Förödelsen av orkanen Harvey fortsätter, med National Weather Service som kallar händelsen utan motstycke, vilket gör svaret ännu mer komplicerat.

Nästan en halv miljon människor förväntas söka federal hjälp i efterdyningarna av kategori 4 -orkanen, som redan har dumpat mer än 30 tum på Houston-området.

Även om denna hemska orkan är extrem, antalet katastrofer har fördubblats globalt sedan 1980-talet, med skadorna och förlusterna som uppskattas till i genomsnitt 100 miljarder USD per år sedan det nya millenniet, och antalet drabbade växer också.

Orkanen Katrina 2005 var den dyraste naturkatastrofen i USA, med uppskattningar mellan 100 miljarder och 125 miljarder dollar. Dödssiffran för Katrina diskuteras fortfarande, men vi vet att minst 2, 000 dödades och tusentals lämnades hemlösa.

Över hela världen, vägtullen är svindlande. Den trefaldiga katastrofen av en jordbävning, tsunami och kärnsmälta som började den 11 mars, 2011 i Fukushima, Japan dödade tusentals, liksom jordbävningen i Haiti 2010.

Utmaningarna för katastrofhjälpsorganisationer, inklusive icke-statliga organisationer, är enorma. Majoriteten verkar under en enda, allmänning, humanitär princip om att skydda utsatta, minska lidande och stödja livskvaliteten. På samma gång, de måste konkurrera om finansiella medel från givare för att säkerställa sin egen hållbarhet.

Den här konkurrensen är intensiv. Antalet registrerade amerikanska ideella organisationer ökade från 12, 000 år 1940 till mer än 1,5 miljoner 2012. Cirka 300 miljarder dollar doneras till välgörenhetsorganisationer i USA varje år.

På samma gång, många intressenter anser att humanitärt bistånd inte har varit lika framgångsrikt för att nå sina mål på grund av bristande samordning mellan icke-statliga organisationer, vilket leder till dubblering av tjänster.

Mitt team och jag har tittat på ett nytt sätt att förbättra hur vi reagerar på naturkatastrofer. En lösning kan vara spelteori.

Att få rätt förnödenheter till de behövande är skrämmande

Behovet av förbättringar är starkt.

Inom tre veckor efter jordbävningen 2010 i Haiti, 1, 000 icke-statliga organisationer verkade i Haiti. Nyhetsmedias uppmärksamhet på otillräcklig vattenförsörjning resulterade i enorma donationer till Dominikanska Röda Korset för att hjälpa dess granne på ön. Som ett resultat, Port-au-Prince var mättad med last och naturliga gåvor, så att försändelser från Dominikanska republiken var tvungna att stoppas i flera dagar. Efter Fukushima-katastrofen, det var för många filtar och klädesplagg skickade och till och med trasiga cyklar.

Faktiskt, cirka 60 procent av föremålen som kommer till en katastrofplats är icke-prioriterade föremål. Räddningsarbetare slösar sedan dyrbar tid på att hantera dessa oprioriterade förnödenheter, Offren lider för att de inte får försörjning av kritiska behov i tid.

Leverans och bearbetning av felaktiga förnödenheter ökar också trängseln vid transport- och distributionsnoder, överväldigar lagringskapaciteten och resulterar i ytterligare förseningar av nödvändiga föremål. Floden av donerad olämplig materiel som svar på en katastrof kallas ofta för den andra katastrofen.

Ekonomin för katastrofhjälp, på utbudssidan, utmanas eftersom människor behöver säkra donationer och säkerställa den ekonomiska hållbarheten för sina organisationer. På efterfrågesidan, offrens behov måste tillgodoses i tid samtidigt som man undviker slösaktig dubbelarbete och överbelastning när det gäller logistik.

Spelteori i katastrofer

Spelteori är ett kraftfullt verktyg för att modellera och analysera komplexa beteenden hos konkurrerande beslutsfattare. Den fick ett enormt uppsving från bidragen från Nobelpristagaren John Nash.

Spelteori har använts i många discipliner, från ekonomi, verksamhetsforskning och förvaltningsvetenskap även till statsvetenskap.

I samband med katastrofhjälp, dock, det har gjorts lite arbete med att utnyttja omfattningen av spelteorin. Det är, ändå, tydligt att katastrofhjälpsorganisationer tävlar om finansiella medel och givare reagerar på organisationernas synlighet när det gäller leveranser av hjälpförnödenheter till offer genom mediabevakning av katastrofer.

Vi modellerade kostnaderna för att leverera hjälpmedel, inklusive trängsel, vinsten från att leverera varor (eftersom dessa icke -statliga organisationer är ideella organisationer och också vill göra gott) plus de finansiella donationer som de kommer att skaffa från medieexponering på katastrofplatserna och tävla om.

Dessa bestod av varje icke-statlig "nyttofunktion", som var och en försökte maximera individuellt. De icke-statliga organisationerna mötte också begränsningar i volymen av hjälpförnödenheter som de hade förutplacerat och kunde distribuera till offren för katastrofen.

Vi undersökte två scenarier:

1. När de icke-statliga organisationerna var fria från att tillfredsställa gemensamma minimi- och maximibelopp av hjälpobjektets krav vid behov (en Nash Equilibrium-modell);
2. När de icke-statliga organisationerna var tvungna att se till att de levererade de minsta nödvändiga förnödenheterna vid varje efterfrågepunkt för offren men inte överskred de maxbelopp som fastställts av en organisation på högre nivå.

Sådana begränsningar garanterar att offren kommer att betjänas på lämpligt sätt medan, på samma gång, minimera materielkonvergens och överbelastning i samband med onödiga leveranser (en generaliserad Nash Equilibrium-modell på grund av de gemensamma/delade begränsningarna). Sådana gränser skulle motsvara politik som påtvingats av en humanitär eller statlig organisation på högre nivå.

Policyer och konsekvenser

Vi använde en fallstudie av orkanen Katrina, på grund av dess historiska katastrofala natur.

Vi byggde modellerna med hjälp av allmänt tillgänglig data, med de icke-statliga organisationerna som motsvarar Röda Korset, Frälsningsarmén och "andra" NGOs kollektivt. Eftersom Louisiana drabbades av skadorna, vi valde, som efterfrågan, 10 församlingar i Louisiana.

Använda datorbaserade algoritmer, vi beräknade flöden av hjälpposter och de icke-statliga organisationernas hjälp i de icke-samarbetsvilliga spelen utan påtvingade policyer i form av gränser (Nash Equilibrium) och med (Generalized Nash Equilibrium).

En handlingsbar ram för icke-statliga beslutsfattare

En jämförelse av resultaten under Nash och Generalized Nash Equilibria visade kvantifierbart att samordning är avgörande för att uppnå bättre resultat i humanitära hjälpinsatser.

Den generaliserade Nash-lösningen kan inte bara eliminera möjligheten att ha under- eller överutbud, det garanterar – genom konkurrens – en effektiv allokering av resurser när minimikraven är uppfyllda.

Utan sådana pålagda gränser, hjälporganisationer kan välja en "lätt" väg för att leverera förnödenheter eftersom det är mindre kostsamt, snarare än rutten som kommer att sluta på en destination där det är mest i behov.

Därför, det spelteoretiska ramverket har betydande fördelar både för katastrofoffren och för icke-statliga organisationer. Dessutom, vi visade också att under vissa omständigheter, den generaliserade Nash-lösningen kan locka fler donationer än de obegränsade, konkurrenskraftig lösning.

Vår studie har många implikationer för att vägleda samordnande myndigheter. Det ger ett starkt argument för vikten av dessa samordnande organ i framgångsrika humanitära hjälpinsatser.

Specifikt, vår forskning visar att om myndigheterna kan införa begränsningar för övre och lägre efterfrågenivåer för hjälpmedel, de kan tillhandahålla en effektiv mekanism för att förbättra katastrofinsatserna. Insatsteam behöver en viss mängd förnödenheter för att rädda liv men inte så mycket att det leder till trängsel och avfall.

Statliga myndigheter eller icke-statliga organisationer måste gå samman för att fastställa dessa värderingar.

Den Generalized Nash Equilibrium Game Theory-modellen ger chefer för icke-statliga organisationer ett strategiskt ramverk för att analysera deras interaktioner med andra icke-statliga organisationer, samtidigt som de ger insikter i sin egen verksamhet. Dessutom, som vår studie visar, ramverket svarar på grundläggande frågor som varje icke-statlig organisation måste ta itu med:(1) Hur och var ska vi ge bistånd? och (2) Hur kan vi finansiera dessa operationer? En datorbaserad modell som kan besvara dessa frågor ger en handlingsbar ram för NGO-beslutsfattare.

Vår studie tyder vidare på att, trots konkurrensen mellan icke -statliga organisationer om insamling, det finns starka skäl för dem att samarbeta, därigenom stärka deras katastrofinsatser och uppnå bättre resultat för de behövande. Faktiskt, vår spelteoretiska analys visar kvantifierbart att samarbete mellan icke-statliga organisationer kan öka ekonomiska donationer till alla icke-statliga organisationer.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.