Stocking decisions for relief aid

Abstract

Doğal afetler, meydana geldikleri ülkelerde genel yaşamı etkileyecek boyutlarda sosyal ve ekonomik kayıplara yol açan olaylardır. Doğal bir afet, etkin bir hazırlık, zarar azaltma, müdahale ve iyileştirme sürecine olan ihtiyacı da beraberinde getirir. Doğal bir afet sonrası çok sayıda konutun yıkılması veya ağır hasar görmesi sonucu, bölgede yaşayan afetzedelere hızla barınak ve yardım malzemesi sağlanması zorunluluğu ile karşı karşıya kalınmaktadır. Gerekli yardım malzemelerinin tedarik edilmesinde, afet sonrası malzeme dağıtımında ve uluslararası yardımın koordine edilmesinde, yardım ve müdahale kuruluşları büyük görev üstlenmektedirler. Böylesine büyük çapta ve zamanlama açısından kritik bir faaliyet, etkin bir afet öncesi planlamasını gerektirmektedir.Bu tezde, afetzedelere acil yardım malzemesi sağlayan yardım kuruluşlarının malzeme depolama kararları ele alınmakta ve tek bir tip yardım malzemesi için en iyi depolama miktarını belirlemeyi amaçlayan bir matematiksel model sunulmaktadır. Önerilen model, deprem riskinin de dahil edildiği tek periyotluk Newsvendor (Gazete Bayii) Modeli esas alınarak geliştirilmiştir. Depolanan malzemenin ekonomik ömrü içerisinde ciddi boyutta bir depremin olma olasılığı ve böylesi bir afet sonrasında ortaya çıkacak olan yardım malzemesine olan talep parametreleri de modele dahildir. Kurulan model, farklı bölgelerde bulunan ve aynı tip yardım malzemesini depolayan ve birbirleriyle tam bir yardımlaşma halinde olan iki kuruluşun en iyi depolama kararını belirlemek üzere genişletilmiştir. Bu durum, Uluslar arası Kızılay ve Kızılhaç Federasyonu'nun bir üyesi olan Türk Kızılayı'nın da içerisinde bulunduğu durumla benzerlik göstermektedir. Geliştirilen modelin, iki yardım kuruluşu için en iyi depolama kararını veren denge çözümü sayısal olarak hesaplanmaktadır. Farklı parametreler kullanılarak oluşturulan durumlar için modelin çözümü incelenmekte ve yardımlaşmanın her iki kuruluş ya da kuruluşlardan biri için yararlı olduğu durumlar tespit edilmektedir. Önerilen yöntemin uygulama yoluyla gösterilmesi amacıyla İstanbul ili göz önüne alınmaktadır. İstanbul ve çevresinde, önümüzdeki yıllarda büyük bir depremin meydana gelme olasılığı ve böylesi bir deprem sonrasında çadır gibi bir yardım malzemesine olabilecek talep hesap edilmekte ve sayısal çözümlere dahil edilmektedir. Yapılan sayısal analizler, İstanbul'daki bir yardım kuruluşunun başka bir bölgedeki yardım kuruluşuyla işbirliği sonucunda sağlanabilecek olan yarar hakkında fikir vermektedir. Gerçek senaryolara ve parametre hesaplarına dayanan model, İstanbul'da faaliyet gösteren yardım kuruluşları için yol göstericidir.

Natural disasters are unexpected crisis events causing devastating human and financial losses. These events trigger a critical need for effective preparedness, mitigation, response and recovery operations to reduce the impact of the disasters.Humanitarian relief agencies participate in massive relief efforts to provide life-supporting resources, such as food, water, sanitation, emergency care, shelter and other essential non-food items; to distribute supplies and to coordinate international aid after a disaster. The success of such large scale and time-critical operations require effective pre-disaster planning.In this thesis, we consider stocking decisions for humanitarian relief agencies that provide emergency relief items to people affected by natural disasters. We present a mathematical model to determine the optimum stocking quantity for one type of relief commodity. The proposed model is an extension of the well-studied newsvendor model that incorporates the disaster risk. The probability that a disaster takes place within the lifetime of the stocked commodity and the demand distribution for this commodity under such a disaster are taken into consideration in the model. We extend our model to determine the optimum stocking quantities for two agencies that stock the same commodity at different locations prone to differing disaster risk, and that work in full cooperation, just like the case of the Turkish Red Crescent and the International Federation of Red Cross and Red Crescent agencies. An equilibrium solution to the model that can be calculated numerically is derived. We investigate the characteristics of the solution under various parameter settings and identify cases where cooperation is beneficial to one or both of the agencies. We analyze the case for Istanbul to demonstrate the use of this modeling approach. The probability of a major earthquake occurrence in Istanbul and the potential demand for relief commodities throughout the city are estimated and used as inputs of the model. A numerical analysis gives insights to the potential benefits arising from cooperation of an agency in Istanbul with an outside agency. Our analysis with respect to realistic scenarios and parameter estimations provides useful guidelines for the relief agencies in Istanbul.