مدل هوشمند عملکرد زیرساخت های سازه ای و آبی در شهرهای در معرض تغییرات اقلیمی در ایران

تغییرات اقلیمی به عنوان یکی از مهم ترین چالش های قرن بیست ویکم، اثرات عمیق و چندبعدی بر عملکرد زیرساخت های شهری به ویژه زیرساخت های سازه ای و سامانه های آبی بر جای گذاشته است. شهرهای ایران به دلیل تنوع اقلیمی، رشد شتابان شهرنشینی، فرسودگی بخشی از زیرساخت ها و محدودیت های مدیریتی و اقتصادی، بیش از پیش در معرض پیامدهای این تغییرات از جمله افزایش فراوانی و شدت سیلاب های شهری، تنش های حرارتی، کاهش منابع آب و اختلال در عملکرد زیرساخت های حیاتی قرار دارند. در شرایطی که رویکردهای سنتی مهندسی عمدتا بر تحلیل های ایستا، تک سیستمی و مبتنی بر فرضیات خطی استوار هستند، پیچیدگی و عدم قطعیت های ناشی از تغییرات اقلیمی، کارایی این روش ها را با محدودیت مواجه کرده است. از سوی دیگر، وابستگی متقابل بین زیرساخت های سازه ای و سامانه های آبی در مقیاس شهری، ضرورت استفاده از رویکردهای یکپارچه و داده محور را دوچندان می کند. در این پژوهش، یک چارچوب مدل سازی هوشمند و یکپارچه برای ارزیابی و پیش بینی عملکرد هم زمان زیرساخت های سازه ای و آبی در شهرهای ایران ارائه می شود. چارچوب پیشنهادی با بهره گیری از الگوریتم های یادگیری ماشین، تحلیل داده های اقلیمی و شاخص های مهندسی تاب آوری، قادر است رفتار غیرخطی، وابستگی های بین سیستمی و اثرات تجمعی مخاطرات اقلیمی را به صورت پویا مدل سازی کند. در این مدل، داده های اقلیمی به عنوان محرک اصلی، و شاخص های عملکرد سازه ای و آبی به عنوان خروجی های کلیدی در نظر گرفته شده اند و تعامل دوطرفه میان این زیرساخت ها در فرآیند تحلیل لحاظ می شود. به منظور ارزیابی کارایی چارچوب پیشنهادی، مطالعات موردی از شهرهای منتخب ایران با شرایط اقلیمی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل هوشمند یکپارچه، نسبت به روش های متعارف، دقت بالاتری در شناسایی نقاط بحرانی زیرساخت ها داشته و قادر است ریسک های پنهان ناشی از خرابی های زنجیره ای را آشکار سازد. همچنین، خروجی های مدل می تواند به عنوان یک ابزار تصمیم یار موثر برای مدیران شهری در جهت اولویت بندی اقدامات بهسازی، تخصیص بهینه منابع و افزایش تاب آوری شهری در برابر تغییرات اقلیمی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تغییرات اقلیمی ، مدل سازی هوشمند ، زیرساخت های شهری ، مهندسی آب ، تاب آوری شهری ، هوش مصنوعی