研究提高了粮食银行的有效性和公平性

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朱莉常春藤 jsivy@ncsu.edu 919.513.1683

Reha Uzsoy ruzsoy@ncsu.edu 919.513.1681

Irem Sengul Orgut isengul@ncsu.edu

马特·希普曼 matt_shipman@ncsu.edu 919.515.6386

北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员开发了新的计算机模型，以提高食品银行的能力，让它们尽可能公平地为尽可能多的人提供食物，同时减少食物浪费。

食物银行是一个网络，从许多不同的来源收集食物，分发给当地机构，然后与有需要的人分享。8年前启动这个项目的研究人员很快意识到，粮食银行的运作存在很大的不确定性。供给和需求都是波动的——这是研究人员预料到的。

“但我们发现，能力——地方机构收集、运输、储存和分发食品的能力——也是可变的，”北卡罗来纳州立大学工业和系统工程教授、一篇关于这项工作的论文的合著者朱莉·艾维(Julie Ivy)说。“这些机构通常规模较小，严重依赖志愿者。

“我们的目标是开发能够解释粮食银行网络能力不确定性的模型，帮助粮食银行有效、公平地分配粮食，确保粮食银行服务的所有地区都得到公平对待，同时最大限度地减少粮食浪费。”

“我们在这里工作进行的食品银行北卡罗来纳州中部和东部,但这些都是最常见的挑战,即使不是全部,食物银行,以及国家食品收集和分销网络,如美国供养,“说Irem Sengul Orgut,前博士生数控状态和论文的主要作者。奥古特现在为联想工作。

对于这个项目，研究人员开发了两个模型，它们可以相互结合使用。第一个模型使用历史数据来确定每个县的容量范围。然后，该模型利用这些范围，结合每个县的需求，来确定食品供应应该如何分配。

第二种模式考虑了每个县的需求和能力——或者及时分发食物的能力——试图在食物变质之前尽可能公平地在各个县为尽可能多的人提供食物。

“一些县机构有更多的志愿者,更多的冷藏库,或更好的运输资源,允许他们分发更多的食物在它变坏之前,“说Reha Uzsoy,论文的作者和克利夫顿a·安德森在北卡罗莱纳州的特聘教授爱德华·p·费茨工业与系统工程系。“但如果这些县得到所有的食物，这就不公平了，其他县就会遭殃。第二个模型旨在找到这两个因素的最佳平衡。”

“我们现在有两个模型，它们非常复杂，”Ivy说。“我们目前正在与洛杉矶地区食品银行和北卡罗来纳州中部和东部食品银行合作，寻找方法来实施对食品银行工作人员和志愿者使用友好的模型。”

具体来说，研究人员正在与北卡罗来纳农工大学和一家名为performance的公司合作，开发可用于扩展这些模型并将其投入使用的软件。这项工作得到了美国国家科学基金会的支持，并得到了批准1718672，题为PFI:BIC -灵活、公平、高效和有效的分配(饲料)。

艾维说:“总的来说，这项工作与粮食银行有关，但基本问题也与救灾工作有关。”“实际上，在任何情况下，存在稀缺的资源，需要公平，以及在分配资源方面的一系列强有力的挑战。因此，这可能也会引起救灾研究者的兴趣。”

纸”,公平有效分配捐赠食品的稳健优化方法，发表在欧洲运筹学研究杂志．这篇论文的合著者是北卡罗来纳州中东部食品银行的查理·黑尔。这项研究得到了美国国家科学基金会的资助cmmi - 1000018和cmmi - 1000828．

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

“公平有效分配捐赠食品的稳健优化方法”

作者: Irem Sengul Orgut、Julie S. Ivy和Reha Uzsoy，北卡罗莱纳州立大学;查理·黑尔，北卡中东部食品银行

发表: 2月17日,欧洲运筹学研究杂志

DOI: 10.1016 / j.ejor.2018.02.017

文摘:在与当地食品银行长达8年的合作关系的激励下，我们提出了两个稳健的优化模型，以支持在食品银行服务区域内公平有效地分配捐赠的食品。我们的第一个模型解决了国家能够有效接收和分发的捐赠粮食数量的不确定性，这取决于当地的因素，如预算和劳动力，而这些是粮食银行所不知道的。假设每个县的能力在一个范围内变化，该模型寻求最大限度的食品总分配，同时强制用户指定的稳健性水平。我们的第二个模型以一种非传统的方式使用稳健优化，将允许不平等水平的上界作为一个不确定参数，并限制对所有县的完全公平分配的总偏差，同时最大限度地提高食品运输总量。我们推导了这两个模型的结构性质，并发展了有效的精确求解算法。我们使用从我们的食品银行合作伙伴那里获得的历史数据来说明我们的模型，总结我们的结果的政策含义，并检查不确定性对结果和决策的影响。