دانلود رایگان ترجمه مقاله مدلی برای کاهش ریسک سونامی در پادانگ (ساینس دایرکت – الزویر 2016)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

در طی تلاش ها به منظور رسیدن به ارتباطی قابل‌اطمینان، هدف مدیران، جامعه رهبران محلی بود تا بتوانند به راحتی مسیر تخلیه تا پناهگاه تا در اختیار آن‌ها قرار دهند. رهبران محلی این اطلاعات را به پیروان همسایه خود ارسال می‏کنند که آن‌ها هم به نوبه خود، این اطلاعات را به افراد دیگر ارسال می‏کنند. این روند همچنان ادامه دارد تا سیستم بتواند اطلاعات موجود را برای اقدام جمعی در اختیار همه افراد قرار دهد (شکل 2). اگر همسایگان محلی تحت تأثیر سونامی باشند، رهبران محلی هشدار را برای آن‌ها ارسال می کنند.
انتقال سریع اطلاعات مهم از دولت به سیاست‌گذاران و سپس به مدیران و مردم، به طور پیوسته توسط شبکه‌های اجتماعی از جمله توئیتر و شبکه‌های بی‌سیم در میان دستگاه های تلفن همراه (شکل 2) انجام می گیرد. تعامل بین همه ذینفعان، مدیریت بحران را بهبود می بخشد. علاوه بر این، فرآیند بازخورد چند مسیره، اطلاعات زمان واقعی را برای سیستم پشتیبان تصمیم‌گیری به منظور افزایش انعطاف پذیری سیستم می دهد.

3. توزیع اطلاعات سونامی مبتنی بر رهبر، آگاه از اجتماع
شبکه های اجتماعی چارچوب انعطاف پذیر و مقرون به صرفه ای را برای تبادل پیام و انتشار محتوا در میان اعضای یک جامعه محلی تهیه می کند. توانایی استفاده از مسیریابی همتا به همتا و ارتباطات بی‌سیم برای توزیع هشدار سونامی و اطلاعات مربوط به تخلیه در مدیریت بحران بسیار مهم است. بدون تکیه به زیرساخت اختصاصی، انتشار محتوا در نواحی بزرگ جغرافیایی می تواند قابلیت اطمینان را کاهش دهد. چالش مهم توسعه یک رویکرد مقیاس‌پذیر و مقرون به صرفه برای رسیدن به جامعه انتشار محتوا است. برای این منظور ما یک روش رهبری برای توسعه یک اجتماع آگاه را که مبتنی بر انتشار محتوا در شرایط بحران است را ارائه کرده ایم.
ایده اصلی از لحاظ آگاه از اجتماع، انتشار محتوای زیرساخت برای تعیین رهبران منتخب در یک جامعه ی در معرض خطر به عنوان حامل اطلاعات سونامی و مهار قدرت اجتماعی است. این اطلاعات پس از دریافت توسط رهبران، توسط پیروان آن‌ها نیز دریافت می گردد. تحقق این هدف منجر به دو موضوع چالش‌برانگیز می گردد که نیاز به تحلیل دارند.
نخستین مرحله مربوط به چگونگی انتخاب رهبران است، درحالی‌که دومی به دنبال روشی برای انتشار قابل‌اعتماد و مقرون به صرفه اطلاعات است. در ادامه، ما ابتدا انتخاب رهبر را به عنوان فرد حامل اطلاعات مورد بررسی قرار داده ایم. ما سپس پروتکلی مقرون به صرفه و کارا برای انتشار اطلاعات سونامی در بین رهبران و پیروان آن‌ها در موقعیت اضطراری ارائه داده ایم.

شکل 2. معماری GIS-SM-DDSS

3.1. انتخاب رهبر
الزامات اصلی طراحی فرآیند انتخاب رهبر، شامل پوشش محلی همسایه ها و مقیاس‌پذیری است. به منظور دستیابی به جامعه اطلاعاتی مقیاس‌پذیر، پوشش محلی باید بهینه باشد. دستیابی به پوشش محلی مستلزم این است که هر یک از اعضای محلی، که احتمال بیشتری در انتخاب به عنوان رهبر دارد، در مدت زمان کوتاهی اطلاعات سونامی را دریافت می کند. قرار گرفتن در معرض یک حمل اطلاعات، منجر می گردد تا هر رهبر با یکی از اعضای جامعه به عنوان همکار عمل کرده و اطلاعات سونامی را انتقال دهند. این روند تا زمانی که اطلاعات به دست تمام اعضای جامعه‏ی در معرض خطر برسد، ادامه می یابد.
پوشش محلی به خصوص در جوامع بزرگ مسئله ی بسیار مهمی است. از یک طرف، تضمین قرار گرفتن اعضای جامعه در مسیر دریافت اطلاعات هشدار سونامی، نیازمند داشتن تعداد زیادی رهبر برای دستیابی به اطمینان بالا است. داشتن تعداد زیادی رهبر به عنوان عوامل انتقال اطلاعات به همسایه‌ها، تأثیر قابل‌توجهی بر روی هزینه و مقیاس‌پذیری اطلاعات سونامی دارد. برای تحلیل این مسئله و رسیدن به یک تجارت متعادل برای به حداقل رساندن حمل و به حداکثر رساندن پوشش محلی، مفهوم “وابستگی محلی” را به عنوان یک متریک در انتخاب حامل و تدوین مسئله انتخاب معرفی می کنیم. با معرفی این متریک، می‌خواهیم تعداد رد و بدل کردن پیام را کاهش داده و سطح پوشش محلی را به میزان مطلوبی برسانیم.
در ادامه، ما ابتدا مسئله انتخاب حداقل رهبر را به طور رسمی توصیف می کنیم. سپس روشی اکتشافی را برای شناسایی تعداد حداقل حاملان برای افزایش پوشش محلی ارائه می دهیم.

3.1.1. مسئله انتخاب حداقل رهبر
ما همسایگانی، مرکب از M مکان و N رهبر کاندید برای رسیدن به پوشش محلی را بررسی می کنیم. مؤلفه M به یک مکان فیزیکی در محله خطر تعلق دارد. اعضای جامعه شامل رهبران نامزد، این مکان ها را با درجه متنوعی از فرکانس ملاقات می کنند.
بر اساس آنچه در بالا ذکر گردید، مسئله انتخاب حداقل رهبر می تواند به صورت یک گراف دوبخشی بدون جهت G=(V,U,E) مدلسازی گردد. در این گراف، V(|V|=M) و U(|U|=N) و E مجموعه مکان‏ها، مجموعه کاندیدها و مجموعه یال ها بین مکان‏ها و کاندیدها را به ترتیب نشان می دهند. هر یال (u,v,au,v) بین مکان vєV و کاندید uєU با یک احتمال tgreshold است و au,vє(0,1] وزن متعلق به (u,v) را نشان می دهد.
در مدل ما au,v احتمال کاندید u در برابر مکان v را در هر نقطه ای از زمان نشان می دهد. در عمل au,v می تواند به عنوان نرخ کلی زمانی u تا v در طول مدت زمان مشاهده تخمین زده شود. چندین فاکتور می توانند برای محاسبه مکان کاندیدها در هر مکان استفاده شوند که شامل فرکانس ملاقات (تعداد ملاقات)، رهبری، وضعیت جامعه، دانش، اعتماد است. در گراف دوبخشی نشان داده‌شده در شکل 4، وزن به ترتیب با 20، 30، 10، 10، 10، 10 و 10 با مجموع 100 نشان داده‌شده است. این وزن ها می توانند برای محاسبه وابستگی هر رهبر کاندید ui(1=<i=<4) در هر مکان vj(1=<j=<3) استفاده شوند.
برای هر وزن vєV، مجموعه Uv={u:uєU,(u,v,au,v)єE} نشانگر مجموعه کاندیدهایی برای یک مکان v است. برای مثالی که در شکل 3 نشان داده‌شده است، Uv1={u1} و Uv2={u1,u2,u3,u4} و Uv3={u1,u2,u4}. وقتی که هر کاندیدی در Uv ، v را با احتمال au,v ملاقات می کند. سپس با احتمال Pv(Uv) که مکانی هست که به وسیله تمام کاندیدها می تواند محاسبه گردد: Pv(Uv)=1-πuєUv(1-au,v) به گونه ای که Pv(Uv) احتمال حداقل یک کاندید را در Uv را در v نشان می دهد. در ساده ترین مورد شکل 3، Pv1(Uv1)=0.6، Pv2(Uv2)=0.946، Pv3(Uv3)=0.64.

شکل 3. گراف دوبخشی متشکل از مکان، کاندید و وابستگی مکانی
با توجه به نمودار G=(V,U,E)، برای هر زیرمجموعه SєU ، احتمال pv(S) با مکان v که توسط کاندید موجود در S ملاقات می شود، می تواند به وسیله جایگذاری Uv در فرمول بالا با S محاسبه شود. نتیجه می شود که . با توجه به thresholud تعیین‌شده π، اگر زیرمجموعه UleaєU برای هر vєV است به این معنی که مکان ملاقات شده به وسیله کاندید Uled با احتمال pv(Uled)>=π است. بنابراین می توانیم ادعا کنیم که تمام مکان ها به وسیله Uled پوشش داده می شوند.
مجموعه پوشش Uled با احتمال π در هر زمانی و برای هر مکانی vєV تضمین شده است. در نتیجه، غیر رهبران که مکانی را در زمان t ملاقات می کنند، می توانند با رهبر در تماس بوده و محتوا را دریافت کنند. چالش موجود یافتن تغییرات کارا و قابل‌اعتماد است.