ارائه الگوی داده کاوی مبتنی بر شاخص توسعه پایدار شهری متاثر از محدودیت‌های حمل و نقل و تردد در دوره همه‌گیری کووید-19

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه مدیریت صنعتی، دانشکده مدیریت و حسابداری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران

2 گروه مدیریت صنعتی- دانشکده مدیریت و حسابداری- دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین-قزوین- ایران

3 استادیار، دانشکده مدیریت و حسابداری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران

چکیده

در پاسخ به همه‌گیری کووید-19، دولت‌ها در سراسر دنیا محدودیت‌های شدید تردد را اعمال نموده و سناریوهای متفاوتی از کاهش انتشار آلاینده‌های ناشی از منابع ترافیکی را ارائه کردند. با اعمال محدودیت‌های تردد ناشی از همه‌گیری کووید-19، انتظار می‌رفت تغییراتی در غلظت‌ آلاینده‌های هوا مشاهده شود. از این رو، تصمیم بر آن شد که تغییرات آلاینده‌های هوا به عنوان یکی از زیرمجموعه‌های شاخص زیست‌محیطی توسعه پایدار شهری در زمان همه‌گیری کووید - مورد بررسی ‌قرار گیرد. به این منظور، ابتدا داده‌های مذکور در چهارکلان‌شهر تهران، کرج، اهواز و تبریز جمع‌آوری و سپس پردازش و پاکسازی می‌شوند. پس از آن یک الگوریتم پیشنهادی مبتنی بر روش-های یادگیری ماشین ارائه می‌گردد. بر روی ویژگی‌های انتخاب شده، روش‌های یادگیری ماشین: درخت تصمیم، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، شبکه بیزین و شبکه عصبی پرسپترون اعمال می‌شود. بررسی‌ها نشان داد که مدل پیش‌بینی با استفاده از درخت تصمیم و جنگل تصادفی بهترین عملکرد را برای هر دو معیار فراخوانی و صحت داشت. نتایج تحقیق نشان داد که تاثیر محدودیت‌ها بر روی غلظت آلاینده-ها در شهرهای مختلف، متفاوت می‌باشد. همچنین نتایج بیانگر این است که به‌طور‌کلی اعمال محدودیت‌های ترافیکی در دوره همه‌گیری، تاثیر قابل توجه و محسوسی در کاهش غلظت آلاینده‌های هوا نداشته است. همچنین با مقایسه روند تغییر شاخص کیفیت هوا با میزان مرگ‌و‌میر در دوره همه‌گیری مشخص شد که ارتباطی بین آنها وجود ندارد.

کلیدواژه‌ها


-شگرخدایی، سیده زینب، فتح نیا، امان‌اله و رضوی ترمه، سید وحید. (1401). ارتباط بین کووید-19 و تغییرات آلاینده‌های هوا با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: کلان‌شهرهای تهران، اصفهان و مشهد)، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال نهم، شماره 1، 40-21.
-محمدی، محمد، فقیهی، فرزاد، شریف زاده، مهسا، دستان، علیرضا و احمدی کیا، حسین. (1401). تاثیر محدودیت­های ناشی از همه گیری کووید-۱۹ بر آلودگی هوای شهر اصفهان، سی‌امین کنفرانس بین‌المللی سالانه انجمن مهندسین مکانیک ایران، شماره 30.
-کبیری، مریم و سلیمانی، محسن. (1400). اثر شیوع ویروس کرونا (Covid-19) بر آلودگی هوا در شهر اصفهان، اولین همایش ملی فن‌آوری‌های نوین در محیط زیست و توسعه پایدار بارویکرد کرونا و محیط زیست. دانشگاه بیرجند، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست.
-Alava.J.J., & Singh.G.G. (2022). Changing air pollution and CO2 emissions during the COVID-19 pandemic: Lesson learned and future equity concerns of post-COVID recovery. Environmental Science & Policy, 130, 1-8.
 -Bherwani, H., Gautam, S., & Gupta, A. (2021). Qualitative and quantitative analyses of impact of COVID-19 on sustainable development goals (SDGs) in Indian subcontinent with a focus on air quality. International Journal of Environmental Science and Technology, 18, 1019–1028.
 -Gualtieri, G., Brilli, L., Carotenuto, F., Vagnoli, C., Zaldei, A., & Gioli.B. (2020). Quantifying road traffic impact on air quality in urban areas: a COVID19-induced lockdown analysis in Italy. Environmentall Pollution, 267(115682), 1-10.
 -Hay, N., Onwuzurike, O., Roy, SP., McNamara, P., McNamara, ML., & McDonald, W. (2023). Impact of traffic on air pollution in a mid-sized urban city during COVID-19 lockdowns. Air Qual Atmos Health, 16(6), 1141-1152.
 -Ho, S.L., Yang, S., Ni, G., Lo, E.W.C., & Wong, H.C. (2005). A particle swarm optimization based method for multi-objective design optimizations. IEEE Trans on Magnetics, 41(5), 1756-1759.
-Hyman, S., Zhang, J., Andersen, ZJ., Cruickshank, S., Møller, P., Daras, K., Williams, R., Topping, D., & Lim, YH. (2023). Long-term exposure to air pollution and COVID-19 severity: A cohort study in Greater Manchester. United Kingdom, Environmental Pollution, 327(121594), 1-9.
 -Hudda, N., Simon, MC., Patton, AP., & Durant, JL. (2020). Reductions in traffic-related black carbon and ultrafine particle number concentrations in an urban neighborhood during the COVID-19 pandemic. Science of the Total Environment, 742(140930), 1-10.
 -Huangfu, P., & Atkinson, R. (2020). Long-term exposure to NO2 and O3 and all-cause and respiratory mortality: a systematic review andmeta-analysis. Environment International, 144, 105998-106006.
 -Jerrett, M., Nau, C.L., Young, D.R., Butler, R.K., Batteate, Ch.M., Su, J., Burnett, R.T., & Kleeman, M.J. (2022). Air Pollution and Meteorology as Risk Factors for COVID-19 Death in a Cohort from Southern California. Environmental International, 171(107675), 1-11.
 -Jia, C., Fu, X., Bartelli, D., & Smith, L. (2020). Insignificant impact of the stay-at-home order on ambient air quality in the Memphis Metropolitan Area. U.S.A. Atmosphere, 11(6), 630-640.
 -Liu, J., Lipsitt, J., Jerrett, M., & Zhu, Y. (2020). Decreases in Near-Road NO and NO2 Concentrations during the COVID-19 Pandemic in California. Environment Science Technology Letters, 8(2), 2020, 161–167.
-Lin, G.Y., Chen, W.Y., Chieh, Yi. & T, Yang. (2022). Chang impact analysis of level 3 COVID-19 alert on air pollution indicators using artificial neural network. Ecological Informatics, 69(101674), 1-9.
 -Liyin, Sh., Ochoa, J.J., & Bao, H. (2023). Strategies for Sustainable Urban Development-Addressing the Challenges of the 21st Century. Buildings, 13(4), 847-869.
 -Lv,Y., Tian, H., Luo, L., Liu, S., Bai, X., Zhao, H., Lin, S., Zhao, S., Guo, Z., Xiao, Y., & Yang, J. (2022). Meteorology-normalized variations of air quality during the COVID-19 lockdown in three Chinese megacities. Atmospheric Pollution Research, 13(6), 1-11.
 -Rupani, P.F., Nilashi, M., Abumalloh, R.A., Asadi, S., Samad, S., & Wang, S. (2020). Coronavirus pandemic (COVID-19) and its natural environmental impacts. International Journal of Environmental Science and Technology, 17(11), 4655–4666.
-Saharan, U.S., Kumar, R., Tripathy, P., Sateesh, M., Garg, J., Sharma, S.K., & Mandal, T.K. (2022). Drivers of air pollution variability during second wave of COVID-19 in Delhi. India, Urban Climate, 41(101059), 1-10.
 -Uday, U., Bethineedi, L.D., Hasanain, M., Ghazi, B.K., Nadeem, A., Patel, P., & Khalid, Z. (2022). Effect of COVID-19 on air pollution related illnesses in India. Annals of medicine and surgery, 78(103871), 1-4.
 -Wang, S., Ma, Y., Wang, Z., Wang, L., Chi, X., Ding, A., Yao, M., Li, Y., Li, Q., Wu, M., Zhang, L., Xiao, Y., & Zhang, Y. (2020). Mobile monitoring of urban air quality at high spatial resolution by low-cost sensors: Impacts of COVID-19 pandemic lockdown. Atmos Chem Phys, 21(9), 7199–7215.
 -Wen, Ch., Akram, R., Irfan, M., Iqbal, w., Dagar, V., Acevedo-Duqued, A., & Saydaliev, H.B. (2022). The asymmetric nexus between air pollution and COVID-19: Evidence from a non-linear panel autoregressive distributed lag model. Environmental Research, 209(112848), 1-9.
-Wijnands, J.S., Nice, K.A., Seneviratne, S., Thompson, J., & Stevenson, M. (2022). The impact of the COVID-19 pandemic on air pollution: A global assessment using machine learning techniques. Atmospheric Pollution Research, 13(6), 1-16.
 -Xiang, J., Austin, E., Gould, T., Larson, T., Shirai, J., Liu, Y., Marshall. J., & Seto, E., (2020). Impacts of the COVID-19 responses on traffic-related air pollution in a Northwestern US city. Science of The Environment, 747(141325), 1-9.
 -Yao, H., Lu, W., Niu, G., Zhang, Q., Jiang, Q., & Ni.T. (2021). Characterizing the air pollution of the cities in the closure of corona virus disease 2019 in China. International Journal of Environmental Science and Technology, 18, 2053–2062.
 -Yang, M., Chen, L., Msigwa, G., Tang, K.H.D., & Yap, P.S. (2022). Implications of COVID-19 on global environmental pollution and carbon emissions with strategies for sustainability in the COVID-19 era. Science of The Total Environment, 809(151657), 1-16.