اختصاص منابع اقتصادي جهت كاهش ريسك لرزه ‏اي‎ منطقه‏ اي‎ با استفاده از مدل بهينه‎سازي‎ تصادفي‎ و يقيني مطالعه‌ي موردي: شهر تهران

Resource allocation for regional earthquake risk mitigation considering equtty, using two stage stochastic and deterministic programming; Case study: Tehran

اين پژوهش با هدف ارايه‌ي روشي براي ارزيابي و تعيين اولويت اقدامات كاهش ريسك لرزه‏اي‎ در كشورهاي لرزه‌خيز در حال توسعه و اختصاص بودجه‌ي لازم به اين اقدامات و ياري دادن مديران و تصميم‌گيرندگان در اين امر انجام شده است. بنابراين يك مدل برنامه‎ريزي بهينه‎سازي‎ تصادفي (احتمالي) دو مرحله‏اي‎ توسعه داده شده است تا منابع اقتصادي اختصاص يافته به راهكارهاي كاهش ريسك لرزه‏اي‎ (مقاوم‌سازي) و بازسازي پس از زلزله‎هاي احتمالي آينده را در سطح منطقه‏اي‎ بهينه سازد. اين مدل پيشنهادي راهبردهاي كاهش ريسك‌هاي موجود را با هدف كمينه كردن هزينه‌هاي مقاوم‎سازي‎، بازسازي و ريسك خسارت اقتصادي بيش از حد مجاز مورد جستجو قرار مي‎دهد تا راهكار بهينه را با توجه به محدوديت‌هاي موجود پيدا كند. براي نشان دادن قابليت كاربردي مدل پيشنهادي، نواحي ساختماني شهر تهران مورد تحليل قرار گرفته است. بنابراين داده‎ها‎ي ساختماني ناحيه‌ي مورد مطالعه، به همراه توابع آسيب‌پذيري اين ساختمان‌ها و ويژگي‌هاي خطر لرزه‎اي‎ منطقه‌اي براي ارزيابي احتمالي ريسك منطقه‌ي مورد مطالعه به كار گرفته شده‎اند. نتايج تحليل مدل پيشنهادي به صورت تغييرات هزينه‎ها‎ي مقاوم‌سازي‎ با موقعيت جغرافيايي و بر حسب نوع سازه و سطح طراحي لرزه‌اي ارايه شده است. براي بررسي مدل پيشنهادي از ديدگاه در نظر گرفتن عدم قطعيت وقوع زلزله‎ها و همچنين نشان دادن برتري‌هاي مدل برنامه‎ريزي تصادفي نسبت به مدل‌هاي بهينه‎سازي يقيني، مدل يقيني متناظر با مدل تصادفي پيشنهادي،‎ ارايه و تحليل‌هايي نيز بر مبناي اين مدل انجام شده است. در پايان نتايج اين تحليل‌ها با نتايج تحليل مدل تصادفي مورد مقايسه قرار گرفته است.

This paper is presented with the aim of finding optimum methodology to prioritize the seismic risk mitigation strategies in earthquake hazard prone areas and financing them which could help decision makers in earthquake risk mitigation process. Therefore, a two-stage stochastic model is developed to optimize funds allocation for risk reduction measures (retrofitting of buildings) and reconstruction measures after potential earthquakes in a regional level. The proposed stochastic model seeks optimized strategy towards risk reduction based on minimizing various criteria such as mitigation expenditures, reconstruction costs, and excess reconstruction expenditures induced by probable earthquakes. In order to present the functionality of the proposed stochastic method, the approach is applied for a pilot area in Tehran. Therefore building stocks for the pilot area besides structural vulnerability functions for them as well as regional seismic hazard characteristics are modeled to compile a probabilistic seismic risk model for the pilot region. Results illustrate the variation of mitigation expenditures in particular, structural retrofitting expenditures by location and structural type for buildings in this region. In addition, in order to investigate the consideration of uncertainty related to the probable earthquakes and demonstrate the advantages of stochastic programming compared to deterministic programming, a deterministic programming and such approach are discussed here and some pilot studies are designed and performed. The results of these studies are compared with the pilot analyses done based on proposed stochastic programming.