وبلاگ

26
3-2 پیدایش الگوریتم ژنتیک 27
3-3 الگوریتم ژنتیک 28
3-3-1 عملگرهای اصلی GA 29
3-3-1-1 روش های کدگذاری 29
3-3-1-2 جمعیت اولیه 31
3-3-1-3 تابع برازندگی 32
3-3-1-4 انتخاب 32
3-3-1-4-1 انتخاب چرخ گردان  (RWS) 33
3-3-1-4-2 انتخاب رقابتی 34
3-3-1-5 ادغام 35
3-3-1-6 جهش 37
3-3-1-6-1  احتمال جهش )) 38
3-3-1-7 سایر عملگرهای ژنتیکی 38
3-3-2 الگوریتم ژنتیک با نخبه سالاری ساده 38
3-3-3 روش های جایگزینی 39
3-3-4 معیار همگرایی 40
3-3-5 معیار عملکرد 41
3-3-6 تفاوت GA با روش های مرسوم بهینه‌سازی ]21[ 41
3-3-7 نقاط قوت GA 42
3-3-8  نقاط ضعف GA 42
3-3-9 در چه مواقعی از GA استفاده میشود 43
3-3-10 کاربردهای GA 43
3-4 بهینه سازی پارامتر های فرایندی پیل سوختی با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک 44
3-4-1 استفاده از حل تحلیلی در الگوریتم ژنتیک حاضر 44
3-4-1-1 استفاده از آزمایشات عملی 45
3-4-1-2 استفاده از حلCFD 46
3-4-1-3 استفاده از حل تحلیلی 46
3-4-2 تعریف تابع برازندگی 47
3-4-3 برنامه نویسی در محیط Manuscript File نرم افزار MATLAB 48
3-4-4 استفاده از الگوریتم ژنتیک نخبه گرا 48
3-4-4-1 کدگذاری مقادیر پارامترها 48
3-4-4-2 انتخاب تعداد جمعیت اولیه و تعداد نسل ها 49
3-4-4-3 اعمال اپراتور پیوند و جهش در الگوریتم ژنتیک حاضر 50
3-4-5 استفاده از Lookup Table در محیط MATLAB Simulink 50
3-4-6 دلیل انتخاب 3 پارامتر حاضر جهت بهینه‌سازی 52
فصل چهارم: 53
4-1 مدلسازی پیل سوختی پلیمری با بهره گرفتن از حل تحلیلی 54
4-1-1 مدلسازی کانال 54
4-1-2 مدلسازی MEA 55
4-1-3 متدولوژی حل معادلات 57
4-2 معتبر سازی مدلسازی با آزمایشات عملی 57
4-3 پارامترهای ثابت مدلسازی 61
فصل پنجم: 62
5-1 مقادیر برازندگی های به دست آمده از حل تحلیلی 63
5-2 اجرای الگوریتم ژنتیک لینک شده با MATLAB Simulink 63
5-3 تاثیر دما بر عملکرد پیل سوختی 65
5-4 تاثیر فشار بر عملکرد پیل سوختی 66
5-5 اهمیت فشار آند نسبت به فشار کاتد 67
5-6 نمودارهای سه بعدی دما-فشار 70
فصل ششم: 72
6-1 نتیجه گیری 73
6-2 پیشنهادات 74
فهرست مراجع 75
پیوست الف 78
برنامه MATLAB لینک شده با MATLAB Simulink 78
پیوست ب 84
جداول Simulink و منحنی های دو بعدی و سه بعدی بیشینه توان 84
 
 
فهرست اشکال
فهرست اشکال 11
شكل (1-1) ایجاد جریان الكترسیته مستقیم از پیل سوختی در یک مرحله ]2[ 3
شكل (2-1) روند توسعه پیل سوختی]  2[ 12
شكل (2-2) پیل‌های سوختی در آپولو ] 2 [ 13
شكل (2-3) خودرویی با سوخت هیدروژنی ]2[ 14
شكل (2-4) انتشارات ثبت شده سالانه در جامعه جهانی ] 2 [ 15
شكل (2-5) انواع پیل سوختی همراه با نوع واكنش و دمای كاركرد آنان ]2[ 18
شكل (2-6) اساس عملكرد پیل سوختی پلیمری ]2[ 19
شكل (2-7) مجموعه‌ای از كاربردهای مختلف پیل‌های سوختی ]2[ 23
شكل (3-1) طبقه‌بندی كلی روش‌های بهینه‌سازی] 19[ 27
شكل(3-2 ) نمودار گردشی الگوریتم ژنتیک 30
شكل (3-3) انتخاب چرخ‌‌گردان 34
(شکل 3-4) پیوند یک نقطه‌ای 36
شکل (3-5) الگوریتم ژنتیک با بکارگیری مفهوم نخبه‌سالاری 40
شكل (3-6) تعیین مقدار ماکزیموم بعنوان تابع برازندگی 47
شکل (3-7) نمودارالگوریتم ژنتیک بکار گرفته شده در تحقیق حاضر 49
شکل (3-8) بلوک دیاگرام مورد استفاده درفشار جزیی آند 5 بار 52
شکل (4-1) روند حل معادلات پیل سوختی 57
شکل (4-2) پیل سوختی و دستگاه تست پژوهشگاه دانشگاه 58
C60 و فشار متغیر 59
شکل (4-4) مقایسه نتایج مدلسازی و آزمایشات عملی در فشار ثابت 1 بار و دمای متغیر 60
شکل (5-1) سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک لینک شده باMATLAB Simulink ُُُ 64
C75 67
شکل (5-3) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابرمقادیر بهینه 68
شکل (5-4) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه 68
شکل (5-5) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشار کاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه 69
شکل (5-6) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشارکاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه 70
شکل (5-7) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف آند. فشار کاتد ثابت و برابر فشار بهینه کاتد 71
شکل (5-8) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف کاتد. فشار آند ثابت و برابر فشار بهینه آند 71
شکل (ب-1) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 5 بار 95
شکل (ب-2) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 5/4 بار 96
شکل (ب-3) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 4 بار 97
شکل (ب-4) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 5/3 بار 98
شکل (ب-5) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 3 بار 99
شکل (ب-6) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 5/2 بار 100
شکل (ب-7) بیشینه توان بر حسب دمای سلول و فشار کاتد، فشار آند ثابت و برابر 2 بار 101

فهرست جداول
جدول (3-1) دامنه مقادیر در نظر گرفته شده برای پارامترها 49
جدول (3-2) مقادیر پارامترهای الگوریتم ژنتیک 50
جدول (4-1) مشخصات MEA مورد استفاده 58
جدول (4-2) مقادیر پارامترهای هندسی و نرخ جریان ورودی در دو طرف 60
جدول (4-3) مقادیر پارامترهای مدلسازی پیل سوختی پلیمری 61
جدول (5-1) مقادیر بهینه به دست آمده از الگوریتم ژنتیک برای پارامتر های فرایندی 64
جدول (5-2) مقایسه مقادیر بهینه بدست آمده  با آزمایشات عملی سلیمان و همکارش ]1[ 65
جدول (ب-1) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5 بار 85
جدول (ب-2) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5/4 بار 86
جدول (ب-3) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 4 بار 87
جدول (ب-4) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5/3 بار 88
جدول (ب-5) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 3 بار 89
جدول (ب-6) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5/2 بار 90
جدول (ب-7) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 2 بار 91
جدول (ب-8) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5/1 بار 92
جدول (ب-9) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 1 بار 93
جدول (ب-10) مقادیر ماکزیمم توان برای دماها و فشارهای کاتد مختلف، فشار آند ثابت و برابر 5/0 بار 94
لیست علائم و اختصارات
 
سطح (cm2)
غلضت مولی (mol cm-3)
ضریب نفوذ (cm2 s-1)
پتانسیل الکتریکی (V)
ثابت فارادی (96,487 C mol-1)
ارتفاع کانال (cm)
چگالی جریان (A cm-2)
چگالی جریان (A cm-2)
چگالی جریان مرجع (A cm-2)
قابلیت نفوذ
وزن مولکولی (kg mol-1)
نرخ جریان مولی (kg cm-2 s-1)
فشار (Pa)
ثابت جهانی گازها (8.314 J mol-1 K-1)
نرخ مصرف (mol s-1cm-2)
دما (K)
سرعت سیال در کانال (cm s-1)
سرعت در راستای عمود بر صفحه غشا (cm s-1)
ولتاژ سلول (V)
مختصات راستای کانال (cm)، کسر مولی
مختصات عمود بر صفحه غشا (cm)
ضریب خالص انتقال آب، ضریب انتقال بار
ویسکوزیته گاز (kg m-1s-1)
پتانسیل اتلافی (v)
چگالی (kg m-3)
ویسکوزیته سینماتیکی (cm2 s-1)
بالا نویس
شمارنده
مقدار مرجع
مقدار موثر
زیر نویس
کانال
مقدار موثر
سمت آند
سمت کاتد
هیدروژن
آب
اکسیژن
فعال
حالت پایه
کاهش اهمی
کلی
پخش آند
پخش کاتد
اختصارات
GA      الگوریتم ژنتیک
MEA   مجموعه غشا
CFD دینامیک سیالات محاسباتی

پیش‌ گفتار

دو مشكل اساسی در استفاده از سوخت‌های فسیلی كه بیش از %80 تقاضای انرژی مورد مصرف را تشكیل می‌دهند وجود دارد. مشكل اول در محدودیت آنهاست به‌طوری‌كه در آینده‌ای نزدیک این سوخت‌ها به پایان می‌رسند. براساس تخمینی كه كمپانی‌های نفتی ارائه كرده‌اند، بین سالهای 2015 تا 2030 میزان مصرف نفت خام، گاز‌طبیعی و سوخت‌های فسیلی به بیشترین مقدار خود می‌رسند و از آن پس منابع فسیلی با كاهش چشمگیری روبرو خواهند بود.
مشكل دوم در استفاده از سوخت‌های فسیلی، مشكل زیست محیطی آنان است مانند تغییرات آب‌و‌هوایی، گرم‌شدن كلی محیط، ذوب شدن یخ‌های موجود در كره زمین، ایجاد باران‌های اسیدی، نقصان لایه ازن، خرابی مناطق كشاورزی و جنگلها بعلت استخراج بیش از اندازه زغال‌سنگ از معادن و از همه مهمتر مشكل آلایندگی و آلودگی محیط زیست كه شرایط زندگی را نابسامان خواهد كرد. پیش از سال 1970، سیستم‌های انرژی هیدروژنی برای رفع این دو مشكل اساسی پیشنهاد شده بود و از آن سالها دانشمندان بسیاری در جهت بكار‌گیری این سیستم‌ها و توسعه آنان تلاش كردند.
هیدروژن یک انرژی قابل حمل با خصوصیات منحصر به فرد است. سوختی پاك با راندمان خروجی بالا، سبك و در دسترس است. یكی از خصوصیات ویژه آن، نوع كاربرد آن در فرایند‌های الكترو‌شیمی است كه می‌تواند در صورت كاربرد در پیل‌های سوختی، انرژی الكتریكی تولید كند كه در مقایسه با انرژی سوخت‌های فسیلی راندمان بسیار بالاتر و مزایای ویژه‌ای دارد. در 20 سال گذشته توسعه و بكارگیری این سیستم‌ها قوت چندانی گرفته است.

کاهش ابعاد مدارات دیجیتال و ترانزیستورها یکی از چالش های امروزه در طراحی و ساخت مدارات مجتمع می باشد که با توجه به نیاز روزافزون به استفاده از مدراهای مجتمع این چالش، کاهش ابعاد همراه با عوامل ناخواسته از قبیل افزایش جریان نشتی در ساختمان و معماری این مدارها می باشد. با توجه به این نکته که یکی از ابزارهای مورد استفاده در ساخت و طراحی سیستم­های دیجیتال گیت قابل برنامه ریزی میدانی می باشد که این ابزار در ساخت و طراحی بسیاری از سیستم ها کاربرد دارد                          (Lamoureux  and Luk 2008, 338-345). این ابزار دارای اجزای مختلفی می باشد که قابلیت پیکر بندی و برنامه ­ریزی را دارا می باشد (Lamoureux  and Luk 2008, 338-345; Naji 2004, 1055-1081).
یکی از توانمندی­های گیت قابل برنامه این است که می توان هر مدار دیجیتالی را توسط این ابزار پیاده سازی کرد. گیت قابل برنامه ریزی میدانی از بلوک های های منطقی قابل پیکربندی “1” تشکیل شده است (Lamoureux  and Luk 2008, 338-345). علاوه بر مورد ذکر

 شده در قسمت قبل اجزای دیگری نیز درگیت قابل برنامه ریزی میدانی از قبیل واحدهای محاسباتی و رابط های ورودی وخروجی که به شکل بلوک های مجزایی هستند و سوییچ های مسیریابی شکل 1-1 ،”2″ می باشند که کار این ابزار برقراری ارتباط بین بلوک های منطقی می باشد.

شکل 1-1: سوئیچ های مسیریابی

 
ساختار بلوک های منطقی قابل پیکربندی شکل 1-2 شامل جداول صحت”3″ می باشد که در انواع تجاری این ابزار جداول صحت شکل 1-3 معمولا دارای 4 ورودی بوده این جداول صحت قابلیت برنامه ریزی انواع توابع دیجیتال ترکیبی 4 ورودی را دارا می باشند (Ebrahimi et al 2011, 12–20).

شکل 1-2: جداول صحت

 
یکی از قسمت های اصلی در جداول صحت سلول های حافظه “4”می باشند که جداول درستی توابع دیجیال را نگهداری می کنند بر اساس محتویات سلول های حافظه و انتخاب سلول های مورد نظر که به ورودی یک مالتی پلکسر اعمال می گردند یک بردار به ورودی تابع دیجیتال اعمال می گردد که این بردار شامل مقادیر جدول صحت می باشد.
 
 

شکل 1-3: مالتی پلکسر چهار ورودی

 
بخش دیگری که از سلول­های حافظه در معماری بلوک های منطقی قابل پیکربندی استفاده می کند   سوییچ­های مسیریابی که ارتباط بین بلوک ها را میسر می سازند.

. 38
4-2- منابع: 38
4-3- مولفه دسترسی: 44
4-3- 1- دسترسی به آب بهداشتی.. 45
4-4- ظرفیت: 49
4-4-2 سرانه زمین‌های کشاورزی.. 50
شکل 4-4-3 مولفه ظرفیت… 51
4-5- مولفه مصرف: 52
فصل پنجم.. 59
نتیجه گیری وپیشنهادات… 59
5-1- نتایج.. 60
5-2- محدودیت ها 61
5-3- پیشنهاد ها 61
4-2- جداول محاسباتی.. 62
جدول شماره 4-2-1  معرف بارش…. 62
جدول شماره 4-2-2-معرف آب ورودی به  حوضه. 63
جدول شماره 4-2-3معرف آب‌های زیر زمینی.. 64
جدول شماره 4-2-4 مولفه منابع.. 65
جدول 4-3-1معرف دسترسی به آب بهداشتی.. 66
جدول 4-3-2 معرف دسترسی به سیستم جمع آوری فاضلاب… 67
جدول4-3-3 معرف آب کشاورزی.. 68
جدول 4-3-4 مولفه دسترسی.. 69
جدول 4-4-1- معرف آب ذخیره شده 70
جدول 4-4-2-  معرف نسبت زمین‌های کشاورزی به منابع داخلی.. 71
جدول 4-4-3  مولفه ظرفیت… 72
جدول 4-5-1 معرف سرانه مصرف آب شرب… 73
جدول 4-5- 2-1ارزش آب صنعتی در محدوده‌ها ی مطالعاتی.. 74
جدول 4-5-2-2 معرف ارزش افزوده آب صنعتی.. 75

جدول 4-5-3-1 قیمت متر مکعب آب کشاورزی.. 76
جدول 4-5-3-2 معرف ارزش افزوده آب کشاورزی.. 77
جدول 4-5-4- مولفه مصرف… 78
جدول 4-6-1- زیر معرف BOD… 79
جدول 4-6- 2 زیر معرف فسفر. 80
جدول 4-6-3- زیر معرف TDS ,EC… 81
جدول 4-6-4- زیر معرف سم و کود. 82
جدول 3-4-2-22 مولفه محیط زیست… 1
جدول 3-4-2-23 شاخص فقرآبی.. 2
مراجع: 3
فهرست اشکال
شکل 4-2-1 بارش…. 40
شکل 4-2- 2 آب ورودی به زیر حوضه. 41
شکل4-2-3  آب‌های زیر زمینی.. 42
شکل4-2- 4 منابع.. 43
شکل4-3-1 دسترسی به آب بهداشتی.. 45
شکل4-3-2 دسترسی به سیستم جمع آوری.. 46
شکل 4-3-3 زمین قابل کشت… 47
شکل4-3-4 معرف دسترسی.. 48
شکل 4-4-1 سرانه زمین های کشاورزی.. 50
شکل 4-4-2 مولفه ظرفیت 51
شکل 4-5-1  سرانه خانگی.. 53
شکل4-5- 2 سرانه صنعت… 54
شکل4-5-3  سرانه کشاورزی.. 55
شکل4-5-4   مولفه مصرف… 56
شکل 4-5-5 محیط زیست ……………………………………………………………………………………………………………………………58
– بیان مساله
تاکنون شاخص ­ها و مدل­های متعددی برای سنجش وضعیت آب کشورها به کار گرفته شده است از جمله می‌توان به شاخص فالکن‌، شاخص تنش آب هیدرولوژی، شاخص کمبود آب اجتماعی و شاخص فقر آبی ((WPI اشاره کرد.هدف از استفاده این شاخص ­ها،سنجش میزان پایداری بخش آب است. هر چند شاخص ­های فوق از هدف یکسانی برخوردارند، اما نگرش آنها در ارزیابی متفاوت است.از این، شاخص‌ها می‌توان برای آگاه سازی قشر وسیع‌تری از جامعه در رابطه با پیشرفت وضعیت پایداری استفاده کرد.
مسایل مربوط به یکپارچه شدن مدیریت منابع آب که شامل منابع آب و تقاضا، کاهش فقر و افزایش توان امرار معاش، استفاده از زمین‌های کشاورزی، و مسایل مربوط به محیط زیست مانند فرسایش و حفظ جنگل‌ها می‌شود مواردی ضروری هستند که می‌توانند به‌عنوان پایه‌ای برای توسعه برنامه‌های بهبود منابع آب مورد استفاده قرار گیرند و چگونگی تاثیر‌این مسایل برای نسل حال حاضر و‌آینده را توضیح دهند (Jakeman et al.2005) .
برای رسیدگی  مسایل پیچیده و مبهم مربوط به آب  احتساب محیط زیست معیارهای اجتماعی و اقتصادی حیاتی هستند. (Loucks And Gladwell, 1999)‌. ازاین رو در‌این تحیق WPI که ابزاری برای ارزیابی یکپارچه از استرس و کمبود آب ارتباط برآوردهای فیزیکی دسترسی به آب با متغییرهای اجتماعی و اقتصادی است بررسی شده است.
در فصل اول کلیات طرح شامل معرفی منطقه موردمطالعه اهداف واهمیت وضرورت تحقیق توضیح داده شده است.
در فصل دوم به مطالعات نظری و پیشینه انواع شاخص ها وشاخص فقر آبی پرداخته شده است
در فصل سوم متدولوژی وشاخص فقر آبی به همراه جداول آن در حوضه مورد مطالعه آورده شده است.
در فصل چهارم معرفی نرم افزار Arc GIS  و محدوده بندی با بهره گرفتن ازاین نرم افزار توضیح داده شده است.
در فصل پنجم نتایج حاصل از بررسی‌های انجام شده با شاخص فقر آبی در حوضه مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفته ودر انتها جمع‌بندی نتایج بدست آمده و پیشنهاداتی برای ادامه تحقیق آورده شده است.

سیگنال الکتریکی، در ارتباط با انقباض عضله، الکترومیوگرافی یا EMG[1] نامیده می­ شود (وینتر[2]2009). در تعریفی دیگر می­توان گفت الکترومیوگرافی مطالعه فعالیت الکتریکی درون عضلات می­باشد. دستگاه الکترومیوگرافی می ­تواند در خصوص حرکات خودآگاه (داوطلبانه) و رفلکسی عضلات اطلاعات مناسبی را فراهم نماید. در حقیقت دستگاه الکترومیوگرافی پتانسیل عمل عضلات را اندازه ­گیری می­ کند. الکترودهای EMG با حساسیت نسبتا بالایی پتانسیل عمل درون عضلات را دریافت و آن را به حافظه کامپیوتر و چاپگر منتقل می­نمایند(Peter Konrad; 2005). مقدار آمپلی­تود[3] و فرکانس[4] سیگنال خام[5] به عوامل زیادی حساس و متغیر است.

دلوکا[6] (1997) معتقد است عوامل درونی و بیرونی زیادی روی این سیگنال­ها تاثیر می­گذارند. عوامل بیرونی شامل شکل الکترود، فاصله بین الکترودها، فاصله الکترودها از motor-point و لبه خارجی عضلات و همچنین منشا فیبرهای عضلانی و آماده ­سازی پوست، مقاومت ظاهری[7] ، تعریق و درجه حرارت پوست می­باشند. عوامل درونی شامل خصوصیات فیزیولوژیکی، آناتومیکی و بیومکانیکی عضلات همچون شدت فعالیت عضلات، ترکیب نوع فیبر عضلات، جریان خون در عضلات، قطر فیبر عضله[8]، فاصله بین فیبرهای فعال درون عضله با توجه به الکترود و مقدار بافت بین سطح عضله و الکترود می­باشد.

با توجه به اینکه عوامل بسیاری روی سیگنال­های EMG و ولتاژهای ثبت شده از عضلات اثر می­گذارد، توصیف آنها مشکل است؛ بنابراین توصیف دامنه سیگنال خام EMG مشکل­ساز است، مگراینکه یک روش نرمال­سازی[9] انجام شود. نرمال­سازی اشاره به تبدیل سیگنال به یک مقیاس و یک ارزش شناخته شده دارد.

گزارش شده است که سیگنال EMG نرمال اولین بار توسط Eberhart, Inman & Bresler در سال 1954 معرفی شد. از آن زمان تا کنون روش های زیادی برای نرمال­سازی ارائه شده است اما در مورد یک روش به عنوان بهترین روش اتفاق­نظر وجود ندارد. (Eberhart, H.D. Inman,V.T. Bresler, B. 1954).

1-2 بیان مسئله

بررسی میزان فعالیت عضلانی بوسیله الکترومیوگرافی یکی از جنبه های مهم تحقیقات بیومکانیکی است که در بررسی های کلینیکی افراد سالم و بیمار مورد ارزیابی قرار می گیرد. از داده های بدست آمده بوسیله الکترومیوگرافی می توان جهت تخمین نیروی عضلانی و خستگی عضلانی استفاده کرد. به منظور رسیدن به اهداف فوق نیازمند نرمال­سازی داده های خام هستیم. نرمال­سازی با هدف قابل مقایسه ساختن داده های بدست آمده از الکترومیوگرافی انجام می­ شود و روش های مختلفی برای آن وجود دارد. رایج­ترین روش نرمال­سازی روش حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک[10](MVIC) است که حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک ثبت شده را به عنوان یک مقدار مرجع در نظر می­گیرند. در این روش حداقل سه تکرار و بین هر تکرار زمان استراحت برای کاهش هرگونه خستگی وجود دارد. سیگنال­های EMG از یک انقباض بیشینه بعد از ثبت، فیلتر شده و [11]RMS آنها محاسبه می­ شود. حداکثر مقدار بدست آمده از سیگنال پردازش شده در تمام تکرار ها به عنوان مقدار مرجع برای نرمال­سازی سیگنالهای EMG استفاده می­ شود. این روش ساده است، با این حال محققان سعی در پاسخ دادن به این سوال می­ کنند، که برای تولید حداکثر فعالیت عصبی-عضلانی در عضله از چه تستی باید استفاده کرد؟ متاسفانه اتفاق­نظر در مورد آزمونی که بتواند حداکثر فعالیت را در عضله ایجاد کند وجود ندارد. مشکل دیگری که در این روش وجود دارد این است که آیا آزمودنی حداکثر تلاش خود را به­کار می­گیرد یا اگر گروه آزمودنی یک بیمار باشد می ­تواند حداکثر تلاش خود را داشته باشد؟ در همین راستا محققان از چند روش دیگر برای نرمال­سازی استفاده می­ کنند. یکی از این روش­ها حداکثر RMS حین حرکت دینامیکی[12] است. در این روش هر نقطه از فعالیت به مقدار اوج ثبت شده تقسیم می­ شود. روش مشابه دیگر میانگین RMS حین حرکت دینامیکی[13] است و در آن هر نقطه به میانگین RMS ثبت شده تقسیم می­ شود. محققان بسیاری از این دو روش برای نرمال­سازی استفاده کرده ­اند، اما دلایلی که بتوان این روش­ها را نسبت به روش MVIC برتری داد وجود ندارد. یکی دیگر از روش­هایی که برای نرمال­سازی می­توان نام برد روش حداکثر انقباض زیربیشینه[14] است. دلوکا اظهار کرد این روش قابلیت اطمینان نزدیکی با روش حداکثر انقباض دارد، در این روش از انقباض ایزومتریک زیر­بیشینه استفاده می­کنیم که شامل نگهداشتن یک عضو در مقابل  بار مشخص یا درصدی از حداکثر باری که فرد میتواند تحمل کند است. روش های بیشتری نیز در زمینه نرمال­سازی وجود دارد که گفتن آن­ها از حوصله بحث خارج است. نکته مبهم این است که هنوز روش نرمال­سازی برای فعالیت عضلات مورد قبول همگان قرار ندارد. بنابراین مقایسه این روش­ها با یکدیگر برای هر عضله به عنوان یک نیاز مطرح است.

فرایند برنامه‌ریزی، تلاشی است برای ایجاد چارچوبی مناسب که طی آن برنامه‌ریز بتواند برای رسیدن به راه‌حل بهینه اقدام کند (لی[1]، 1973). استقرار هر عنصر شهری در موقعیت فضایی-کالبدی خاصی از سطح شهر، تابع اصول، قواعد و سازوکارهای خاصی است که در صورت رعایت شدن به موفقیت و کارایی عملکردی آن عنصر در همان مکان مشخص، خواهد انجامید و در غیر این صورت چه‌بسا مشکلاتی بروز کند (شهابیان، 1376). توزیع بهینه‌ کاربری‌ها و مراکز خدماتی مسئله‌ای است که اغلب اوقات برنامه‌ریزان با آن سروکار دارند. چراکه به دلیل رشد پرشتاب جمعیت و کالبد شهرها، مشکلاتی مانند کمبود و عدم توزیع فضایی مناسب کاربری‌ها به وجود آمده است (احدنژاد[2]، 1386). از میان کاربری‌ها و خدمات موجود در شهر، توزیع و مکان‌یابی بهینه‌ی ایستگاه‌های آتش‌نشانی به دلیل اهمیت و توجه روزافزون به امر ایمنی در شهرها و ارائه تمهیداتی درزمینهٔ پیشگیری و مقابله با آتش‌سوزی و حادثه از اهمیت قابل‌توجهی برخوردار است. بدون تردید در میان کلیه روش‌های موجود برای پیشگیری و کاهش تلفات و خسارات ناشی از آتش‌سوزی‌ها در مناطق شهری، برنامه‌ریزی شهری از طریق وضع استانداردها و ضوابط و مقررات مربوطه می‌تواند سهم قابل‌توجهی در کاهش خسارات جانی، مالی و تأمین ایمنی برای شهروندان در بلند‌مدت داشته باشد، این امر در شهرهای ایران‌که اکثراً دارای بافتی فشرده و متراکم با شبکه‌های دسترسی نامناسب هستند حساسیت بیشتری را در استانداردها و ضوابط می‌طلبد تا در مواقع اضطراری و وقوع حوادث در این بافت‌ها، عملیات امدادرسانی به‌موقع انجام گیرد (پور اسکندری، 1380). سیاست کلی ایجاد ایستگاه‌های آتش‌نشانی در ایران سیاستی بدون برنامه‌ خاص و مدون بوده است. به‌گونه‌ای که برای ایجاد هر ایستگاه در محدوده‌های شهری مهم‌ترین اصل، خالی بودن زمین، بدون مالک بودن آن و یا عوامل دیگری است که به‌موجب آن‌ ها بایستی زمین ارزشی نداشته باشد که این امر بر مکان‌یابی ایستگاه‌های آتش‌نشانی در سطح شهرها تأثیرگذار بوده است (ایمانی جاجرمی، 1375).

1-2. بیان مسئله

امروزه تراکم بیش از حد جمعیت در شهر و روند رو به رشد آن‌ ها ازلحاظ کالبدی موجب تقاضا و توجه روزافزون به مسئله توسعه شهری گردیده است. تقاضا برای توسعه شهری از مهم‌ترین مشکلات و موانع فراروی بشر در آینده است؛ بنابراین برای حل این مشکلات و موانع،

 سیستم ایمنی شهر نیز در همین جهت باید توسعه یابد تا بتواند پوشش کافی را بر کل سطح شهر داشته باشند. درواقع ایمنی شهر، مجموعه تمهیداتی است که جهت جلوگیری از بروز یا کاهش خسارات ناشی از عوارض نامساعد جانی و مالی، حوادث طبیعی و غیرطبیعی نظیر سیل، آتش‌سوزی، زلزله، تصادفات رانندگی و … صورت می‌گیرد (ایزری[3]، 2007).

کاربری ایستگاه‌های آتش‌نشانی یکی از انواع کاربری‌های اساسی در شهرهاست که مکان‌یابی بهینه‌ی آن، ایمنی و رفاه شهروندان را به دنبال خواهد داشت. توجه صرف به ساخت و استقرار ایستگاه‌های آتش‌نشانی ازنظر کمّی و عدم توجه به کاربری‌های مجاور و سایر عوامل مهم در مکان‌یابی آن‌ ها موجب کاهش کارایی ایستگاه ازنظر امدادرسانی به‌موقع می‌گردد. علاوه بر موضوعات ذکرشده در رابطه با کمبود ایستگاه‌های آتش‌نشانی، مکان‌یابی نادرست و عدم ‌هماهنگی با بافت و سیمای شهری از مسائل و موضوعات مشترک بسیاری از شهرهای ایران محسوب می‌گردد. ازاین‌رو مهم‌ترین مشکل در جهت خدمات‌رسانی ایستگاه‌های آتش‌نشانی منطقه یک شهر بندرعباس، عدم توزیع نامناسب ایستگاه‌ها و محدود بودن شعاع عملکردی ایستگاه‌های موجود می‌باشد؛ بنابراین توزیع کمّی و کیفی ایستگاه‌ها به‌طور علمی و تخصصی، موردبررسی قرار می‌گیرد. استفاده از روش‌های سنتی برنامه‌ریزی ایستگاه‌های آتش‌نشانی برای خدمات‌رسانی، به معنای هدر رفتن کاغذ و زمان می‌باشد؛ اما امروزه، استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به‌عنوان ابزاری در جهت ایجاد بانک اطلاعاتی مناسب و کارآمد عمل می‌کند (هاورتون[4]، 2006).

انتخاب محل ایستگاه‌های آتش‌نشانی به معیارهای متعددی از قبیل شبکه ترافیک، نزدیکی به تراکم‌های جمعیتی، نزدیکی به معابر اصلی، نزدیکی به مراکز تجاری، آموزشی، اداری، درمانی و غیره نیاز دارد. در مدل فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی جهت وزن‌دهی به معیارها از روش مقایسه زوجی استفاده می­ شود. بدین­صورت که تصمیم­گیرندگان معیارها و زیرمعیارهای هر پارامتر را فقط به‌صورت دوبه‌دو مقایسه می­ کنند و نیازی به وزن‌دهی همزمان تمامی معیارها وجود ندارد. در این روش­ همه پارامترها به‌صورت یکجا باهم مقایسه نشده و معیارها دوبه‌دو باهم مقایسه می­شوند درنتیجه وزن دهی با دقت بیشتری انجام می­گیرد. بعلاوه این معیارها می‌بایست به‌صورت مکانیزه و در قالب نقشه‌های یکپارچه و بانک اطلاعاتی متصل به نقشه انجام پذیرد. لذا به یک ابزار قدرتمند برای آماده‌سازی و آنالیز داده‌ها نیاز است که مهمترین و مناسب‌ترین آن‌ ها سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) می‌باشد. تاکنون اولویت‌های مکانی بر مبنای مدل برای استقرار ایستگاه‌های آتش‌نشانی در منطقه یک شهری بندرعباس مشخص نشده است؛ بنابراین قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی و روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره در مدیریت اطلاعات مکانی و ایجاد بستر مناسب برای تصمیم‌گیری، باعث گشته که در عملیاتی نظیر اولویت مکانی ایستگاه‌های آتش‌نشانی توجه بسیاری را به خود جلب کند. این مطالعه در نظر دارد نمونه عملی کاربرد این ابزار را برای تعیین مکان‌های مناسب ایستگاه‌های آتش‌نشانی با توجه به نیاز مردم منطقه یک شهری بندرعباس ارائه نماید؛ بنابراین سؤال‌های اصلی تحقیق حاضر به‌صورت ذیل است:

سؤال‌های تحقیق:

• آیا تعداد ایستگاه‌های آتش‌نشانی در منطقه یک شهری بندرعباس کافی است؟

• آیا ایستگاه‌های آتش‌نشانی موجود در منطقه یک شهری بندرعباس، طبق استانداردهای شهری صورت گرفته است؟