Βασισμένος σε Σενάρια Χωροθετικός Σχεδιασμός Συστημάτων Άμεσης Επέμβασης με Χρήση Γενετικών Αλγορίθμων και GIS: Η περίπτωση των τροχαίων ατυχημάτων στην πόλη του Σικάγο

Abstract

Η αύξηση των αστικών μετακινήσεων τις τελευταίες δεκαετίες, με τα τροχαία ατυχήματα να αποτελούν μείζον κοινωνικό και οικονομικό ζήτημα, έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της έρευνας στην οδική ασφάλεια. Μια οπτική του προβλήματος επικεντρώνεται στη βελτίωση της διαδικασίας επέμβασης μετά το συμβάν, με τη διεθνή βιβλιογραφία να καταδεικνύει τη σημαντικότητα της άμεσης και συνολικής ανταπόκρισης στα ατυχήματα. Σε αυτό το πλαίσιο, τα μη επαρκή Συστήματα Άμεσης Επέμβασης (ΣΑΕ) κατέχουν σημαντικό μερίδιο ευθύνης για τις επερχόμενες αρνητικές συνέπειες. Παράλληλα, ο σχεδιασμός των απαιτούμενων ενεργειών για αποτελεσματική αντιμετώπιση του προβλήματος αποτελεί μια ιδιαίτερα πολύπλοκη διαδικασία. Στην παρούσα εργασία, αναπτύχτηκε ένα σύστημα χωροθετικού σχεδιασμού οχημάτων άμεσης επέμβασης, με διαμόρφωση εναλλακτικών σεναρίων όσο αφορά στις κύριες παραμέτρους του προβλήματος (αριθμός διατιθέμενων οχημάτων και μέση ταχύτητα). Η προσέγγιση πραγματοποιήθηκε βάσει Γενετικού Αλγόριθμου (ΓΑ) σε συνεργασία με ένα Γεωγραφικό Πληροφοριακό Σύστημα (ΓΠΣ), με σκοπό τη βέλτιστη εξυπηρέτηση της ζήτησης και παράλληλα τη διερεύνηση της καταλληλότητας του βάθους χρόνου των δεδομένων εισαγωγής. Επιπλέον, αναπτύχθηκε η μεθοδολογία για τον υπολογισμό της ζήτησης βάσει του κόστους ατυχημάτων, με τρόπο ώστε να λαμβάνεται υπόψη η διακύμανση της διαχρονικά. Ως εκ τούτου, ένα σημείο ζήτησης δεν αντιπροσωπεύεται μόνο από τη σοβαρότητα των ατυχημάτων αλλά και από τη σταθερότητα που παρουσιάζει διαχρονικά. Η μελέτη εφαρμόστηκε στην πόλη του Σικάγο, στο Ιλλινόις των Η.Π.Α., με χρήση του πρότυπου χωροθέτησης διπλής κάλυψης (DSM), που σκοπό έχει την αντιμετώπιση της μη διαθεσιμότητας οχημάτων που προκύπτει από τη στοχαστική φύση του προβλήματος.

With traffic accidents being one of the major social and economical issues in respect to the growing urban mobility over the last decades, many researchers and practitioners focus their investigation on the implementation of measures to increase road safety. One aspect of the problem deals with the improvement of the post-crash intervention to the scene of an accident. The need of direct and solid response to such incidents is clearly illustrated in the literature, indicating that insufficient Emergency Medical Services (EMS) share responsibility for the resulting negative impacts, while the steps leading to efficient services require complex planning processes. In this thesis, a location analysis system was developed to support the decision making for the deployment of emergency vehicles, based on a scenario planning approach regarding the major components of the problem (the size of the vehicle fleet and the average speed). This study was implemented using a Genetic Algorithm (GA) solving method, in collaboration with a Geographic Information System (GIS), aiming to identify the optimum locations of the vehicles in the area of interest by achieving adequate coverage of the demand and in parallel to investigate the chronical extend of the data to be incorporated. Furthermore, a method for the calculation of the demand was developed based on the occurring accident costs, taking into consideration the variance over time. Hence, a demand node in not only represented by the accidents’ severity, but also by its stability over the years. The methodological framework is applied in the city of Chicago, Illinois, using the Double Standard Model, which aims to deal with the uncertain availability of the vehicles due to the stochasticity of the problem.