I ricercatori della Colorado State University (CSU) hanno sviluppato un approccio di programmazione dinamica approssimativa per migliorare la sicurezza alimentare delle comunità colpite da disastri naturali. Il loro lavoro che esplora i metodi per aiutare il recupero della comunità abbraccia diversi articoli. Il loro articolo più recente, pre-pubblicato su arXiv, si concentra sul restauro del portafoglio immobiliare, uno degli aspetti più impegnativi del recupero della comunità.

"La ricerca relativa alla resilienza nell'ultimo decennio ha portato a raccomandazioni di metriche per descrivere prestazioni accettabili di sistemi di infrastrutture civili indipendenti e interdipendenti a seguito di pericoli naturali estremi, "Saeed Nozhati, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Queste metriche sono state sviluppate per diversi sistemi, come le reti elettriche e idriche e i sistemi di trasporto. Però, c'è stato pochissimo sforzo che collega l'interruzione delle infrastrutture civili ai fallimenti nella distribuzione del cibo, nonostante il fatto che la sicurezza alimentare dipenda da questi sistemi infrastrutturali critici, identificato nella direttiva sulla politica presidenziale 21."

Il recente studio condotto dai ricercatori della CSU esplora la connessione tra i fallimenti nella distribuzione del cibo e le interruzioni nelle infrastrutture civili. Dopo i disastri naturali, i problemi di sicurezza alimentare delle famiglie tendono a peggiorare notevolmente. Ad esempio, nel 2015, uragani Rita, Wilma e Katrina hanno portato a programmi alimentari legati ai disastri che hanno distribuito 928 milioni di dollari in benefici a 2,4 milioni di famiglie.

"Ai fini della nostra ricerca, ci concentriamo su tre dimensioni che sono particolarmente pertinenti e rilevanti per il nesso tra le prestazioni delle infrastrutture e la sicurezza alimentare delle famiglie in termini di accessibilità al cibo, disponibilità e convenienza, "Prof. Bruce Ellingwood, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore.

Nell'ambito della sicurezza alimentare, la convenienza cattura la capacità delle famiglie di acquistare cibo dai rivenditori. Accessibilità, d'altra parte, si riferisce al fatto che una famiglia abbia accesso fisico ai punti vendita al dettaglio di prodotti alimentari, che spesso dipende dallo stato delle reti di trasporto. Infine, disponibilità riguarda la funzionalità dell'infrastruttura di distribuzione alimentare, compresi i grossisti, rivenditori e, in definitiva, consumatori.

"Diversi studi hanno affrontato la questione del mantenimento di un sistema di distribuzione alimentare resiliente prima dei disastri, ma la mancanza di lavoro sul recupero ottimale del sistema di distribuzione alimentare post-pericolo è stata la motivazione principale per noi nell'affrontare questo difficile problema, "Prof. Edwin Chong, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore.

Nel loro lavoro precedente, i ricercatori hanno esplorato diverse idee, considerando la funzionalità dell'energia, rivenditori di acqua e cibo. Ciò nonostante, hanno scoperto che il problema del ripristino del patrimonio edilizio all'interno di una comunità era alquanto sfuggente, a causa della portata del problema in termini di calcolo. Così, nel loro recente studio, hanno deciso di concentrarsi sul restauro del portafoglio edilizio, che è un elemento essenziale della disponibilità e svolge un ruolo importante nell'affrontare le questioni relative alla sicurezza alimentare.

I ricercatori hanno introdotto un algoritmo di pianificazione stocastica per identificare strategie di recupero del portafoglio di edifici ottimali. Il loro approccio fornisce una formulazione gestibile dal punto di vista computazionale in grado di gestire sistemi infrastrutturali multistato e su larga scala.

"Dopo che si verifica un pericolo naturale, il danno al patrimonio edilizio della città è calcolato utilizzando diversi modelli, " ha spiegato Saeed. "Sulla base di questi modelli, utilizziamo i tempi di riparazione associati ai livelli di danno per programmare in modo ottimale l'assegnazione delle risorse, affinché il nostro obiettivo di sicurezza alimentare, definito come numero massimo di abitanti della comunità che dispongono di strutture abitative sicure per unità di tempo, è soddisfatta."

Per aggirare le difficoltà computazionali associate all'assegnazione ottimale delle risorse, i ricercatori hanno proposto un quadro di pianificazione non preventivo, in cui le risorse non vengono riassegnate per riparare gli edifici all'interno della comunità fino al completamento dei lavori di riparazione nel cantiere attualmente assegnato.

"Questo è l'ideale quando il decisore ha a che fare con stakeholder non centrali e proprietari privati, come nel caso di un tipico portfolio di costruzione di comunità, " Ha detto il Prof. Chong. "In contrasto con gli studi precedenti su questo argomento, mostriamo l'efficacia del nostro approccio su una comunità reale colpita da un forte terremoto. Gruppi vulnerabili e insicuri dal cibo all'interno della comunità, compresi bambini e anziani, deve ricevere più attenzione durante il recupero. Dimostriamo come identificare le aree e i segmenti vulnerabili della popolazione".

I ricercatori della CSU hanno utilizzato una comunità del banco di prova modellata sulla città di Gilroy, California, per illustrare come il loro approccio potrebbe informare le decisioni relative al recupero degli edifici dopo un grave terremoto. In questo caso, il loro approccio di ottimizzazione dinamica stocastica ha pianificato con successo un recupero del portafoglio di edifici quasi ottimale.

"Poiché il nostro approccio è facilmente scalabile per diverse comunità, e adattabile ad altri sistemi e pericoli infrastrutturali, prevediamo che la nostra tecnica avrà un impatto significativo sulla pianificazione post-disastro nel prossimo futuro, "Yugandhar Sarkale, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Il nostro framework supporta anche i decisori della comunità consapevoli del rischio durante le caotiche circostanze post-pericolo".

La ricerca condotta da Nozhati, Sarkale, Prof. Ellingwood, Il prof. Chong e il loro collega Hussam Mahmoud, presenta un quadro informato sui rischi per valutare i problemi associati alla sicurezza alimentare dopo gravi pericoli naturali. Definendo parametri di sicurezza alimentare basati sulla disponibilità di cibo, accessibilità e accessibilità probabilistica, sia a livello di pacchi che di comunità, il loro approccio potrebbe in definitiva guidare la pianificazione pubblica e il processo decisionale dopo i disastri naturali.

"Il nostro obiettivo in questo studio era il ripristino del portafoglio di edifici della comunità, che è un fattore importante nel mantenimento della sicurezza alimentare della comunità, "Il prof. Ellingwood ha detto. "Nel lavoro futuro, incorporeremo altri aspetti che sappiamo essere importanti per la sicurezza alimentare, estendere i nostri modelli dai sistemi di infrastrutture fisiche ai sistemi sociali ed economici, insieme alle loro interdipendenze, affrontare meglio le tre dimensioni della sicurezza alimentare sopra identificate."

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