النمذجة والمحاكاة في إدارة الأرتال والإخلاء الطارئ

تنتقل الحرارة بالتوصيل في عملية تسمى بانتقال الطاقة من جسم إلى آخر. ومن ثم تنتشر وتتوزع داخل الجسم الواحد وبين جزيئات المادة الواحدة. كذلك الأمر ذاته يحدث في السوائل. فعلى سبيل المثال، امتصاص الجذور للماء داخل التربة. تسعى النباتات بشكل عام من خلال الجذور للحصول على الماء في الوضع الطبيعي داخل التربة. وتمتد هذه الجذور لتقوم بأمرين تثبيت نفسها وامتصاص الماء والمواد مع مراعاة فرق التركيز داخل التربة من المنخفض إلى التركيز المرتفع. وهذه العملية تحتاج إلى طاقة. وهنا مثال آخر وهو ضغط تدفق الماء وتذبذب التدفق وتطبيقات الرياضيات ابتداء من تعريف الضغط والقوة والمساحة التي يمارس عليها الضغط ووزن الهواء الخارجي وانتهاء بنظرية الأرتال، وهي من أهم النظريات الرياضية في نمذجة ومحاكاة الفرضيات، ونظرية المنافسة أو نظرية الألعاب وهي التحليل الرياضي للوصول إلى أفضل الحلول أو نظرية ناش لتحقيق التوازن وتطبيقاتها في المنافسة التعاونية وغير التعاونية، والتي تعتمد على تفسير الأحداث السابقة والتنبؤ بالمستقبل.
إن دراسة سلوك الأرتال مهمة تجمع بين عوامل فيزيائية وعوامل نفسية وقت تصميم تجربة المحاكاة ينبغي الإلمام بها ولجعل نتائج العمليات الحقيقية في منهجية المحاكاة قريبة من الظروف الحقيقية. ففي هذا النوع من المحاكاة يكون التركيز على عمليات إدارة الأزمات كمثال، وذلك لوصف الطرق المحتملة لمحاكاة الأرتال وامتصاص الأفراد لجلب وتحقيق أهداف المحاكاة وفي ذلك تكنولوجيا جديدة ومتطورة يمكن استخدامها في سيناريوهات مختلفة في مجال إدارة الأزمات ومجالات أخرى مثل الحركة المرورية والأكثر تعقيدا من ذلك مثل المعارك الحديثة. هذه التكنولوجيا تحقق شعورا حقيقيا بالعمليات. يتوجب علينا أن نفرق بين النماذج والفرضيات على أنهما نوعان من الأشكال المستخدمة في فهم الظواهر، ويمكن التعرف على بعض الاختلافات فيما بينهما في مختلف التخصصات سواء في العلوم أو الطبيعة، حيث يتم استخدام نماذج وفرضيات مختلفة لفهم الظواهر، ويمكن أن يرتبط هذا بالمجتمع والأفراد والعقل البشري والحياة النباتية وما إلى ذلك. إن التباين في أوقات تدفق الأفراد في أوقات مختلفة بشكل فردي أو زوجي أو جماعي ورصد الانتظار أحد أهم أسباب التكدس المسبب للأزمات، والتي تستدعي الحاجة لنمذجة ومحاكاة الأرتال لتحقيق الاتزان في منظومة إدارة الأفراد والتجمعات لتقليص وخفض التكلفة الناتجة عن أوقات الانتظار أو تكاليف تشغيلية أخرى للمساحة التي يمارس عليها الضغط من قبل الأرتال والتي تسبب التضخم، وهذه إحدى المخاطر التي يمكن أن يتم التحكم بها أو توقعها والسيطرة عليها.
فكيف نقوم بصناعة تجربة محاكاة إدارة الأرتال؟
إن المحاكاة تستطيع أن تحاكي أعدادا كبيرة من الكائنات والعناصر، والتي تشتمل على الأفراد والسيارات والأنظمة المنفصلة، والتي يصل عددها إلى خمسة آلاف عنصر في تجربة محاكاة واحدة للظروف الاعتيادية. ففي محاكاة الأرتال نستطيع أن نقوم بتغير استمثال الضوابط والظروف الخاصة وفق الحدث أو الفرضية أثناء تجربة المحاكاة لاختبار تفاعل الأرتال مع الكائنات والعناصر المختلفة المكانية والظرفية. وذلك وفق أنظمة شبكات الأرتال والتي تعتبر وسيلة واعدة لصناعة الخدمات الحديثة ومستقبل اقتصادي له تأثير مجتمعي يحقق سيطرة فعالة ويجنب الفوضى ولها ديناميكية متنوعة وترابط عميق بالبحث العلمي وبالتحديد هندسة الأنظمة وبحوث العمليات.
إن من أهم مقومات نجاح دراسة سلوك الأرتال هو تصميم وتنفيذ أهداف إستراتيجية لنمذجة ومحاكاة الأرتال وإدارة مساحة تدفق وحركة الأرتال لا سيما في فرضيات الإخلاء الطارئ والتي كانت ضمن أبرز الاتجاهات في الأعوام الخمس المنصرمة وأحد أهم عناصرها الأساسية هو تحليل البيانات ذات الميزة التنافسية والتي تعتمد على الاستثمار في البيانات، ورصد المشكلات والفرص والحلول وأخيرا صنع القرار اللحظي. إن مستقبل هذه الاتجاهات هي واجهات التطبيقات والبرامج، الأنماط وتجميع البيانات المتشابهة وأخيرا وليس آخرا تحسين وتحقيق الأداء الأمثل وإتزان عمل النظام والمقصود هنا هو نظام إدارة الأرتال.
الجذور التي تغذي الفروع الرئيسية، أو الإطار الإحصائي النظري للتحكم بمعطيات امتصاص الأرتال منها: (الأفراد، آلية التوصيل والانتقال، الوقت ومساحة الحركة). إنه من الضروري تمثيل هذه الجذور لتوفير هيكل وإطار إحصائي وتلك هي النمذجة، مع تقديم مجموعة من السيناريوهات التي تشرح لنا هذا التمثيل وهذه هي الفرضيات. ولابد على ممارس النمذجة والمحاكاة في هذا الاتجاه من تجريد النظام لغرض دراسته وإجراء التجارب عليه وفرضيات لا يمكن لنا أن نقوم بها في أو على النظام الأصلي حتى لا يتأثر أو يفقد خواصه، وتوصيف النظام المستهدف دراسته والذي يتيح لنا اختباره إما في أزمنة افتراضية أو قبل إنشائه. وإن من نماذج وأدوات قياس وكشف (الحركة والتدفق والمرونة والانسيابية) التحليل الحراري وتحليل تدفق السوائل في الإدارة الحرارية والنمذجة الحرارية على سبيل المثال وتقدير قيمة التوصيل الحراري الفعال ودراسة سلوك ووقت النبض الحراري والعوامل التي تؤثر على انتقال الحرارة وخصائص التدفق. وفي هذا البعد يتم تحليل النماذج، ومن ثم التنبؤ والاختبار والتجربة ومحاكاة الفرضيات بدمج النظرية والتطبيق.
تلخيص نتائج محاكاة الفرضيات على شكل أدلة وتوجيهات لتمكين الأنظمة والأجهزة من حفظ البيانات واسترجاعها وتطوير وتحسين مخرجات النماذج باستخدام المحاكاة ومقارنة تجارب المحاكاة ونتائجها بنتائج الحدث الواقعي وقت حدوثه الفوري وفي لحظة وقوعه في العالم الحقيقي، وتحقيق الاتزان على مستوى النظام والحفاظ على استدامته أمر ضروري وله تطبيقاته المتنوعة فعلى سبيل المثال، في بناء المناطق الحضرية ووفق مشاريع هيئة الأمم المتحدة من المتوقع أن تخدم ما نسبته 68 بالمائة من سكان العالم بحلول 2050 مع بناء فرص مصحوبة بتحسين أنماط جودة الحياة والذي يشكل مصدر تحدٍ لبناء شبكات بنية تحتية لمناطق حضرية تقلص من الازدحام والتدافع والتأثيرات البيئية، وتعزز الانسيابية ودعم آليات إدارة الأرتال ونماذج التدفق وتحليل اكتظاظ الأفراد باستخدام نظم المعلومات الجغرافية كمرحلة أولى، والتي تعد بمثابة أداة تقييم الحركة في مرافق النقل العام.
سلامة الإنسان هي قضية مهمة عند التعامل مع إخلاء الأفراد من أجل تجنب الإصابات، فإنه يتغير سلوك الإنسان من الطبيعي إلى الذعر عندما يكون في سيناريو الطوارئ ففي دراسات المحاكاة وبنسبة خطأ 5 بالمائة هناك علاقة خطية بين عدد الأفراد ووقت الإخلاء وتبلغ نسبة كفاءة الإخلاء 14 بالمائة في المحاكاة عنها في الفرضيات الحقيقية، الأمر الذي يزيد من كفاءة التدخل السريع ووقت الاستجابة.
ومن أهم التوصيات في هذه المرحلة: نشر ثقافة هذا العلم وتوظيفه والاستفادة منه في المجالات المختلفة، واستحداث البرامج التخصصية والمسارات العلمية التي تخدم هذا المجال للاستفادة من كافة تطبيقات هذا المسار، وتوسيع دائرة الاهتمام به وتسخير فوائد هذا المسار لخدمة المنظمات بالمزيد من الندوات والدورات التدريبية، وتأسيس الجمعيات المتخصصة التي تهتم بهذا المجال.