論文の概要: A Branch-and-Price Algorithm for Fast and Equitable Last-Mile Relief Aid Distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19882v1
- Date: Mon, 22 Dec 2025 21:16:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.666524
- Title: A Branch-and-Price Algorithm for Fast and Equitable Last-Mile Relief Aid Distribution
- Title(参考訳): 高速かつ等価なLast-Mile Relief Aid分布のためのブランチ・アンド・プライスアルゴリズム
- Authors: Mahdi Mostajabdaveh, F. Sibel Salman, Walter J. Gutjahr,
- Abstract要約: 災害では、準備済みの物資は、すべての要求を満たすのに不足することが多い。
我々は,限られた補給物資を配置しながら,配電所から避難所への車両ルート計画の課題に対処する。
両目的アプローチは、効率を損なうことなく、援助分布の不等式を34%削減する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.910208503367801
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The distribution of relief supplies to shelters is a critical aspect of post-disaster humanitarian logistics. In major disasters, prepositioned supplies often fall short of meeting all demands. We address the problem of planning vehicle routes from a distribution center to shelters while allocating limited relief supplies. To balance efficiency and equity, we formulate a bi-objective problem: minimizing a Gini-index-based measure of inequity in unsatisfied demand for fair distribution and minimizing total travel time for timely delivery. We propose a Mixed Integer Programming (MIP) model and use the $ε$-constraint method to handle the bi-objective nature. By deriving mathematical properties of the optimal solution, we introduce valid inequalities and design an algorithm for optimal delivery allocations given feasible vehicle routes. A branch-and-price (B&P) algorithm is developed to solve the problem efficiently. Computational tests on realistic datasets from a past earthquake in Van, Turkey, and predicted data for Istanbul's Kartal region show that the B&P algorithm significantly outperforms commercial MIP solvers. Our bi-objective approach reduces aid distribution inequity by 34% without compromising efficiency. Results indicate that when time constraints are very loose or tight, lexicographic optimization prioritizing demand coverage over fairness is effective. For moderately restrictive time constraints, a balanced approach is essential to avoid inequitable outcomes.
- Abstract(参考訳): 避難所への補給物資の分配は、災害後の人道的物流の重要な側面である。
大きな災害では、準備済みの物資は、すべての要求を満たすのに不足することが多い。
我々は,限られた補給物資を配置しながら,配電所から避難所への車両ルート計画の課題に対処する。
効率と株式のバランスをとるため、両目的問題として、不満足な配当需要におけるギニ指数に基づく不平等の測定を最小化し、タイムリーな配送に要する総走行時間を最小化する。
混合整数計画法 (MIP) モデルを提案し, ε$-constraint 法を用いて両目的性を扱う。
最適解の数学的性質を導出することにより、有効な不等式を導入し、実現可能な車両経路の最適な配送配分のためのアルゴリズムを設計する。
この問題を効率的に解くために、ブランチ・アンド・プライス(B&P)アルゴリズムを開発した。
トルコのバンで発生した過去の地震のリアルなデータセットの計算実験と、イスタンブールのカルタル地域の予測データによると、B&Pアルゴリズムは商用のMIPソルバを著しく上回っている。
両目的アプローチは、効率を損なうことなく、援助分布の不等式を34%削減する。
その結果,時間制約が非常に緩やかあるいは厳密である場合,公正性よりも需要カバレッジを優先する語彙最適化が有効であることが示唆された。
適度に制限された時間制約に対しては、不平等な結果を避けるためにバランスの取れたアプローチが不可欠である。
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