En "första i sitt slag" optimeringsmodell utvecklad av ingenjörer vid Lehighs P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science hjälper Pennsylvania Department of Corrections (PADOC) att effektivisera tilldelningen av intagna till statens 25 kriminalvårdsinstitutioner.
PADOC:s tjänstemän säger att Inade Assignment Decision Support System (IADSS) har "transformerat" den intagna tilldelningsprocessen i Pennsylvania och kan göra detsamma för statliga kriminalvårdsinstanser i hela USA. I det långa loppet, de säger, systemet kan förkorta vistelser i fängelser och minska återfall - den takt som frigivna fångar begår nya brott - genom att ge fångarna snabbare tillgång till de behandlingsprogram de behöver för att få parole.
Det finns för närvarande 46, 800 fångar i statens kriminalvårdsinstitutioner. PADOC:s årliga utgifter uppgår till cirka 2,5 miljarder dollar, eller cirka 8 procent av statens totala budget.
IADSS kan utföra hundratals intagna uppdrag på några minuter, en uppgift som kräver timmar när den utförs manuellt av människor. Systemet är en produkt av fem års arbete av doktorander och fakultetsmedlemmar vid institutionen för industri- och systemteknik. Dess utvecklare säger att IADSS representerar den första tillämpningen av verksamhetsforskning på tilldelning av fångar.
PADOC -tjänstemän har använt IADSS i tio månader för att hjälpa till att tilldela fångar och de planerar att byta till det helt tidigt nästa år. IADSS användes också för att tilldela 2, 000 fångar från State Correctional Institute i Pittsburgh, som nyligen stängdes, till andra statliga fängelser.
I en rapport som släpptes 1 september, PADOC -tjänstemän sa att IADSS har gjort det möjligt för korrigeringsavdelningen att uppnå kostnadsbesparingar och förbättringar inom fyra områden:
"Baserat på dessa fyra kriterier, "stod det i rapporten, "vi tror att IADSS har räddat PADOC, och därmed räddade Pennsylvania skattebetalare, cirka 2,9 miljoner dollar under det första året, vilket kommer att omsätta cirka 19,2 miljoner dollar i besparingar under de kommande fem åren. ”
Under tiden, gruppen som uppfann IADSS har utsetts till finalist för Daniel H. Wagner -priset för Excellence in Operations Research. Det internationella priset delas ut varje år av Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS), den främsta yrkesföreningen för analys- och verksamhetsforskning. Årets pris delas ut den 24 oktober vid den årliga INFORMS -konferensen i Houston.
"[IADSS] är den första modellen i sitt slag i nationen, och tar upp ett viktigt problem som alla stora kriminalvårdsavdelningar står inför, "PADOC:s sekreterare John E. Wetzel skrev i ett rekommendationsbrev till uttagningskommittén för Wagner -priset.
"Varje år, min avdelning tar emot cirka 11, 000 nya fångar som måste tilldelas ett av våra 25 fängelser runt om i staten ... [IADSS] har helt omvandlat våra processer och leder redan till betydande effektivitetsförbättringar och besparingar.
"Jag vet att mina kamrater runt om i landet som leder andra statliga kriminalvårdsinstanser också kommer att ha enorm nytta av [denna] modell."
Gruppen som utvecklade IADSS leds av Tamas Terlaky, George N. och Soteria Kledaras '87 begåvade ordförandeprofessor vid institutionen för industri- och systemteknik. I gruppen ingår också Lou Plebani och George Wilson, professorer på institutionen; Mohammad Shahabsafa, en doktorsexamen kandidat; Anshul Sharma, en doktorand; Dan Li '13 Ph.D. och Chatainya Gudapati '17 M.S.
Hjärtat i IADSS, säger Shahabsafa, som reser varannan vecka till Mechanicsburg för att konferera med PADOC -tjänstemän, är dess optimeringsmodul, som kan tilldela hundratals intagna till kriminalvården på bara några minuter. Ett grafiskt användargränssnitt ger tillgång till information om intagna i PADOC -databasen, gör det möjligt för användare att granska och godkänna den optimala uppgiften, och ger flera åtgärder för att utvärdera uppdragets rekommendationer.
Optimeringsmodulen gör det möjligt för IADSS att tilldela intagna - och ta hänsyn till en mängd relevanta faktorer - samtidigt, säger Shahabsafa. Dessa faktorer inkluderar en fångas ålder, hemstad, anfall, information om domen, stabilitetsnivå, risknivå, lägsta och högsta datum för släpp, och medicinska och programmeringsbehov, kapacitet och resursnivå vid varje institution. IADSS redogör också för intagna funktionsbegränsningar- oavsett om de är hörsel- eller synskadade eller använder rullstol, etc.
William Nicklow, PADOC -chef för befolkningshantering, säger att intagna tidigare tilldelades Pennsylvania kriminalvårdsinstitutioner i en sekventiell process av DOC -anställda som överväger var och en av dessa faktorer för en intagen i taget.
Förutom nya fångar, DOC övervakar också överföringen av intagna inom det statliga fängelsessystemet, säger Nicklow.
"Varje år, vi får cirka 50, 000 framställningar från våra kriminalvårdsinstitutioner som begär en överföring av en intagen. Innan Lehigh -modellen utvecklades, vi tittade på varje intagen individuellt och utvärderade alla faktorer avseende den intagna separat. Det här är en ganska besvärlig process. "
Vid tilldelning och överföring av fångar, säger Nicklow, IADSS beaktar behoven hos varje intagen och resurserna - tomma sängar, säkerhetsnivå, behandlingsprogram och lediga tjänster - som finns tillgängliga på var och en av statens kriminalvårdsinstitutioner.
"Lehigh -modellen ser på allt samtidigt och holistiskt. Det ger den mest lämpliga rekommendationen för alla baserat på de resurser som finns tillgängliga vid den tiden.
"Med den nuvarande processen, det tar sju personer det mesta av en vecka att göra detta. Nu kan hela jobbet göras med en knapptryckning, och resultaten är faktiskt bättre. Vi fattar bättre beslut och uppfyller alla krav för de intagna uppdragen. "
IADSS har också hjälpt PADOC att minska den tid de intagna måste vänta på öppningar i behandlingsprogram som de måste slutföra för att kvalificera sig för villkorlig frigivning eller tidig frigivning, säger Nicklow.
"Vårt svåraste problem är väntelistan för behandlingsprogram. Lehigh -modellen hjälper oss att förbereda inför förhör. Vi gillar att börja programmera cirka 10 månader före minsta straffdatum så att alla program är klara när en intagen släpps, och så att vad en intagen lär sig av ett program får honom att tänka nytt när han släpps.
"Som ett resultat av Lehigh -modellen, starttiden för att gå in i program har minskats. Modellen hjälper oss att se till att ingen startar ett program strax före deras villkorlig frigivning. Och det kommer att hjälpa oss att undvika att behöva flytta intagna från en anläggning till en annan för att komma in i ett program. "
IADSS har också hjälpt PADOC att minska mänskliga misstag vid tilldelning av fångar, Wetzel skrev i sitt brev till INFORMS.
"Innan vi arbetade med Lehigh University på detta projekt, " han skrev, "våra interna processer för att utföra dessa uppdrag var beroende av mänskligt omdöme, och ledde till många suboptimala placeringsbeslut. "
Industri- och systemteknikavdelningen började studera fångaruppdrag för fem år sedan när Li gjorde praktik hos PADOC och utvecklade ett beslutsträd som identifierade de faktorer som är inblandade i tilldelning av fångar. Li fick sin doktorsexamen 2013 och projektet togs upp av Shahabsafa.
IADSS, säger Shahabsafa, är baserad på blandad heltal linjär optimering (MILO), en metod som tillämpades för nästan tre decennier sedan för schemaläggning av flygbesättningar och i andra branscher men som inte tidigare hade prövats med intagna uppdrag i kriminalvårdsinstitutioner.
Shahabsafa skriver sin doktorsexamen avhandling om ett flygvapenfinansierat projekt som innefattar strukturell designoptimering.
Samarbetet med PADOC, han säger, har varit särskilt givande.
"Det har varit ett utmärkt tillfälle för mig att arbeta med en verklig applikation. Jag har gått på PADOC två gånger i veckan i tre år.
"Efter att ha lagt ner mycket tid och energi på detta projekt, det är en ära för mig att se att produkten används i den dagliga processen för avdelningen för korrigeringar och att vårt papper har erkänts som finalist för det prestigefyllda Wagnerpriset. "
