پایش ماهواره‌ای تغییر اقلیم ؛ از ارزیابی اثرات بر سازه‌های ریلی تا مدیریت هوشمند مخاطرات

به گزارش پرتال حمل و نقل ،‌ مجربی ، عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران ، در نشست «تاب‌آوری شبکه ریلی در برابر تغییرات اقلیمی» و در ارائه‌ای با عنوان «پایش ماهواره‌ای تغییر اقلیم و اثر آن بر سازه‌های خطوط ریلی» ، با تأکید بر ضرورت بهره‌گیری از فناوری‌های نوین در مدیریت مخاطرات اقلیمی گفت : ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر زیرساخت‌های ریلی نباید صرفاً به داده‌های ایستگاه‌های زمینی محدود شود ، بلکه ترکیب داده‌های ماهواره‌ای ، مدل‌های اقلیمی ، هوش مصنوعی و سامانه‌های پایش هوشمند می‌تواند زمینه عبور از مدیریت واکنشی به سمت پیش‌بینی ، ارزیابی ریسک و اقدامات پیشگیرانه را فراهم کند .

وی با اشاره به ظرفیت گسترده فناوری سنجش‌ازدور اظهار کرد : ماهواره‌ها امکان بررسی تغییرات دمایی ، جابه‌جایی سطح زمین ، تغییرات ذخایر آب ، رفتار ماسه‌های روان و پهنه‌های در معرض سیلاب را فراهم می‌کنند و می‌توان از این اطلاعات برای شناخت بهتر مخاطرات و ارزیابی اثرات آنها بر سازه‌های خطوط ریلی بهره گرفت .

عبور از مدیریت واکنشی به ارزیابی پیش‌نگر ریسک

مجربی با بیان اینکه مدیریت مخاطرات اقلیمی نیازمند شناخت روند تغییرات محیطی پیش از وقوع بحران است ، اظهار کرد : استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و مدل‌های اقلیمی می‌تواند امکان بررسی وضعیت زیرساخت‌ها در مقیاس‌های زمانی و مکانی مختلف را فراهم کند و تصمیم‌گیری را از واکنش پس از حادثه به سمت پیشگیری و کاهش آسیب‌پذیری سوق دهد .

وی افزود : در این رویکرد ، تنها وضعیت کنونی خطوط ریلی بررسی نمی‌شود ، بلکه با بهره‌گیری از سناریوهای تغییر اقلیم ، امکان ارزیابی شرایط آینده و شناسایی بخش‌هایی از شبکه که ممکن است در معرض مخاطرات بیشتری قرار گیرند نیز فراهم خواهد شد .

نقش ماهواره‌ها در شناسایی مخاطرات سازه‌های ریلی

عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت با تشریح قابلیت سامانه‌های مختلف ماهواره‌ای گفت : هر گروه از ماهواره‌ها اطلاعات متفاوتی از شرایط زمین و تغییرات محیطی ارائه می‌کند که ترکیب آنها می‌تواند تصویری جامع‌تر از وضعیت مخاطرات در اختیار مدیران زیرساخت قرار دهد .

وی با اشاره به مأموریت ماهواره‌های GRACE اظهار کرد : داده‌های تغییرات میدان گرانش زمین می‌توانند در بررسی تغییرات ذخایر آب و شناخت روندهای مرتبط با منابع آب زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرند .

مجربی همچنین به قابلیت داده‌های راداری تداخل‌سنجی InSAR در اندازه‌گیری جابه‌جایی‌های سطح زمین اشاره کرد و افزود : این اطلاعات برای شناسایی و پایش پهنه‌های فرونشستی و بررسی تغییرات زمین در محدوده زیرساخت‌های ریلی اهمیت دارد .

وی ادامه داد : داده‌های ارتفاعی ، سنجش حرارتی ، تصاویر ماهواره‌ای و فناوری لیدار نیز می‌توانند در بررسی تغییرات توپوگرافی ، رفتار ماسه‌های روان ، فرسایش و تغییرات محیطی مؤثر بر سازه‌های خطوط ریلی به کار گرفته شوند .

از پایش فرونشست تا پیش‌بینی سیلاب و ماسه‌های روان

مجربی با اشاره به تنوع مخاطرات طبیعی در مسیرهای ریلی کشور اظهار کرد : تغییرات اقلیمی می‌توانند از طریق افزایش تنش‌های حرارتی ، تغییر الگوی بارش ، وقوع سیلاب و تشدید برخی مخاطرات محیطی ، عملکرد زیرساخت‌های حمل‌ونقل را تحت تأثیر قرار دهند .

وی افزود : با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان تغییرات سطح زمین ، روند جابه‌جایی ماسه‌ها ، مناطق فرسایشی و پهنه‌های مستعد آب‌گرفتگی را شناسایی کرد و با ترکیب این داده‌ها با اطلاعات هواشناسی و مدل‌های پیش‌بینی ، شناخت دقیق‌تری از مخاطرات احتمالی به دست آورد .

به گفته وی ، ارزش اصلی این داده‌ها زمانی آشکار می‌شود که از مرحله مشاهده و ثبت تغییرات فراتر رفته و به ابزار تصمیم‌گیری برای حفاظت از سازه‌ها، کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش ایمنی بهره‌برداری تبدیل شوند .

هوش مصنوعی و دوقلوی دیجیتال ؛ زیرساخت تصمیم‌گیری هوشمند

عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت با اشاره به کاربرد فناوری‌های نوین در مدیریت زیرساخت‌ها گفت : حجم گسترده داده‌های حاصل از ماهواره‌ها ، حسگرهای زمینی و سامانه‌های پایش، استفاده از ابزارهای پیشرفته پردازش و تحلیل را ضروری کرده است .

وی افزود : هوش مصنوعی می‌تواند در شناسایی الگوهای تغییر ، تحلیل داده‌های حجیم ، پیش‌بینی روندها و پشتیبانی از تصمیم‌گیری نقش داشته باشد .

مجربی همچنین به مفهوم دوقلوی دیجیتال زیرساخت ریلی اشاره کرد و اظهار داشت : ایجاد یک مدل دیجیتال از زیرساخت که با داده‌های واقعی به‌روزرسانی شود ، می‌تواند امکان بررسی وضعیت سازه‌ها ، شبیه‌سازی سناریوهای مخاطره و ارزیابی راهکارهای مختلف را فراهم کند .

در این چارچوب ، ترکیب داده‌های ماهواره‌ای ، پایش میدانی ، مدل‌های اقلیمی و هوش مصنوعی می‌تواند زمینه شکل‌گیری یک سامانه هوشمند برای مدیریت ریسک زیرساخت‌های ریلی را فراهم سازد .

ریزمقیاس‌سازی داده‌های اقلیمی برای کاربرد در شبکه ریلی

مجربی با تأکید بر ضرورت تبدیل داده‌های کلان اقلیمی به اطلاعات قابل استفاده در سطح زیرساخت‌ها گفت : خروجی مدل‌های اقلیمی زمانی می‌تواند به تصمیم‌گیری عملیاتی کمک کند که متناسب با ویژگی‌های محلی و نیازهای مشخص شبکه ریلی پردازش و ریزمقیاس‌سازی شود .

وی افزود : استفاده هم‌زمان از داده‌های هواشناسی ، تصاویر ماهواره‌ای و مدل‌های تغییر اقلیم ، امکان بررسی شرایط مخاطرات در مقیاس مسیرها و سازه‌های مشخص را فراهم می‌کند .

به گفته وی ، هدف از این فرایند آن است که اطلاعات اقلیمی از یک مجموعه داده عمومی به ابزار کاربردی برای شناسایی ریسک ، تعیین اولویت مداخلات و برنامه‌ریزی نگهداری و حفاظت از زیرساخت تبدیل شود .

چرخه مدیریت تطبیقی ؛ از پایش تا یادگیری و اصلاح تصمیم‌ها

عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت در تشریح الگوی پیشنهادی مدیریت مخاطرات اقلیمی اظهار کرد : افزایش تاب‌آوری شبکه ریلی نیازمند یک چرخه مستمر است که با پایش آغاز شود و پس از شناسایی و ارزیابی ریسک ، به انتخاب اقدام مناسب و اجرای راهکارهای کاهش مخاطره برسد . این چرخه نباید با اجرای یک اقدام پایان یابد، بلکه لازم است نتایج اقدامات ارزیابی شده و از اطلاعات به‌دست‌آمده برای اصلاح مدل‌ها ، بهبود تصمیم‌ها و ارتقای عملکرد سامانه استفاده شود .

مجربی با اشاره به نقش یادگیری مستمر در مدیریت تطبیقی تأکید کرد : پایش ، شناسایی ، ارزیابی ، تصمیم‌گیری ، اقدام و یادگیری باید به‌صورت یک فرایند به‌هم‌پیوسته دنبال شوند تا مدیریت مخاطرات از مجموعه‌ای از اقدامات مقطعی به یک نظام هوشمند و قابل بهبود تبدیل شود .

تاب‌آوری شبکه ریلی نیازمند ترکیب راهکارهای سازه‌ای و فناورانه است

وی با اشاره به راهکارهای مقابله با پیامدهای تغییر اقلیم در زیرساخت‌های ریلی اظهار کرد : افزایش تاب‌آوری صرفاً از طریق توسعه فناوری یا اجرای اقدامات سازه‌ای به‌تنهایی محقق نمی‌شود ، بلکه نیازمند ترکیب هماهنگ راهکارهای مهندسی ، عملیاتی ، فناورانه و طبیعت‌محور است .

مجربی افزود : حفاظت از پل‌ها در برابر سیلاب و شستگی، کنترل تنش حرارتی خطوط ، پایش فرونشست ، مدیریت ماسه‌های روان ، نگهداری پیشگیرانه و بهره‌گیری از سامانه‌های هشدار ، باید در چارچوب یک نظام یکپارچه مدیریت ریسک دنبال شوند .

وی در پایان تأکید کرد : استفاده از ظرفیت داده‌های ماهواره‌ای ، هوش مصنوعی و دوقلوی دیجیتال می‌تواند زمینه حرکت شبکه ریلی به سمت مدیریت پیش‌نگر مخاطرات را فراهم کند ؛ رویکردی که هدف آن کاهش خسارت‌ها ، حفظ عملکرد سازه‌ها و افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌های حمل‌ونقل در برابر تغییرات اقلیمی است .