Fair allocation of potential COVID-19 vaccines using an optimization-based strategy
- 1. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
Description
Abstract The fair allocation of resources among multiple stakeholders in any area is a complex challenge for decision-making. This paper presents an optimization strategy for the allocation of COVID-19 vaccines, when they are available, through different fairness schemes (social welfare, Nash, Rawlsian justice, and social welfare II scheme). The applicability of the proposed model is illustrated using the case study of Mexico, including the states of the country as stakeholders. We involve several parameters to guide the allocation, such as the size, risk profiles, and fraction of vulnerable groups in the population. Furthermore, different scenarios of the availability of potential COVID-19 vaccines were evaluated. The social welfare approach is the most commonly used scheme for the allocation of resources. However, we demonstrate that this scheme yields non-unique or multiple solutions (through the social welfare II approach). These social welfare approaches provide inequalities in the allocations that become critical when resources are scarce. Specifically, the social welfare scheme favors large stakeholders (greater population) in all scenarios. We also observe how the complexity of the allocation increases with the higher availability of vaccines. Hence, it is important to consider allocation schemes to identify fair solutions.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يمثل التوزيع العادل للموارد بين أصحاب المصلحة المتعددين في أي مجال تحديًا معقدًا لصنع القرار. تقدم هذه الورقة استراتيجية تحسين لتخصيص لقاحات COVID -19، عندما تكون متاحة، من خلال مخططات عدالة مختلفة (مخطط الرعاية الاجتماعية، و Nash، و Rawlsian justice، و Social welfare II). يتم توضيح قابلية تطبيق النموذج المقترح باستخدام دراسة حالة المكسيك، بما في ذلك ولايات البلد كأصحاب مصلحة. نحن نشرك العديد من المعلمات لتوجيه التخصيص، مثل الحجم وملفات تعريف المخاطر وجزء من الفئات الضعيفة من السكان. علاوة على ذلك، تم تقييم سيناريوهات مختلفة لتوافر لقاحات COVID -19 المحتملة. نهج الرعاية الاجتماعية هو المخطط الأكثر استخدامًا لتخصيص الموارد. ومع ذلك، فإننا نثبت أن هذا المخطط ينتج عنه حلول غير فريدة أو متعددة (من خلال نهج الرعاية الاجتماعية الثاني). توفر مناهج الرعاية الاجتماعية هذه أوجه عدم مساواة في المخصصات التي تصبح حرجة عندما تكون الموارد شحيحة. على وجه التحديد، يفضل مخطط الرعاية الاجتماعية أصحاب المصلحة الكبار (عدد أكبر من السكان) في جميع السيناريوهات. نلاحظ أيضًا كيف يزداد تعقيد التخصيص مع زيادة توافر اللقاحات. وبالتالي، من المهم النظر في خطط التخصيص لتحديد حلول عادلة.Translated Description (French)
Résumé La répartition équitable des ressources entre plusieurs parties prenantes dans n'importe quel domaine est un défi complexe pour la prise de décision. Cet article présente une stratégie d'optimisation pour l'allocation des vaccins contre la COVID-19, lorsqu'ils sont disponibles, à travers différents systèmes d'équité (système de protection sociale, Nash, justice de Rawlsian et protection sociale II). L'applicabilité du modèle proposé est illustrée à l'aide de l'étude de cas du Mexique, y compris les États du pays en tant que parties prenantes. Nous impliquons plusieurs paramètres pour guider l'allocation, tels que la taille, les profils de risque et la fraction des groupes vulnérables dans la population. En outre, différents scénarios de disponibilité de vaccins potentiels contre la COVID-19 ont été évalués. L'approche de protection sociale est le système le plus couramment utilisé pour l'allocation des ressources. Cependant, nous démontrons que ce programme offre des solutions non uniques ou multiples (grâce à l'approche du bien-être social II). Ces approches de protection sociale fournissent des inégalités dans les allocations qui deviennent critiques lorsque les ressources sont rares. Plus précisément, le système de protection sociale favorise les grandes parties prenantes (plus grande population) dans tous les scénarios. Nous observons également comment la complexité de l'allocation augmente avec la plus grande disponibilité des vaccins. Par conséquent, il est important d'envisager des systèmes d'allocation pour identifier des solutions équitables.Translated Description (Spanish)
Resumen La asignación justa de recursos entre múltiples partes interesadas en cualquier área es un desafío complejo para la toma de decisiones. Este documento presenta una estrategia de optimización para la asignación de vacunas COVID-19, cuando estén disponibles, a través de diferentes esquemas de equidad (bienestar social, Nash, justicia rawlsiana y esquema de bienestar social II). La aplicabilidad del modelo propuesto se ilustra utilizando el estudio de caso de México, incluidos los estados del país como partes interesadas. Involucramos varios parámetros para guiar la asignación, como el tamaño, los perfiles de riesgo y la fracción de grupos vulnerables en la población. Además, se evaluaron diferentes escenarios de disponibilidad de posibles vacunas contra la COVID-19. El enfoque de bienestar social es el esquema más utilizado para la asignación de recursos. Sin embargo, demostramos que este esquema produce soluciones no únicas o múltiples (a través del enfoque de bienestar social II). Estos enfoques de bienestar social proporcionan desigualdades en las asignaciones que se vuelven críticas cuando los recursos son escasos. Específicamente, el esquema de bienestar social favorece a los grandes actores (mayor población) en todos los escenarios. También observamos cómo la complejidad de la asignación aumenta con la mayor disponibilidad de vacunas. Por lo tanto, es importante considerar los esquemas de asignación para identificar soluciones justas.Files
s41660-020-00141-8.pdf.pdf
Files
(564.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6c460d7c79039db9bfdd8212cfef9279
|
564.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التوزيع العادل للقاحات COVID -19 المحتملة باستخدام استراتيجية قائمة على التحسين
- Translated title (French)
- Répartition équitable des vaccins potentiels contre la COVID-19 à l'aide d'une stratégie basée sur l'optimisation
- Translated title (Spanish)
- Asignación justa de posibles vacunas contra la COVID-19 utilizando una estrategia basada en la optimización
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4246684670
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-83772/v1
References
- https://openalex.org/W1571392805
- https://openalex.org/W2092793658
- https://openalex.org/W2103503670
- https://openalex.org/W2122839539
- https://openalex.org/W2133393736
- https://openalex.org/W2137176988
- https://openalex.org/W2215252713
- https://openalex.org/W2605206773
- https://openalex.org/W2786098272
- https://openalex.org/W2945396714
- https://openalex.org/W2958764437
- https://openalex.org/W2969660190
- https://openalex.org/W2978297156
- https://openalex.org/W3004280078
- https://openalex.org/W3008028633
- https://openalex.org/W3009994579
- https://openalex.org/W3010425055
- https://openalex.org/W3012690896
- https://openalex.org/W3015371627
- https://openalex.org/W3015522839
- https://openalex.org/W3017041539
- https://openalex.org/W3017332053
- https://openalex.org/W3020498785
- https://openalex.org/W3022665000
- https://openalex.org/W3022673698
- https://openalex.org/W3034068069
- https://openalex.org/W3045775502