مزایا و معایب شبیه سازی مونت کالو

شبیه سازی مونت کالو دارای مزایایی به شرح ذیل بوده است:

• • کاربرد آن پس از توسعه برنامه رایانه ای مربوطه آسان بوده و در این خصوص نرم افزارهای متعددی نیز موجود بوده است.

• برخلاف رویکردهای تحلیلی و یا رویکردهایی که راه حل هایی بسته ارائه می نمایند، در شبیه سازی مونت کارلو می توان فرآیندهای تصادفی پیشرفته تر از حرکت هندسی براونی را نیز ملحوظ نمود.
• در شبیه سازی مونت کارلو هیچ مورد و مشکلی برای اداره عوامل ریسک چندگانه ، همبستگی ها و دنباله های پهن وجود نداشته است.
• تعدیل و بهبود روش های شبیه سازی مونت کارلو آسان بوده است.
• برخلاف بسیاری از رویکردهای تحلیلی، در شبیه سازی مونت کارلو هیچ مسئله ای در رابطه با پیچیدگی های مربوط به وابستگی مسیر وجود ندارد.
• می توان از شبیه سازی مونت کارلو برای سبدهایی با ابزارهای ناهمگن و یا پیچیده مانند اوراق مشتقه اعتباری، اوراق بهادار با پشتوانه وام های رهنی و غیره نیز استفاده نمود.
• روش های شبیه سازی مونت کارلو را می توان به طرز قابل ملاحظه ای برای افزایش دقت و یا کاهش زمان محاسبه، پالایش نمود.
• شبیه سازی مونت کارلو می تواندشاخص هایی از دقت نتایج حاصله را نیز مشخص نموده و ارائه نماید. همچنین در این روش برآورد فواصل اطمینان بر اساس شاخص های پیش گفته بسیار ساده بوده است.
• در شبیه سازی مونت کارلو به راحتی می توان دقت نتایج را با افزایش تعداد تکرارها یا به بیان دیگر شبیه سازی ها افزایش داد.

برخی از معایب رویکرد شبیه سازی مونت کارلو عبارت است از:

• به علت تعداد محاسبات زیاد مورد نیاز ممکن است سرعت پاسخگویی آن بسیار کند باشد. خصوصا زمانی که با تعداد زیادی از عوامل ریسک سروکار داریم.
• در برخورد با مسائلی که ابعاد کمی دارند، نسبت به روش های تحلیلی از کارایی کمتری برخوردار بوده است.
• گاهی اوقات درک آنها مشکل بوده و اغلب برای کاربرد آن به مهارت های برنامه نویسی نیاز بوده است.

در نهایت بایستی عنوان نمود که یکی از عمده ترین ایرادات وارده بر روش شبیه سازی مونت کارلو سرعت همگرایی پایین آن بوده که این مسئله سرعت نیل به جواب را در این روش به مقدار قابل توجهی کاهش داده و شبیه سازی ها و تکرارهای متعدد را جهت دستیابی به جوابی قابل قبول ضروری ساخته است. جهت رفع ایراد پیش گفته و افزایش سرعت همگرایی در روش شبیه سازی مونت کارلو از روش های کاهش واریانس استفاده می شود.

روش های کاهش واریانس که دامنه گسترده ای از روش های مختلف مانند متغیرهای نقیض، کنترل نوسانات و نمونه گیری اهمیت را شامل می شوند به دنبال افزایش سرعت همگرایی در روش شبیه سازی مونت کارلو بوده اند. راه حل دیگر جهت بهبود سرعت نیل به جواب، استفاده از روش شبیه سازی شبه مونت کالو بوده است که در آن به جای استفاده از دنباله های تصادفی از دنباله های کم پراکنده استفاده می شود. در این روش تمرکز اصلی بر تولید اعدادی بوده است که بتوانند به صورتی یکنواخت تمام دامنه مسئله را پوشش دهند. ( معارفیان، 1389 ، ص73-74)

• فاجعه‌ها

خطر می‌تواند به صورت اتفاقی نادر و سخت که اثراتی منفی بر جان، مال و محیط اطراف ما  دارد، تعریف شودو این ممکن است به یک فاجعه منجر شود [5]. لذا هر رویدادی که جان ، مال و محیط اطراف ما را به خطر می‌اندازد و ویران می‌کند، می‌تواند به عنوان یک فاجعه در نظر گرفته‌ شود. به بیان دیگر فاجعه‌ها می‌توانند درد و ناراحتی زیادی برای بشریت به‌وجود آورند و فعالیت‌های روزمره را مختل سازند.

برخی پژوهش‌گران مانند کنی و راسل باور دارند که فجایع واقعی فجایع اقتصادی هستند [6،7]. به این دلیل که سیستم مدیریت فاجعه بهتر، نیازمند سرمایه‌گذاری بلند‌مدت در زیر‌ساخت و آگاهی عمومی است. اکیهال [8] می‌گوید که فجایع هنگامی که نوسانات سیستم‌های زیست‌محیطی و زمین‌شناسی بیش از کران ظرفیت جذب این‌گونه نوسانات باشد، رخ‌می‌دهند.

• طبقه‌بندی فجایع

فجایع به دو طبقه اصلی فجایع طبیعی و فجایع ساخت بشر تقسیم می‌شوند [5]. بلایای طبیعی نتایج مستقیم یا غیر مستقیم رخ‌دادهای طبیعی هستند، که منشأشان می‌تواند از سه منبع اصلی هواشناسی، زمین‌شناسی و زیست‌شناسی باشد [9]. شکل 2-1 تعداد رخ‌دادهای هر طبقه از بلایای طبیعی را با توجه به منبع آن‌ ها در قرن اخیر مقایسه می‌کند.این شکل به وضوح الگوی رشد متمایز فجایع هواشناسی را در مقایسه با سایر انواع بلایای طبیعی نشان می‌دهد، که می‌تواند به تغییرات آب و هوا و گرم شدن جهانی نسبت ‌داده ‌شود. بلایای طبیعی مانند طوفان، زلزله، سیل، خشک‌سالی، بیماری‌های همه‌گیر و فعالیت‌های آتشفشانی هستند (شکل2-2 را برای طبقه‌بندی جامع‌تر از بلایای طبیعی و نرخ رخ‌دادشان در سال‌های 1990 الی 2005 ببینید). از سوی دیگر، بلایای ساخت ‌بشر یا بلایای تکنولوژیکی نتایج مستقیم فعالیت‌های انسانی می‌باشند، خواه به‌طور عمد (جنگ و حمله تروریستی) و خواه غیرعمد (سوانح صنعتی و شکستن زیرساخت‌ها). فجایع اثرات زیان‌بار متعددی شامل از دست رفتن جان انسان‌ها، ویرانی زیرساخت‌ها و گسستگی شرایط اقتصادی را در پی دارند. لازم به ذکر است، که رویدادهای پرخطر که خارج از محل سکونت انسان اتفاق ‌می‌افتند، فاجعه نیست. مثلاً یک زلزله شدید که در بیابان خالی از سکنه اتفاق ‌می‌افتد تأثیر اندکی بر جان یا محیط اطراف انسان‌ها دارد و بنابراین یک فاجعه نیست. یک چنین زلزله‌ای در منطقه‌ای پرجمعیت، رویدادی فاجعه‌بار تلقی می‌شود.

  Cuny and Russell

Akkihal

• تأثیرات فجایع بر ملت‌ها

فجایع با تلفات و ویرانی‌های انبوه شناخته شده‌اند. در قدیم، به‌دلیل کمبود برنامه‌ریزی از پیش تعیین‌شده و ظرفیت‌های محدود جوامع در پاسخ‌گویی به رویدادهای فاجعه‌بار در دامنه‌ی وسیع، فاجعه می‌توانست تا از میان بردن کل جامعه به پیش برود (فوران فاجعه‌بار آتشفشان وزوو شهر پمپی را دفن کرد). هنوز فجایع تلفات و خسارت‌های بسیاری را به دلیل اقدامات پیش‌گیرانه غیرموثر، آمادگی ناکامل و سیستم‌های لجستیک نجات ضعیف، به بار می‌آورند.

کمی‌سازی اثرات فجایع، درک ما را از تأثیرات غیر‌قابل جبران فجایع افزایش می‌دهد (جدول‌های 2-1،2-2 و2-3). عامل‌های اولیه‌ای که در تحلیل هر فاجعه باید در‌نظر‌گرفته‌شوند، معمولاً تعداد تلفات انسانی و مردم آواره هستند. جدول 2-1 آمار فاجعه را در چهار کشور چین، هند، ایران و ایالات متحده نشان‌می‌دهد. در دوره بیست‌وهشت ساله در نظر گرفته‌شده، 376000 نفر، تنها در این چهار کشور کشته شده‌اند. بر اساس داده‌های آماری قرن بیستم، بیش از سه و نیم میلیون نفر تحت تأثیر بلایای طبیعی مانند سیلاب‌ها، زلزله‌ها و فوران آتشفشان (قحطی در این جمع محاسبه نشده‌است) کشته شده‌اند[15]. تخمین‌زده می‌شود که پانزده میلیون نفر در اثر فجایع در هزاره دوم جان خود را از دست داده‌اند[16].

سایر عامل‌های مهم در تحلیل فاجعه هزینه عملیات نجات و آسیب اقتصادی فجایع هستند. در یک دهه اخیر، پول زیادی بر اثر فجایع از بین رفت یا هزینه شد. در سال 2003، در حدود شش بیلیون دلار در عملیات نجات بشر در سراسر جهان خرج شد. در بیست‌و‌دوم مارچ سال 2005، 4/6 بیلیون دلار، تنها برای پاسخ به سونامی هزینه شده‌ است[17]. جدول 2-2 ضرر اقتصادی ایجادشده از وقوع بلایای طبیعی و جدول 2-3 ضرر اقتصادی ناشی از فجایع ساخت بشر را نشان می‌دهند. فجایع طبیعی نزدیک به 1200 بیلیون دلار خسارت و ضرر اقتصادی را در سال‌های 1991-2005 تحمیل کرده‌اند [13]. برای مثال، بسیاری از بخش‌های اقتصادی کشورهای آسیایی شامل ماهی‌گیری، کشاورزی، دام‌داری، توریست و شغل‌های کوچک به شدت در اثر سونامی سال 2004 ضربه خوردند [18]. تنها در ایالات متحده ضربه اقتصادی بیش از 483 بیلیون دلار در اثر 601 فاجعه در سال‌های 1980-2008 گزارش شده‌است. جدول 2-4 نتایج برخی از رایج‌ترین بلایای طبیعی را خلاصه ‌می‌کند. یک تحلیل کوتاه این جدول نشان‌می‌دهد که علاوه بر تلفات و از‌بین‌رفتن خانه‌ها و زیر‌ساخت‌ها، فاجعه‌ها هم‌چنین می‌توانند به تخریب‌های اجتماعی-اقتصادی مانند بی‌کاری، مهاجرت، توقف تجارت روزانه و فعالیت‌های صنعتی منجر شوند. لذا طراحی اقدامات پیش‌گیرانه و برنامه‌های بهبودبخش ضروری هستند.

جدول2-1- خسارت‌های ناشی از فجایع در چهار کشور در طی سال‌های 1980 الی 2008 [12] .

Vesuvius

Pompeii

• چرخه سیستم  مدیریت  فاجعه

مدیریت فاجعه می‌تواند به عنوان انتظام دوری کردن و سروکار داشتن با ریسک تعریف شود [20]. به بیان دیگر، مدیریت فاجعه مجموعه‌ای از فرایندهای طراحی ‌شده برای اجرا در دوره‌های قبل، حین و پس از فاجعه است که تأثیر فجایع را کم ، یا از آن‌ ها جلوگیری می‌کند. این انتظام شامل آمادگی قبل از فاجعه، پاسخ به آن و در نهایت پشتیبانی و دوباره‌سازی جامعه پس از تکمیل فعالیت‌های نجات است. به دلیل این‌که فجایع تهدیدی دایمی محسوب می‌شوند، سیستم‌های مدیریت فاجعه باید به‌طور پیوسته نظارت شوند و بهبود یابند. موفقیت این سیستم‌ها به هماهنگی و همکاری مؤثر و کارای سازمان‌های مشترک در عملیات نجات بستگی دارد.

باید در نظر داشت که موفقیت هر سیستم مدیریت فاجعه به‌ویژه به خصوصیت‌های منطقه آسیب‌دیده، علاوه بر ویژگی‌ها و شدت هر فاجعه، بستگی دارد. به عنوان مثال، علاوه بر آمادگی لجستیکی معمول کشورها، عامل‌هایی نظیر حمل‌و‌نقل، زیرساخت‌ها و سیستم‌های ارتباطی، شرایط محیطی و جغرافیایی، زمان رخ‌داد در طول شبانه‌روز و سال تأثیر به‌سزایی در سطح تلفات و ویرانی‌های فاجعه دارند.

جدول2-5- فعالیت‌های اصلی در چرخه عمر سیستم‌های مدیریت فاجعه.

• کاهش اثرات

مقیاس‌های کاهش می‌کوشند از خطرات پیش‌گیری کنند تا به فاجعه تبدیل نشوند، یا تأثیرات ویران‌گر آن‌ ها را از‌ بین‌ ببرند. این فاز با سه فاز دیگر از لحاظ نیاز به برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری بلند‌مدت متفاوت است [22]. به‌ دلیل طبیعت اقدام‌های پیش‌گیرانه، کاهش مؤثرترین و مهم‌ترین فاز مقابله با اثرات فاجعه است. اقدامات اجرا شده در این فاز می‌توانند به دو دسته ساختاری و غیرساختاری طبقه‌بندی شوند [20]. اقدامات ساختاری از پیشرفت‌های تکنولوژیکی برای کاهش اثرات فاجعه استفاده‌می‌کنند (سطوح سیل، مقاوم سازی ساختمان‌های موجود و مقاوم سازی اتصالات مهم مانند پل در شبکه حمل‌ و ‌نقل) .

• آمادگی

در این فاز برنامه‌ها و راه‌ حل‌ هایی برای حالتی که فاجعه اتفاق بیفتد، طرح‌ریزی می‌شوند. مثال‌هایی از این برنامه‌ها، پیش‌برنامه‌ریزی لجستیک عملیات نجات (مکان‌یابی تسهیلات لازم، جمع‌ آوری موارد ضروری و انتقال مردم، تجهیزات و …)، طرح‌ریزی برنامه‌های ارتباطات، تعریف مسئولیت‌های هر یک از سازمان‌های نجات شرکت کننده، هماهنگی عملیات و آموزش پرسنل نجات.

• پاسخ

این فاز نیازمند بسیج فوری پرسنل، تجهیزات و موارد ضروری به منطقه فاجعه‌دیده است. در مجموع ترکیبی از بسته‌های دارویی، نیروهای پلیس و ارتش، آتش‌نشان‌ها، واحدهای جست‌وجو با وسایل نقلیه و تجهیزات ضروری، درست پس از فاجعه با توجه به شدت و گسترش فاجعه مستقر می‌شوند. اقدامات بعدی معمولاً شامل پشتیبانی نیروهای انسانی، تجهیزات، کالاهای ضروری (به عنوان مثال عرضه‌های اولیه مانند غذا، آب آشامیدنی، لباس، چادر، ساختمان‌های موقت و دارو)، نیروهای داوطلب و سازمان‌های غیر‌دولتی هستند. آماده‌بودن یک برنامه، پاسخ مؤثر برای هماهنگی نیروهای نجات و عملیات آن، برای موفقیت سیستم مدیریت فاجعه حیاتی هستند.

• بهبود

هدف اصلی این فاز دوباره‌سازی مناطق فاجعه‌دیده و برگرداندن آن‌ ها به وضعیت قبلی است. این فاز به طور عمده با نیاز دوم مردم مانند بازیابی و دوباره‌سازی منازل و تسهیلات شهری مرتبط است. یکی از اصلی‌ترین فرصت‌های این فاز استفاده از تکنیک‌های اساسی کاهش خطرات برای افزایش و بهبود زیرساخت‌ها و شرایط منطقه آسیب‌دیده است.[23]

• لجستیک بشردوستانه

لجستیک بشردوستانه شاخه‌ای از لجستیک است که با فازهای آمادگی و پاسخ یک سیستم مدیریت فاجعه در ارتباط است. لجستیک بشردوستانه می‌تواند این‌گونه تعریف شود: فرایند برنامه‌ریزی، اجرا و کنترل کارای جریان و انبارش مقرون‌به‌صرفه کالاها و اطلاعات مربوط، از نقطه مبدأ تا نقطه مصرف با هدف کاهش درد و رنج مردم آسیب‌دیده. عملکرد آن دربرگیرنده دامنه‌ای از فعالیت‌ها شامل آمادگی، برنامه‌ریزی، تدارکات، حمل‌ونقل، انبارداری، ردیابی و ترخیص کالا از گمرک است[4].

لجستیک‌های بشردوستانه برای اثربخشی و سرعت برنامه‌ها و عملیات نجات حیاتی است [24]. برای سیستم‌های لجستیک، ضروری است که درطی دوره‌های قبلی و پس از فاجعه کالا، آب، دارو و سایر عرضه‌ها را تهیه و انبارش کنند و نیروی انسانی، ماشین آلات، تجهیزات ضروری و مردم آسیب‌دیده را نیز منتقل کنند.

تنوع عملیات لجستیکی نجات آن‌چنان گسترده هستند که لجستیک بشردوستانه گران‌ترین بخش عملیات نجات فاجعه است و تقریباً 80% آن را دربرمی‌گیرد [25]. هم‌چنین، عملیات نجات نیازمند اعمال تعدادی از وسایل نقلیه لجستیکی، تجهیزات و پرسنل است. به عنوان مثال، در زلزله ونچوان در دوازدهم ماه می سال دوهزار‌و‌هشت در چین [26]، شش هواپیمای باربری و نوزده هلیکوپتر در طی بیست وچهار ساعت به منطقه فرستاده شدند. در حدود 5800 پرسنل نجات و پزشک ارتش و 150 تن از عرضه‌ها به منطقه آسیب‌دیده منتقل شدند. اجرای مؤثر و کارای این عملیات گسترده، با در نظر گرفتن طبیعت بی‌نظم و آشفته وضعیت پس از فاجعه (به عنوان مثال، وحشت عمومی، از بین رفتن زیرساخت‌های ارتباطات و حمل‌ونقل) در حقیقت عملیات پیچیده و سختی بوده‌اند.

Wenchuan