمند بر پایه الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی جهت مکان یابی خروجی اضطراری و تفکیک دینامیک جریان فرار با در نظر گرفتن رفتارهای وابستگی ثانویه، سرعت گام برداری متمایز برای گروه های آسیب پذیر نظیر زنان باردار، کودکان و همراهان پرداخته است. بدین منظور، سناریوی تخلیه اضطراری برای ۷۵ نفر از مراجعین تحت شرایط اوج ترافیک در قالب ۴ زون درمانی متمایز شبیه سازی شد. برای بهینه سازی توابع هدف چند معیاره و کمینه سازی مجموع زمان انتقال از منطق هوش ازدحامی الگوریتم فراابتکاری کلونی زنبور مصنوعی (ABC) در سه فاز زنبورهای کارگر، تماشاگر و پیش آهنگ استفاده گردید. تحلیل عملکرد مکانیزم ریاضی الگوریتم ABC و نقشه برداری حرارتی سیستم مختصات قطعی (X۱۸۱) واقع در حریم واحد استراحت را به عنوان بهینه جهت احداث پلکان اضطراری خارجی تعیین کرد. پیاده سازی این ساختار زمان تخلیه کامل ساختمان را از ۸۲ ثانیه در وضعیت موجود به ۴۸ ثانیه تقلیل داد که مبین بهبود ۴۱ درصدی راندمان کارایی سیستم و کاهش ۵۵ درصدی میانه زمان فرار گروه آسیب پذیر است. اگرچه ارزیابی دینامیک صف نشان داد در فاز هجوم اولیه، ثانیه های ۱۰ تا ۲۰ پیک صف به دلیل درگیری موازی خروجی ها به ۳۶ نفر افزایش می یابد، اما نرخ فرونشست صف به سرعت تسریع شده و پدیده ایستایی فاجعه بار در بازه ثانیه های ۴۰ تا ۵۲ وضعیت موجود که عامل اصلی مواجهه با گازهای سمی بود کاملا حذف گردید. نتایج این پژوهش تایید می کند که هم راستایی ابزارهای بهینه سازی هوشمند با ویژگی های رفتاری ناهمگن با دقت عددی بالایی فرآیند تخلیه را آنالیز کرده و مدل توسعه یافته می تواند به عنوان یک سیستم تصمیم یار کارآمد در اختیار طراحان شهری، مهندسان ایمنی حریق و مدیران بحران قرار گیرد.