Developing stochastic optimization based solution approaches for temporary-disaster-response facility allocation problem

Olası bir afet sonrası merkezi ilk yardım ekiplerinin (AFAD, Kızılay vb.) afet bölgesine ulaşmalarında oluşabilecek gecikmeler nedeniyle, afetzedelerin gündelik hayatlarına devam etmelerinde ortaya çıkan sorunların ortadan kaldırılabilmesi için gerçekleştirilen afet operasyonlarının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Buna bağlı olarak merkezi ilk yardım ekiplerine destek olabilecek yerel kaynakların kullanım potansiyellerinin arttırılması da giderek önem kazanmakta, afet operasyonları kapsamında çözüm yaklaşımları geliştirilmesi gereken özgün problemlerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında öncelikli olarak dikkate alınan geçici-afet-müdahale tesisleri yerleşim problemi de böyle bir probleme karşılık gelmektedir. Çalışmada dikkate alınan geçici-afet-müdahale tesisleri yerleşim problemi, merkezi ilk yardım ekiplerinin afet bölgesine ulaşmalarına kadar geçen sürede afetzedelerin temel ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla kurulan tesislerin yerleşimi ile ilgilidir. Çalışma kapsamında, geçici-afet-müdahale tesisleri yerleşim problemi için problem tanımı yapılmış, problemin çözümü için iki-aşamalı stokastik programlama modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen model, temel ihtiyaç malzemelerini depolayacak geçici-afet-müdahale tesislerinin lokasyonunu ve sayısını belirleyip, afetten etkilenen bölgelere dağıtımı yapılacak temel ihtiyaç malzemelerinin miktarına karar vermektedir. Aynı zamanda, önerilen tamsayılı programlama modeliyle, geçici-afet-müdahale tesislerinden afetzedelere temel ihtiyaç malzemelerinin en kısa sürede taşınmasını sağlayan bir taşıma planı oluşturulmuştur. Geliştirilen modeller, bir deprem örnek olayı üzerinde test edilmiş ve Bursa ilinin Yıldırım ilçesinde yer alan 64 mahalleden oluşan bir bölge için çözüm sağlanmıştır.After the occurrence of a possible disaster, due to the delays of the central humanitarian organizations (AFAD, Turkish Red-Crescent, etc.) to reach the affected area, the importance of disaster operations to eliminate the problems of disaster victims to continue their everyday lives increases day by day. In this study, we primarily consider such a problem, allocation of temporary-disaster-response facilities which are planned to meet the basic needs of disaster victims until the arrival of central humanitarian organizations. We first make the problem definition, and then, develop a stochastic optimization-based solution arpproach to solve the problem. A two-stage stochastic programming model is proposed for the allocation of temporary disaster response facilities considering the locations, number of the facilities in these locations and the distributions of the basic supplies stored in these facilities. We also develop a transportation plan using an integer programming model to minimize the time (distance) to transport the required amounts of basic supplies. We illustrate our solution approach with an earthquake case study in the Yildirim district of Bursa-Turkey with 64 neighborhoods