A study of ambulance dispatching policies to improve disaster relief operations: A case study on Istanbul

Abstract

Bu çalışmada, felaket sonrası ambulans yönlendirme problemi için benzetim yolu ile farklı ambulans yönlendirme stratejileri test edilmiştir. Beklenen İstanbul depremi sonrası binlerce insanın yıkılan binaların altında kalacağı tahmin edilmektedir. Kurtarma çalışmaları devam ederken yaralıların büyük kısmının ambulanslar ile deprem bölgesinden hastanelere taşınması gerekeceği ön görülmektedir. Buna bağlı olarak çoğu yerde ambulans ihtiyacı çok yüksek seviyelere çıkacaktır. Bizim amacımız, İstanbul'un yedi ilçe ve onların mahallelerinde ambulans yönlendirme operasyonu benzetimi ile farklı ambulans yönlendirme stratejilerinin performansını değerlendirmektir. İki adet performans kıstası mevcuttur. Birincisi ortalama servis süresidir. Servis süresi iki tip olarak ele alınmıştır.Birincisi, bir yaralının kurtarılışından ambulans ile birlikte hastanenin acil servis birimine varışına kadar geçen süre iken (RTH), ikincisi yaralının kurtarılışından hastane acil servisinden ayrılmasına kadar geçen süreyi kapsar (RTT). İkinci kıstas ise servis oranıdır. Bu kıstas da ikiye ayrılmıştır. Birincisi hastaneye ulaşma durumu ile ilgili iken (SL1), diğeri ise acil servisten ayrılma süresini baz almaktadır (SL2). Yaralıların kurtarılış süreleri, ilk yardım süreci ve yolculuk süresi rasgele değişkenler olarak ele alınmıştır. Mahalleler arasındaki mesafeyi görmek için gerçek yol bilgisi kullanılırken mahalle izole olma riskleri de yolculuk süresini belirlemek için göz önünde bulundurulmuştur. Test edilmiş ambulans yönlendirme stratejileri şu şekildedir: İlk-çağrıya-ilk-hizmet (FCFS), en-yakına-en- önce-hizmet (SDF) ve kritik-yaralıya-hizmet-önceliği (MCPF). SDF yönlendirme stratejisi ambulansı beklenen yol süresine göre en yakın yaralılara yönlendirme esası ile çalışır. MCPF stratejisi, triaj işlemi ile üç yara derecesinden en ağır yara derecesine sahip olan yaralıya en yakın ambulansı gönderir. Bu çalışmanın esasında benzetim modelini gerçek zamanlı bilgi akışını varsayarak çalıştırmaktayız. Sonuçlar SDF stratejisinin ortalama servis süresi açışından en iyi yöntem olduğunu göstermekle beraber adaletli olma konusunda problemler gözlenmiştir. Periyodik bilgi güncellemelerinin, azalan yolculuk süresinin ve hastane acil yardım bakım sürelerinin sürece dahil edilişinin etkilerini araştırmak için ayrı ayrı vakalarda birçok ?ya öyle olursa? senaryosu inceledik. Vardığımız sonuç, ambulans şoförleri ile hastane acil yardım koordinatörlerinin yoğun iletişimde olmalarının performansı artırmak için kaçınılmaz olduğunu göstermektedir. Aynı zamanda mağdurların hastanelere etkin ulaşımını sağlamak için ilave ambulanslara ihtiyaç duyulmaktadır ve ortalama servis süresinin de yaralı-ambulans sayısının dengesinden son derece etkilendiği ortaya çıkmıştır. Bunun dışında, mahalleler arasında adil hizmet dağılımını sağlamak adına yararlı bir strateji de bazı mahallelerde geçici acil yardım hastaneleri kurmak olacaktır.

In this study, different ambulance dispatching policies are tested by a simulation modelfor the post-disaster ambulance dispatching problem. After an expected earthquake inIstanbul, many people would be trapped under the collapsed buildings. While the rescueefforts continue, a massive number of patients would need to be transported from the affectedareas to the hospitals by ambulances. Consequently, ambulances would be overwhelmedby the transportation requests. Our objective is to assess the performance of differentambulance dispatching policies, by simulating the ambulance dispatching operations in sevendistricts of Istanbul and their neighborhoods. There are two performance criteria. The firstone is the overall average response time. Response time is divided into two. First one is theelapsed time from the rescue of the patient till the arrival of the patient to the emergency unitat a hospital (RTH), while the second one considers the time between rescue of the patientand leaving time of emergency department of the patient (RTT). The second criterion is theoverall average service level. It is also divided into two based on reaching to hospital (SL1),and transferring the patient out of the emergency department (SL2). The rescue timesof the patients, their first-treatment durations and travel times are represented as randomvariables. Real road data is used for setting the distances between neighborhoods andneighborhood isolation risks are also considered while establishing travel times. The testedambulance dispatching policies are first-called-first-served (FCFS), shortest-distance-first(SDF), and most-critical-patients-first (MCPF). SDF dispatching policy works by assigningthe ambulances to the nearest patients based on expected travel times. MCPF policyinitially sorts people based on one of the three injury types, and assigns the ambulance to thenearest patient if there is a tie from the injury types. In the base case, we run the simulation model assuming the availability of real-time information. The results show that SDF policyperforms the best in terms of average service time but has problems with fairness. Weanalyze several what-if scenarios to investigate the effects of periodic information update,decreased travel times and inclusion of hospital emergency treatment times in separatecases. Our results indicate that intensive communication between ambulance drivers andhospital emergency coordinators is necessary to improve performance. Also, there is aneed for additional ambulances to ensure effective transportation of victims to the hospitalsand it is shown that average service times are highly sensitive to the balance betweennumber of patients and number of ambulances. Moreover, opening temporary emergencyhospitals in some neighborhoods would serve as a beneficial strategy increasing fairnessamong neighborhoods.