Reaktion på naturkatastrofer som Harvey kunne hjælpes med spilteori

Ødelæggelserne af orkanen Harvey fortsætter, med National Weather Service, der kalder begivenheden uden fortilfælde, hvilket gør svaret endnu mere kompliceret.

Næsten en halv million mennesker forventes at søge føderal bistand i kølvandet på kategori 4 -orkanen, som allerede har dumpet mere end 30 tommer på Houston-området.

Selvom denne frygtelige orkan er ekstrem, antallet af katastrofer er fordoblet globalt siden 1980'erne, med skader og tab anslået til i gennemsnit 100 milliarder dollars om året siden det nye årtusinde, og antallet af berørte mennesker vokser også.

Orkanen Katrina i 2005 var den dyreste naturkatastrofe i USA, med skøn mellem 100 og 125 milliarder dollars. Dødstallet for Katrina diskuteres stadig, men vi ved, at mindst 2, 000 blev dræbt, og tusinder blev efterladt hjemløse.

I hele verden, vejafgiften er svimlende. Den tredobbelte katastrofe af et jordskælv, tsunami og nuklear nedsmeltning, der startede 11. marts, 2011 i Fukushima, Japan dræbte tusinder, ligesom jordskælvet i Haiti i 2010.

Udfordringerne for katastrofehjælpsorganisationer, herunder ikke -statslige organisationer, er enorme. Flertallet opererer under en enkelt, almindelige, det humanitære princip om at beskytte de udsatte, reducere lidelse og understøtte livskvaliteten. På samme tid, de skal konkurrere om finansielle midler fra donorer for at sikre deres egen bæredygtighed.

Denne konkurrence er intens. Antallet af registrerede amerikanske nonprofitorganisationer steg fra 12, 000 i 1940 til mere end 1,5 millioner i 2012. Cirka 300 milliarder dollars doneres hvert år til velgørende organisationer i USA.

På samme tid, mange interessenter mener, at humanitær bistand ikke har været lige så vellykket med at nå sine mål på grund af manglende koordinering blandt ngo'er, hvilket resulterer i dobbeltarbejde.

Mit team og jeg har kigget på en ny måde at forbedre, hvordan vi reagerer på naturkatastrofer. En løsning kan være spilteori.

Det er skræmmende at få fat i de rigtige forsyninger til dem, der har behov

Behovet for forbedringer er stort.

Inden for tre uger efter jordskælvet i Haiti i 2010, 1, 000 ngo'er opererede i Haiti. Nyhedsmediernes opmærksomhed om utilstrækkelige vandforsyninger resulterede i enorme donationer til Det Dominikanske Røde Kors for at hjælpe dets ø-nabo. Som resultat, Port-au-Prince var mættet med last og gaver i naturalier, så forsendelser fra Den Dominikanske Republik måtte standses i flere dage. Efter Fukushima-katastrofen, der var for mange tæpper og beklædningsgenstande afsendt og endda ødelagte cykler.

Faktisk, omkring 60 procent af de varer, der ankommer til et katastrofested, er ikke-prioriterede varer. Redningsarbejdere spilder så kostbar tid på at håndtere disse ikke-prioriterede forsyninger, der henviser til, at ofrene lider, fordi de ikke modtager de kritiske behov i rette tid.

Levering og behandling af forkerte forsyninger øger også overbelastningen ved transport- og distributionsknudepunkter, overvælder opbevaringsmuligheder og resulterer i yderligere forsinkelser af nødvendige genstande. Floden af ​​doneret upassende materiel som reaktion på en katastrofe omtales ofte som den anden katastrofe.

Økonomien i katastrofehjælp, på forsyningssiden, er udfordret, da folk har brug for at sikre donationer og sikre deres organisationers økonomiske bæredygtighed. På efterspørgselssiden, ofrenes behov skal opfyldes rettidigt, samtidig med at man undgår spild overlapning og overbelastning med hensyn til logistik.

Spelteori i katastrofer

Spelteori er et stærkt værktøj til modellering og analyse af komplekse adfærd hos konkurrerende beslutningstagere. Det fik et enormt løft fra bidragene fra nobelpristageren John Nash.

Spilteori er blevet brugt i adskillige discipliner, fra økonomi, driftsforskning og ledelsesvidenskab selv til statskundskab.

I forbindelse med katastrofehjælp, imidlertid, der har været lidt arbejde med at udnytte omfanget af spilteori. Det er, alligevel, klart, at katastrofehjælpsorganisationer konkurrerer om økonomiske midler, og donorer reagerer på organisationernes synlighed i leveringen af ​​nødhjælpsforsyninger til ofre gennem mediedækning af katastrofer.

Vi modellerede omkostningerne ved levering af nødhjælp, herunder trængsel, gevinsten ved at levere varer (da disse ngo'er er nonprofitorganisationer og også ønsker at gøre godt) plus de økonomiske donationer, de står til at erhverve fra medieeksponering på katastrofestederne og konkurrerer om.

Disse omfattede hver NGO's "hjælpefunktion", som hver enkelt forsøgte at maksimere. NGO'erne stod også over for begrænsninger i mængden af ​​nødhjælpsforsyninger, som de havde forudplaceret og kunne distribuere til ofrene for katastrofen.

Vi undersøgte to scenarier:

1. Når ngo'erne var fri for at opfylde fælles minimums- og maksimumsbeløb for nødhjælpsbehovet på behov (en Nash Equilibrium-model);
2. Når ngo'erne skulle sikre sig, at de leverede det mindst nødvendige forsyninger på hvert efterspørgselssted for ofrene, men ikke overskred de maksimale beløb fastsat af en højere organisation.

Sådanne begrænsninger garanterer, at ofrene vil blive betjent korrekt, mens på samme tid, minimering af materielkonvergens og overbelastning forbundet med unødvendige forsyninger (en generaliseret Nash Equilibrium-model på grund af de fælles/delte begrænsninger). Sådanne grænser ville svare til politikker pålagt af en humanitær eller statslig organisation på højere niveau.

Politikker og konsekvenser

Vi brugte et casestudie af orkanen Katrina, på grund af dens historiske katastrofale karakter.

Vi byggede modellerne ved hjælp af offentligt tilgængelige data, med de ngo'er, der svarer til Røde Kors, Frelsens Hær og "andre" NGO'er i fællesskab. Siden Louisiana led hovedparten af ​​skaderne, vi valgte, som efterspørgsel, 10 sogne i Louisiana.

Anvendelse af computerbaserede algoritmer, vi beregnede nødhjælpspoststrømmene og ngo'ernes nytteværdier i de ikke-samarbejdsvillige spil uden pålagte politikker i form af grænser (Nash Equilibrium) og med (Generaliseret Nash Equilibrium).

En praktisk ramme for NGO's beslutningstagere

En sammenligning af resultaterne under Nash og Generalized Nash Equilibria viste kvantificerbart, at koordinering er afgørende for at opnå bedre resultater i humanitære nødhjælpsoperationer.

Den generaliserede Nash-løsning er ikke kun i stand til at eliminere muligheden for at have under- eller overforsyning, det garanterer – gennem konkurrence – en effektiv allokering af ressourcer, når minimumskravene er opfyldt.

Uden sådanne pålagte grænser, nødhjælpsorganisationer kan vælge en "let" rute til levering af forsyninger, fordi det er billigere, frem for ruten, der ender i en destination, hvor der er flest behov.

Derfor, den spilteoretiske ramme har betydelige fordele både for katastrofeofrene og for ngo'erne. Ud over, vi viste også, at under visse omstændigheder, den generaliserede Nash-løsning er i stand til at tiltrække flere donationer end de ubegrænsede, konkurrencedygtig løsning.

Vores undersøgelse har talrige implikationer til at vejlede koordinerende myndigheder. Det giver et stærkt argument for vigtigheden af ​​disse koordinerende organer i vellykkede humanitære nødhjælpsindsatser.

Specifikt, vores forskning viser, at hvis myndighederne kan pålægge begrænsninger på øvre og nedre efterspørgselsniveauer for nødhjælp, de kan give en effektiv mekanisme til at forbedre katastrofeberedskabet. Responsteam har brug for en vis mængde forsyninger for at redde liv, men ikke så meget, at det resulterer i overbelastning og spild.

Regeringsorganer eller NGO'er skal gå sammen om at sætte disse værdier.

Den generaliserede Nash Equilibrium Game Theory-model giver ledere af NGO'er en strategisk ramme til at analysere deres interaktioner med andre NGO'er, samtidig med at de giver indsigt i deres egen drift. I øvrigt, som vores undersøgelse viser, rammen besvarer grundlæggende spørgsmål, som enhver NGO skal løse:(1) Hvordan og hvor skal vi yde bistand? og (2) Hvordan kan vi finansiere disse operationer? En computerbaseret model, der kan besvare disse spørgsmål, udgør en handlingsramme for NGO-beslutningstagere.

Vores undersøgelse tyder endvidere på, at trods konkurrencen mellem ngo'er om fundraising, der er stærke grunde til, at de samarbejder, derved styrke deres katastrofeberedskab og opnå bedre resultater for dem, der har behov. Faktisk, vores spilteorianalyse viser kvantitativt, at samarbejde mellem NGO'er kan øge økonomiske donationer til alle NGO'er.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.