โปรแกรมระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม (DSS)
ปัจจุบันภัยธรรมชาติเริ่มทวีความรุนแรงมากขึ้น โดยเฉพาะอุทกภัย ซึ่งเป็นอุปสรรคในการพัฒนาประเทศ เนื่องจากประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตร้อนชื้น มีลมมรสุมพัดปกคลุมทั้งสองด้าน ได้แก่ มรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ และมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ และในบางครั้งยังได้รับอิทธิพลจากการเคลื่อนตัวเข้ามาของพายุหมุนเขตร้อน การเกิดอุทกภัยในแต่ละครั้งนำมาซึ่งความสูญเสียต่อชีวิตและทรัพย์สินของประชาชนจำนวนมาก และเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่พบบ่อยครั้งที่สุด ส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางด้านเศรษฐกิจอย่างมหาศาล
แม้ว่าอุทกภัยเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ จากเหตุการณ์ภัยพิบัติในหลาย ๆ พื้นที่ของประเทศไทย โดยเฉพาะน้ำท่วม-ดินถล่ม ซึ่งได้สร้างความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สินของประชาชน ล่าสุดเหตุภัยพิบัติน้ำท่วม-ดินถล่ม ในเขตพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทยถือว่ามีความรุนแรงมาก สาเหตุหลักมาจากปริมาณฝนที่ตกในพื้นที่ต้นน้ำมากเกินที่ศักยภาพของพื้นที่จะรอรับได้ ประกอบกับในปัจจุบันนี้มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการใช้ประโยชน์ที่ดินป่าไม้ไปเป็นรูปแบบอื่น ๆ ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดภัยพิบัติดังกล่าวเพิ่มมากขึ้น จากการได้เล็งเห็นถึงปัญหาอุทกภัยที่จะเกิดขึ้นในหลายพื้นที่ จึงส่งผลให้มีการสร้างระบบการเฝ้าระวังการเตือนภัยน้ำท่วม และการอพยพหลบภัยในลักษณะโครงการนำร่อง โดยเผยแพร่ข้อมูลระยะเวลาว่าเมื่อไรน้ำถึงจะล้นตลิ่ง? น้ำจะท่วมนานเท่าใด? บริเวณไหนบ้าง? และมีระดับน้ำท่วมสูงเท่าไร? ให้แก่ประชาชนในพื้นที่เสี่ยงภัยได้ทราบ เพื่อเป็นการเฝ้าระวังเตือนภัยและเตรียมอพยพ และแจ้งภัยต่อหน่วยงานที่รับผิดชอบนั้นให้สามารถบรรเทาความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินของประชาชน และอยู่ในวิสัยทัศน์ที่สามารถดำเนินการได้ โดยศูนย์อุตุนิยมวิทยาทะเล สำนักเฝ้าระวังและเตือนสภาวะอากาศ กรมอุตุนิยมวิทยา จึงได้มีการสนับสนุนการวิจัยระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม ซึ่งจะมีการดำเนินการเป็น 2 ส่วนด้วยกัน ได้แก่ ส่วนที่หนึ่ง ประดิษฐ์และติดตั้งสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติ บริเวณพื้นที่เสี่ยงภัย ได้แก่บริเวณเทศบาลตำบลช่อแฮ ต.ช่อแฮ อ.เมือง จ.แพร่ บริเวณโรงเรียนบ้านห้วยใต้ ต.แม่พูล อ.ลับแล จ.อุตรดิตถ์ และบริเวณโรงเรียนบ้านแม่คุ ต.บ้านตึก อ.ศรีสัชนาลัย จ.สุโขทัย และส่วนที่สองได้จัดทำโปรแกรมระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม (Decision Support System for Flood Warning) และระบบสนับสนุนการตัดสินใจ (Decision Support System)
ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ(Decision Support System)เป็นระบบย่อยหนึ่งในระบบสารสนเทศเพื่อการจัดการ โดยที่ระบบสนับสนุนการตัดสินใจจะช่วยในเรื่องการตัดสินใจในเหตุการณ์หรือสถานการณ์ที่ไม่มีโครงสร้างแน่นอน โดยได้ริเริ่มขึ้นในช่วง ปี ค.ศ. 1970 โดยมีหลายหน่วยงานเริ่มที่จะพัฒนาระบบสารสนเทศเพื่อที่จะช่วยในการตัดสินใจปัญหาที่ไม่มีโครงสร้างที่แน่นอน หรือกึ่งโครงสร้าง โดยข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา นอกจากนี้ยังมีวัตถุประสงค์เพื่อลดแรงงาน ต้นทุนที่ต่ำลงและยังช่วยในเรื่องการวิเคราะห์การสร้างตัวแบบ (Model) เพื่ออธิบายปัญหาและตัดสินใจปัญหาต่างๆ จนกระทั่งปี ค.ศ. 1980 ความพยายามในการใช้ระบบนี้เพื่อช่วยในการสนับสนุนการตัดสินใจได้แพร่ออกไป ยังกลุ่มและองค์การต่างๆ รวมทั้งการนำระบบนี้มาประยุกต์ใช้ในการเตือนภัยน้ำท่วมอีกด้วย
ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ คืออะไร
ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ หรือ DSS เป็นซอฟแวร์ที่ช่วยในการตัดสินใจเกี่ยวกับการจัดการ การรวบรวมข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล และการสร้างตัวแบบที่ซับซ้อนภายใต้ซอฟต์แวร์เดียวกัน นอกจากนั้น DSS ยังเป็นการประสานการทำงานระหว่างบุคลากรกับเทคโนโลยีทางด้านซอฟต์แวร์ โดยเป็นการกระทำโต้ตอบกัน เพื่อแก้ปัญหาแบบไม่มีโครงสร้าง และอยู่ภายใต้การควบคุมของผู้ใช้ ตั้งแต่เริ่มต้นถึงสิ้นสุดขั้นตอน หรืออาจกล่าวได้ว่า DSS เป็นระบบที่โต้ตอบกันโดยใช้คอมพิวเตอร์ เพื่อหาคำตอบที่ง่าย สะดวก รวดเร็ว จากปัญหาที่ไม่มีโครงสร้างที่แน่นอน ดังนั้นระบบการสนับสนุนการตัดสินใจ จึงประกอบด้วยชุดเครื่องมือ ข้อมูล ตัวแบบ (Model) และทรัพยากรอื่นๆ ที่ผู้ใช้หรือนักวิเคราะห์นำมาใช้ในการประเมินผลและแก้ไขปัญหา ดังนั้นหลักการของ DSS จึงเป็นการใช้เครื่องมือที่จำเป็นในการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีรูปแบบที่ซับซ้อน แต่มีวิธีการปฏิบัติที่ยืดหยุ่น ดังนั้น DSS จึงถูกออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ไม่เพียงแต่การตอบสนองในเรื่องความต้องการของข้อมูลเท่านั้น
ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ
การพัฒนาของเทคโนโลยีสารสนเทศและการขยายตัวขององค์การธุรกิจช่วงทศวรรษ 1970 ทำให้หลายหน่วยงานในสหรัฐอเมริกา ได้เริ่มพัฒนาระบบสารสนเทศที่มีขนาดและเทคโนโลยีที่เหมาะสม เพื่อใช้ในการรวบรวมข้อมูลและแบบจำลองในการตัดสินใจต่างๆ ตลอดจนพัฒนาให้ระบบสามารถสื่อสารตอบโต้อย่างฉับพลันกับผู้ใช้ เพื่อช่วยในการตัดสินใจในปัญหาแบบกึ่งโครงสร้างและไม่มีโครงสร้าง โดยที่แนวความคิดนี้ได้เป็นรากฐานของการพัฒนาระบบสนับสนุนการตัดสินใจ (Decision Support Systems) หรือที่นิยมเรียกว่า DSS ในปัจจุบัน
ตั้งแต่เริ่มการพัฒนา DSS มีนักวิชาการหลายท่านได้อธิบายความหมายของ DSS เช่น Gerrity (1971)ได้ให้ความหมายไว้ว่า DSS คือ การผสมผสานอย่างเหมาะสมระหว่างความมีเหตุผลของมนุษย์กับเทคโนโลยีสารสนเทศและชุดคำสั่งที่นำมาใช้โต้ตอบ เพื่อแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อน ความหมายนี้จะอธิบายภาพรวมเชิงปรัชญา ซึ่งครอบคลุมลักษณะพื้นฐานของ DSS แต่ยังไม่สามารถให้คำอธิบายลักษณะของปัญหาที่จะต้องแก้ไขโดยอาศัย DSS เข้าช่วย หรือให้ภาพที่ชัดเจนของ DSS ต่อมา Kroenke และ Hatch (1994) ได้นำความหมายเดิมมาปรับปรุงและเสนอว่า DSS คือ ระบบโต้ตอบฉับพลันที่สนับสนุนโดยคอมพิวเตอร์ ซึ่งนำมาช่วยอำนวยความสะดวกในการตัดสินปัญหาแบบไม่มีโครงสร้าง ในความหมายนี้ได้มีนักวิชาการหลายท่านวิจารณ์ ว่า DSS สมควรที่จะช่วยผู้ในการตัดสินปัญหาทั้งแบบกึ่งโครงสร้างและไม่มีโครงสร้าง ไม่เพียงเฉพาะปัญหาแบบใดแบบหนึ่งเท่านั้น ในขณะที่ Laudon และ Laudon (1994) อธิบายว่า DSS คือ ระบบคอมพิวเตอร์ที่นำมาใช้ในระดับบริหาร โดยระบบจะประกอบด้วยข้อมูลและแบบจำลองในการตัดสินใจที่ซับซ้อน เพื่อนำมาสนับสนุนการตัดสินปัญหาแบบกึ่งโครงสร้างและไม่มีโครงสร้าง
โครงสร้างของระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม (DSS)
1. ตรวจวัดอากาศจากสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติ (AWS)
2. การสื่อสารเพื่อรวบรวมข้อมูล ผลการตรวจอากาศและวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อการคาดหมาย แบ่งย่อยเป็นตามขั้นตอนดังต่อไปนี้
2.1 ผลการตรวจอากาศจากสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติ (AWS) ส่งผ่านระบบ GPRS ไปยังคอมพิวเตอร์หลัก (Web Server) โดยที่การตรวจอากาศจากสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติจะทำการรายงานทุกๆ 5 นาที
2.2 การวิเคราะห์ผลการตรวจอากาศที่ได้จากขั้นตอนแรกโดยการกำหนดค่าวิกฤตของพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยาแต่ละตัว เพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยา และแสดงเสถียรภาพของบรรยากาศเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดฝนตกหนัก
2.3 การคาดหมายการเปลี่ยนแปลง และการเคลื่อนที่ของตัวระบบลมฟ้าอากาศที่วิเคราะห์ได้ในขั้นตอนที่สอง โดยใช้วิธีทฤษฎีโครงข่ายใยประสาทเทียม (ANN) เป็นเครื่องมือในการพยากรณ์อากาศ
2.4 การออกคำพยากรณ์ช่วงเวลาและบริเวณที่ต้องการ โดยพิจารณาจากตำแหน่งและความรุนแรงของระบบลมฟ้าอากาศที่ได้ดำเนินการไว้แล้ว
3. การส่งคำพยากรณ์อากาศไปยังสื่อมวลชนเพื่อเผยแพร่ต่อไปสู่ประชาชนในพื้นที่เสี่ยงภัย และส่งไปยังหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อดำเนินการต่อไปตามความเหมาะสม เช่น การป้องกัน และบรรเทาภัยพิบัติ
รูป: หลักการทำงานของระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม (DSS)
ลักษณะการทำงานของระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม (DSS) ในประเทศไทย
ผลการตรวจอากาศจากสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติส่งผ่านระบบ GPRS ไปยังคอมพิวเตอร์หลัก (Web Server) ที่กรุงเทพฯในชื่อว่า weather.nakhonthai.net มีการแสดงผลลัพธ์เป็นทั้งตัวเลข ณ เวลาล่าสุด และเป็นรูปแบบกราฟเส้นในช่วงเวลา 24 ชั่วโมง 48 ชั่วโมง 72 ชั่วโมงโดยที่การตรวจอากาศจากสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติจะทำการรายงานทุกๆ 5 นาที มีการดึงข้อมูลโดยใช้โปรแกรม Downloader จากเครื่องคอมพิวเตอร์ 3 แหล่งข้อมูล ได้แก่ ดึงข้อมูลผลการตรวจอากาศผ่านระบบอินเทอร์เน็ตจากhttp://weather.nakhonthai.net/data ดึงข้อมูลดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาผ่านระบบอินเทอร์เน็ตจากhttp://metocph.nmci.navy.mil/sat/gms_nwtrop/ir/ และดึงข้อมูลเวอร์ทิซิตี้ที่ระดับ 500 เฮกโตปาสคาล ซึ่งเป็นผลลัพธ์จากระบบพยากรณ์อากาศเชิงตัวเลขผ่านระบบอินเทอร์เน็ตจากhttp://www.marine.tmd.go.th/html/rjtd-vorticity/ ข้อมูลต่างๆ ก็จะมาอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในโฟลเดอร์ที่กำหนด หลังจากนั้นในทุกๆ เช้าก็จะมีการใช้โปรแกรม GenDSS ในการจัดเตรียมฐานข้อมูลเพื่อใช้ในการวิเคราะห์และแสดงผลโดยจะทำการเตรียมฐานข้อมูลแบบ Last day สำหรับข้อมูลในอดีตในส่วนข้อมูลปัจจุบันจะใช้ป้าย Today เพื่อป้อนให้กับโปรแกรม DSS ในการประมวลผลต่อไป
รูป: โปรแกรมระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม
ที่มา: http://weatherwatch.in.th/index.php?ind=news&;op=news_show_single&ide=6
การแสดงผลของข้อมูลต่างๆ เช่น ข้อมูลผลการตรวจอากาศ ข้อมูลดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา และข้อมูลเวอร์ทิซิตี้ที่ระดับ 500 เฮกโตปาสคาล ซึ่งเป็นผลลัพธ์จากระบบพยากรณ์อากาศเชิงตัวเลข จะใช้โปรแกรม DSS ซึ่งเป็นโปรแกรมช่วยสนับสนุนการตัดสินใจน้ำท่วม
รูป: โปรแกรมDSS
ที่มา: http://weatherwatch.in.th/index.php?ind=news&;op=news_show_single&ide=6
การตั้งค่าวิกฤตในพารามิเตอร์ต่างๆ จะต้องใช้ประสบการณ์และความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ โดยที่ค่าวิกฤติ ของเวอร์ทิซิตี้ระดับ 500 เฮกโตปาสคาล ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของระบบ NWP ตั้งไว้ตั้งแต่ +2 ขึ้นไป ค่าวิกฤตของเมฆดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาตั้งไว้ที่ 190 ขึ้นไป ค่าวิกฤตของความชื้นสัมพัทธ์ตั้งไว้ที่ 90% ขึ้นไป ค่าวิกฤตของปริมาณฝนตั้งไว้ที่ 50 มิลลิเมตร ใน 1 ชั่วโมง จะทำให้เกิดฝนหนัก (ค่าเหล่านี้มาจากการทำวิจัยจนได้ค่านัยสำคัญ) กระบวนการต่างๆ เหล่านี้จะถูกนำมาบูรณาการให้เป็นระบบ โดยมีทฤษฎีโครงข่ายใยประสาทเทียมเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการพยากรณ์ฝนตกหนัก หรืออุทกภัยที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยมีการสอนให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้พฤติกรรมของอากาศผลการตรวจอากาศในทุกๆ 5 นาที กับพารามิเตอร์อื่นๆที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ภาพถ่ายดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาและเวอร์ทิซิตี้ระดับ 500 เฮกโตปาสคาล ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของระบบ NWP
โปรแกรมระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วม เป็นเครื่องมือที่ช่วยในการเตือนภัยน้ำท่วมไม่ใช่โปรแกรมแกรมหลักที่ใช้ในการเตือนภัย แต่จะช่วยผู้ปฏิบัติงานด้านเตือนภัยด้านน้ำท่วม (อุทกภัย) เช่น นักพยากรณ์อากาศของกรมอุตุนิยมวิทยา หรือเจ้าหน้าที่ของศูนย์เตือนภัยพิบัติแห่งชาติ นักอุทกวิทยาของกรมชลประทานที่มีความเข้าใจในระบบอากาศดีอยู่แล้ว โปรแกรมระบบสนับสนุนการตัดสินใจเตือนภัยน้ำท่วมจะให้การทำนายปริมาณฝนตกหนักในเวลา 24 ชั่วโมงข้างหน้า โดยใช้ทฤษฎีโครงข่ายใยประสาทเทียมซึ่งจะมีการสอนให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้ ถึงข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเช่น ปริมาณฝนความเข้มของแสงแดด ความเร็ว และทิศทางลม อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ และข้อมูลประกอบ เช่น ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ค่าเวอร์ทิซิตี้ที่ระดับ 500 เฮกโตปาสคาล พารามิเตอร์เหล่านี้จะดูการก่อตัวของเมฆ ซึ่งเป็นต้นเหตุของการเกิดฝน การฝึกให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้เป็นสิ่งสำคัญมาก ซึ่งจะทำให้คอมพิวเตอร์เข้าใจความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ต่างๆอย่างใกล้ชิด และสร้างชุดสมการทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม จากปริมาณข้อมูลนำเข้าที่มีคุณภาพและมากเพียงพอ นั่นก็หมายถึงข้อมูลเหล่านั้นจะต้องมีทั้งเหตุการณ์อากาศดี หรือแห้งแล้ง (ฝนตกน้อย) และอากาศร้าย (ฝนตกหนัก) อันเนื่องมาจากร่องมรสุมหรือเกิดพายุหมุนเขตร้อนเคลื่อนตัวเข้ามา ซึ่งจะทำให้โปรแกรม DSS สามารถตัดสินใจและทำนายฝนได้อย่างถูกต้องข้อแนะนำในการปรับปรุงโปรแกรม DSS นั่นก็คือการเพิ่มพารามิเตอร์ เช่น ภาพเรดาร์ตรวจอากาศ เข้าไป และอาจจะปรับปรุงทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ใหม่ๆในการคำนวณให้มีความหลากหลายและสอดคล้องกับเหตุการณ์ในเชิงฤดูกาล ซึ่งจะช่วยให้ผลการคาดหมายฝนตกหนักของโปรแกรม DSS มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น
