Un modelo bi-criterio para la ubicación de albergues, como parte de un plan de evacuación en caso de inundaciones

• Autores: Juan Gaytán Iniestra, María del Pilar Ester Arroyo López, Ruth Enríquez Colón
• Localización: Revista Ingeniería Industrial, ISSN-e 0717-9103, Vol. 11, Nº. 2, 2012, págs. 35-56
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A bi-criteria model to locate shelters as part of an evacuation plan in the case of floods
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    Una de las ciudades mexicanas afectada recurrentemente por inundaciones es la de Villahermosa, capital del Estado de Tabasco, el cual se ubica al sureste de la republica mexicana.

    Las inundaciones frecuentes hacen necesario contar con un plan de ayuda para apoyar y garantizar la seguridad de la poblacion afectada. El objetivo de esta investigacion fue disenar un plan de evacuacion de la poblacion en caso de inundacion, el cual incluye: 1) la apertura de albergues y centros de distribucion, con un inventario pre-posicionado de paquetes de ayuda y 2) la asignacion de individuos a albergues y rutas para su evacuacion. Empleando Sistemas de Informacion Geografica y software especializado se simularon tres escenarios de inundacion para la ciudad de Villahermosa: tirante de agua de 80 centimetros, 2 y 4 metros para identificar instalaciones que pudieran acondicionarse como albergues o centros de distribucion, rutas de evacuacion y zonas de la ciudad que resultarian inundadas. Esta informacion se utilizo como entrada de un modelo de programacion lineal entera con dos objetivos: minimizar el tiempo total requerido para evacuar a las personas y minimizar el costo total de abrir albergues y centros de distribucion, y de usar las rutas de comunicacion para trasladar a la poblacion y abastecer los albergues. Como estos son objetivos que estan en conflicto, se generaron puntos selectos del frente de Pareto, mediante el metodo de los pesos y la �Ã-restriccion, que corresponden a distintos planes preventivos de evacuacion los que garantizan el uso optimo de los recursos economicos. Los modelos se resolvieron empleando el Sistema General de Modelaje Algebraico; primero se obtuvo la solucion de minimo costo, que satisface todas las restricciones para despues minimizar el tiempo total de evacuacion. Los puntos generados representan, por tanto, opciones con costo diferente para evacuar a la totalidad de la poblacion afectada, dependiendo de las exigencias en el tiempo total para completar la evacuacion, las autoridades pueden elegir la opcion de menor costo. Como a medida que aumenta el tirante de inundacion es necesario abastecer mas albergues y evacuar mas personas, la dificultad para resolver los modelos de optimizacion fue mayor para el escenario de un tirante de agua de 4 metros. Las soluciones generadas para este escenario representaron una mejora al plan de evacuacion implementado por las autoridades durante la inundacion de 2007, que ha sido la mas grave registrada para Villahermosa.

  • English

    One of the Mexican cities recurrently affected by floods is Villahermosa, capital of the state of Tabasco located at the Southeast of Mexico. The frequent floods make necessary to have a prevention strategy to assist the city�s inhabitants and guarantee their safety. The objective of this research was to design an evacuation plan for the city�s inhabitants in case of a severe flood, this plan needs to specify: 1) the number and location of shelters and distribution centers with a pre-positioned inventory and 2) the assignment of individuals to shelters as well as the selection of evacuation routes. Geographic Information Systems (GIS) and specialized software (ArcView and IDRISI) were used to simulate three different inundation scenarios for Villahermosa city: 80 centimeters, 2 and 4 meters of water flood and then identify sites that fulfill safety and capacity standards to be used as shelters or distribution centers; evacuation routes and city areas that may result inundated were also identified under each scenario. This information was used as entries for a integer linear programming (ILP) model with two objectives: minimize the total time required to evacuate all persons from the affected areas and minimize the total cost of furnishing shelters and distribution centers, and using the roads to evacuate the population and to transport supplies to the shelters. Since these two objectives are in conflict, selected points of the efficient frontier were obtained by using the weight method and å-constraint; each solution represents an evacuation plan that makes optimal use of resources. The mathematical models were solved by using the General Algebraic Modeling System; first the minimal cost solution that satisfies all restrictions was generated, followed by the minimization of total evacuation.

    The solutions represent options of different costs to accomplish the evacuation of all affected inhabitants; depending on the total evacuation time desired, a particular plan may be chosen.

    As the height of the water flood increases, more shelters are required and more individuals need to be evacuated, in consequence the optimization models for the 4 meters scenario were more difficult to solve. In particular, the solutions generated under this scenario outperform the evacuation plan implemented by the designed authorities during the 2007 flood - the most severe inundation that affected Villahermosa in the past.