Algoritme til at forbedre bistandsreaktionen til ofre i katastrofezoner

En akademiker fra University of Bath School of Management har udviklet en algoritme til at hjælpe velgørende organisationer og hjælpeorganisationer med at forbedre den måde, de hjælper ofre for storme på, oversvømmelser, jordskælv og andre naturkatastrofer.

Den nuværende planlægning har en tendens til at fokusere på den kortsigtede udfordring med at yde hjælp til ofre i umiddelbar forlængelse af en katastrofe – en enstrenget tilgang. Men vores model er tostrenget, at integrere spørgsmålet om, hvordan man genopretter distributionsnetværk for at få hjælp til så mange overlevende som muligt, sagde Dr. Ece Sanci.

"Forekomsten af ​​naturkatastrofer er steget dramatisk i de seneste år. Alene siden begyndelsen af ​​2021, vi har haft ekstreme vinterstorme i USA, Sulawesi jordskælvet i Indonesien, og alvorlige oversvømmelser i Australien. Nødhjælpsorganisationer skal forberede sig på effektiv katastrofeberedskab. Hvis vi skal håndtere denne stadigt stigende trussel, forskere skal hjælpe med at forbedre den måde, vi reagerer på katastrofer på, " hun sagde.

Sanci og medforsker professor Mark Daskin fra University of Michigan har udviklet en planlægningsmodel ved hjælp af en algoritme, der tager højde for den etablerede praksis og fordelene ved at forudplacere genstande, der er nødvendige for øjeblikkelig nødhjælp i katastrofeudsatte områder, såsom vand, mad og medicin, men adresserer også behovet for adgang til udstyr, der er nødvendigt for at genoprette distributionsnetværk.

"Ved at forudplacere nødhjælpsartikler skal indsatspersoner stole mindre på lokale leverandører, som måske ikke har tilstrækkelig kapacitet til at klare den pludselige stigning i efterspørgslen lige efter katastrofen. Også, at skaffe disse varer fra globale leverandører kan være dyrt og tidskrævende i kølvandet på katastrofen. Så at finde den bedste placering for disse nødberedskabsfaciliteter er en vigtig del af katastrofehjælpsplanlægning, " sagde Sanci.

"Men der er blevet lagt for meget vægt på placeringen af ​​disse centre alene - selv om beredskabsfaciliteterne er godt placeret, mennesker vil lide, hvis beskadigede veje hindrer rettidig distribution af nødhjælpsgenstande. Hvad værre er, skader på transportnettet kan efterlade ofrene helt afskåret, " hun sagde.

Sanci sagde, at hendes og Daskins model kombinerer beslutninger om placering og netværksgendannelse, hjælpe nødhjælpsarbejdere med at forberede sig bedre ved at bestemme både placeringen af ​​beredskabsfaciliteter og det nødvendige udstyr til at genoprette distributionsnetværket forud for en katastrofe.

"Vores resultater understregede vigtigheden af ​​netværksgendannelse - vi fandt ud af, at flere, eller større, nødhjælpsfaciliteter har en begrænset indflydelse, når netværksgendannelse ignoreres. Imidlertid, hvis restaureringsressourcer er placeret på kritiske punkter, sammen med de nødvendige beredskabsfaciliteter, det er muligt at tilfredsstille den samlede efterspørgsel efter nødhjælpsartikler hurtigere og til lavere omkostninger, " sagde Sanci.

Sanci sagde, at algoritmen tilbød en måde at finde et nyttigt resultat på væsentligt kortere tid end normalt. Hun bemærkede, at generelt, Algoritmer tager længere tid at finde et resultat, hvis de evaluerer et stort antal scenarier, der er nødvendige for en nøjagtig repræsentation af usikkerhed. Tiden, for eksempel, taget af IBM's højtydende løser CPLEX stiger kubisk med antallet af scenarier, den overvejer.

"Derimod Fordelen ved vores algoritme er, at den tid, det tager at finde en løsning, kun stiger lineært, efterhånden som antallet af scenarier stiger. På denne måde vores bidrag er betydeligt, da det muliggør betydelig hurtigere beslutningstagning. I katastrofehjælpsarbejde, dette er vigtigt, da der skal træffes tidsfølsomme og livreddende beslutninger som svar på kortsigtede prognoser, " hun sagde.

Sanci sagde, at hun og hendes kolleger Dr. Melih Celik og Hannan Tureci Isik i øjeblikket kiggede på problemerne med lokaliseringsruten for lastbil-drone tandems.

"Hvis vi kan finde en løsning på dette problem, det kan være en alternativ måde at opretholde forbindelse med regioner, der er utilgængelige på grund af beskadiget infrastruktur, " hun sagde.