大流行风险管理：资源应急规划和分配

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英文标题：
《Pandemic risk management: resources contingency planning and allocation》
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作者：
Xiaowei Chen, Wing Fung Chong, Runhuan Feng, Linfeng Zhang
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最新提交年份：
2020
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英文摘要：
  Repeated history of pandemics, such as SARS, H1N1, Ebola, Zika, and COVID-19, has shown that pandemic risk is inevitable. Extraordinary shortages of medical resources have been observed in many parts of the world. Some attributing factors include the lack of sufficient stockpiles and the lack of coordinated efforts to deploy existing resources to the location of greatest needs. The paper investigates contingency planning and resources allocation from a risk management perspective, as opposed to the prevailing supply chain perspective. The key idea is that the competition of limited critical resources is not only present in different geographical locations but also at different stages of a pandemic. This paper draws on an analogy between risk aggregation and capital allocation in finance and pandemic resources planning and allocation for healthcare systems. The main contribution is to introduce new strategies for optimal stockpiling and allocation balancing spatio-temporal competitions of medical supply and demand.
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中文摘要：
2019冠状病毒疾病、H1N1流感、埃博拉病毒、ZikA病毒和COVID-19等流行病的重复历史表明，大流行的风险是不可避免的。世界上许多地方都出现了医疗资源极度短缺的情况。一些归因因素包括缺乏足够的库存，以及缺乏协调一致的努力将现有资源部署到最需要的地方。本文从风险管理的角度研究了应急计划和资源分配，而不是当前流行的供应链角度。关键思想是，有限关键资源的竞争不仅存在于不同的地理位置，而且也存在于大流行的不同阶段。本文借鉴了医疗系统金融和流行病资源规划和分配中的风险聚合和资本分配之间的类比。其主要贡献是引入新的战略，以实现最佳储备和分配，平衡医疗供应和需求的时空竞争。
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分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Risk Management        风险管理
分类描述：Measurement and management of financial risks in trading, banking, insurance, corporate and other applications
衡量和管理贸易、银行、保险、企业和其他应用中的金融风险
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一级分类：Economics        经济学
二级分类：General Economics        一般经济学
分类描述：General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
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一级分类：Mathematics        数学
二级分类：Optimization and Control        优化与控制
分类描述：Operations research, linear programming, control theory, systems theory, optimal control, game theory
运筹学，线性规划，控制论，系统论，最优控制，博弈论
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一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Economics        经济学
分类描述：q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学，包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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PDF下载：
--> Pandemic_risk_management:_resources_contingency_planning_and_allocation.pdf (1.28 MB)

2022-4-26 11:58:46 上传

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关键词：风险管理 Quantitative Contribution Optimization Geographical

大流行风险管理：资源应急规划和分配*萧伟辰，冯凤冲，润欢峰，林峰张，12月8日，2020年，对SARS、H1N1、埃博拉、Zika和CoVID-19等流行病的历史进行了研究，表明大流行的危险是可以避免的。世界上许多地方都出现了医疗资源极度短缺的情况。一些归因因素包括缺乏充足的库存，以及缺乏协调的工作，无法将现有资源部署到最需要的地方。本文从风险管理的角度研究了应急计划和资源分配，而不是当前流行的供应链角度。关键思想是，有限关键资源的竞争不仅存在于不同的地理位置，而且也存在于大流行的不同阶段。本文借鉴了医疗系统的金融和流行病资源规划和分配中的风险聚集和资本分配之间的类比。其主要贡献在于引入新的战略，以实现医疗供应和需求的时空竞争平衡，从而实现最优储备和分配。导言最近的大流行病是一种疾病的暴发，这种疾病在广泛地区迅速蔓延到一个群体中。根据世界卫生组织（WHO）的定义，“大流行是一种新疾病在世界范围内的传播。”由于人类对这种新疾病几乎没有免疫力，一场大流行可能会在世界各地迅速出现。近代史上最具灾难性的大流行之一是1918年的流感大流行，该大流行影响了约5亿人，导致全球约5000万人死亡，超过了第一次世界大战的死亡人数。

最近，新的冠状病毒病2019（COVID-19）是由2019年底才出现的新病毒引起的传染病，并已蔓延到世界上几乎每个国家。根据Cutter 2019冠状病毒疾病的数据，COVID-19可能导致总损失达16兆美元，或约占美国年GDP的90%（Cutler和萨默斯，2020）。然而，由于生产力的损失，它的深远影响和随之而来的经济后果令人担忧*第一版：2020年4月8日。+南开大学金融学院。电子邮件：chenx@nankai.edu.cn.——伊利诺伊大学香槟分校数学系和统计系。电子邮件：wfchong@illinois.edu.§伊利诺伊大学香槟分校数学系。电子邮件：rfeng@illinois.edu.美国伊利诺伊大学香槟分校数学系。电子邮件：lzhang18@illinois.edu.yet实现；截至2020年11月28日，全球感染病例已累计超过6100万，死亡人数超过140万（例如，见《大西洋月刊》（the Atlantic，2020））。近几十年来，SARS、猪流感、埃博拉和最新的COVID-19等大流行的反复历史告诉我们，大流行风险是不可避免的。最近的研究（例如，见K.E.Jones等人（2008年）和Morse（1995年））表明，过去一个世纪，由于社会联系的增加、长途旅行、城市化、土地使用的变化、野生动物的贸易和消费以及对自然环境的更大开发，流行病的发生频率有所增加。图1显示了世卫组织自20世纪以来宣布的国际关注的公认流行病和公共卫生紧急情况的频率和严重程度。纵轴代表以平均比例记录的感染数量。

圆圈的大小和颜色都表示流行病和突发公共卫生事件导致的死亡人数。频率增加的惊人模式清楚地表明了大流行风险管理的极端重要性。图1:1900年以来大流行和公共卫生突发事件的频率和严重性世界各地的政府都因未能及时实施适当的政策来控制大流行而受到指责。许多国家经历了严重的资源短缺。在2019冠状病毒疾病的研究中，兰尼、GrieEthand和JHA（2020）研究了稀有资源的重要作用，如呼吸机和个人防护设备（PPE）。这种前所未有的挑战暴露了公共卫生系统应急规划和资源配置策略的不公平性。缺乏规划促使政策制定者在资源获取和分配方面做出临时决定，这可能加剧了资源的极度短缺。美国拥有世界上最好的医疗体系之一，拥有庞大的医疗专业人员网络、设备最好的医疗设施和医院，以及最先进的医疗技术。然而，该国2019冠状病毒疾病的准备工作。在大流行的早期阶段，许多州的医疗保健提供者和公众都严重缺乏诊断和预防性医疗用品，这使得公共当局难以控制大流行。根据奥巴马总统前科学技术顾问的报告（霍尔德伦等，2020），影响医疗资源匮乏的因素有：（1）在CVID-19之前，国家药品储备的储备没有得到充分的补充。

国家战略储备（SNS）由政府于2003年建立，作为国家药品和疫苗储备库。问题在于国会拨款。在2009年H1N1大流行期间，口罩库存的大部分已经耗尽，国会没有迅速采取行动，提供资金，将口罩补充到许多研究预测的适当水平。（2） 为了最大限度地降低库存成本并提高效率，许多医疗用品的制造商和供应链管理在大流行之前已转向准时制（JIT）库存系统。货物只有在生产和配送时才能及时收到。JIT系统依赖于制造商准确预测需求的能力。最初的公共政策，如封锁，对世界各地的供应链造成了重大破坏，库存不足，无法吸收激增的需求。（3） 联邦政府和州政府之间缺乏有效的协调，无法将现有资源部署到该国受灾最严重的地区。医疗保健专业人员在没有足够的个人防护设备的情况下治疗患者会面临高风险。如果没有足够的检测，很难发现和控制疾病的传播。美国的几个州自己采取行动，从外国制造商那里获得供应，并参与了有限供应的价格竞标战（Estes，2020）。现有资源不一定按健康需求分配（托宾·泰勒，2020年）。许多受灾最严重的州不得不定量提供医疗服务，而其他州的资源利用率较低。虽然有一些与政策相关的问题需要决策者采取行动，但学者可以帮助理解大流行的演变以及由此产生的供需动态。

我们迫切需要为平衡需求和供应以及有限资源的配给制定适应性战略建立科学基金会。应急计划和资源集中分配被认为是缓解大流行带来的灾难性经济后果的两种连贯策略；例如，见Jamison等人（2017年）。Ranney、Griffeth和Jha（2020年）认为，政府应该跟踪所有子公司的资源使用和需求预测，并且应该协调资源分配，以减少子公司之间以及大流行期间的短缺。集中规划的一个类似例子是联邦应急管理局，该机构管理许多灾前风险缓解计划，如国家食品保险、缓解拨款和灾后响应计划，包括搜索救援团队、医疗援助团队、货币救济等；有关信息，请参见Vanajakumari、Kumar和Gupta（2016年）以及Stau ff和Kumar（2020年）。集中规划和资源分配长期以来一直是金融行业的风险管理策略。例如，银行和保险公司受到政府的严格监管，以确保它们有能力吸收严重的财务损失并承受不利的经济情景（Segal，2011）。本文的中心假设是，从金融和保险文献中提取的许多风险聚合和资本分配技术可以扩展并应用于大流行资源的规划和分配。病例研究图2描绘了纽约州（纽约州）、佛罗里达州州（FL）和加利福尼亚州（CA）2020年度的每日COVID-19病例。

人们可以观察到，在这三个州中，纽约州在4月份首次受到大流行的重创，而佛罗里达州和加利福尼亚州在7月和8月左右都经历了病例高峰；此外，尽管NY和FL在5月和六月显示相对较少的病例，但CA在这段时间被COVID-19所破坏。现在让我们做一个思维实验。想象一下，这三个州在大流行之前建立了资源共享联盟。他们可以通过2019冠状病毒疾病的2个州：纽约、佛罗里达州和加利福尼亚的经验，以12, 2020个月的大西洋（2020）剩余资源来帮助另一个在德市。四月，该联盟本可以协调各方力量，输送初始库存，增加紧急生产，以支持纽约；在5月和6月，剩余的资源以及额外的生产应该从纽约和佛罗里达州转移到加利福尼亚州；到了7月和8月，当佛罗里达州和加利福尼亚州都遭受最严重的打击时，纽约州的未使用资源可以同时提供给佛罗里达州和加利福尼亚州。即使在美国这样一个分散的政治体系中，这样的联盟也不是不可想象的。2020年4月，包括纽约州、康涅狄格州、新泽西州、罗德岛州、宾夕法尼亚州和特拉华州在内的六个西北州成立了一个关键医疗设备政府采购联盟，以避免竞标战（Holveck、Racioppi和Shanes，2020）。本文的目的是为不同地区提出一个总体框架，以优化不同大流行阶段的储备和资源分配，从而最佳利用有限的资源。

虽然我们以州际资源共享为例，但应用程序也可以包括关键医疗资源的生产、采购、分销和共享方面的国际合作，如任务、呼吸机、药品、疫苗、，流行病风险管理框架和贡献。大量关于COVID-19的文献集中于传播动力学的预测（例如Fern N ANDEZ VILLVIEDE和C. I. Jones（2020）和奥尔塔CCSU、刘和SwitWeg（2020））、感染病例（例如GiordaNo等人（2020））、经济影响（例如阿西莫格鲁等人（2020）和格雷戈瑞、Menzio和WIC泽（2020））；以及非药物干预和其他公共政策的影响（如Charpentier等人（2020））。然而，据我们所知，关于应对大流行风险的应急计划和资源分配的定量框架的学术研究很少。虽然银行业和保险业长期以来有着开发稳健风险管理技术的丰富传统，但主要关注的是金融和可保风险。本文旨在利用大量关于流行病建模的医学文献，将风险管理和保险文献中的经典概念（如准备金和资本分配）应用于流行病风险管理。战略大流行规划需要科学评估，而不是临时决定和损害控制的拼凑。

根据世界各国大流行防备和控制战略的现行做法，我们总结并提出了定量流行病学动态预测模型的三支柱框架需求评估资源需求预测集中储存和分配策略资源分配策略在大流行病期间的大流行病爆发前策略图3：三支柱流行病风险管理框架流行病风险管理：支柱I：区域和总资源供需预测。任何大流行前准备计划都应包括供需评估和预测。供应方应包括关键资源和供应品的库存评估、服务的最大能力、紧急采购和生产的能力。需求方需要了解跨地区和跨国界潜在大流行的动态。历史数据和预测模型可用于预测大流行的演变以及由此导致的医疗保健系统需求激增。第二支柱：集中储存和分配。中央当局协调制定国家防备战略的工作，并建立关键资源储备，包括预防、诊断和治疗资源。此外，还需要制定一份应对计划，以了解中央当局如何能够迅速向不同地区提供资源，以满足激增的需求，并平衡相互竞争的利益和优先事项。第三支柱：中央区域资源分配。大流行应对计划对于中央当局遏制和控制大流行在其管辖区域内的传播至关重要。

由于需求可能超过大流行前的任何最佳效果预测，当局需要制定最佳策略，以最佳利用有限的现有资源，并将供需失衡的经济成本降至最低。需要制定协调战略，以确保与地方当局的顺利沟通。分配策略应以科学合理的方法为基础，考虑各地区的时空差异，以确保公平和公正。需要指出的是，虽然第一支柱不是本文的重点，但它在确保第二支柱和第三支柱的规划和响应的充分性和有效性方面发挥着关键作用。无论预测报告病例的预测模型如何，所提出的框架都适用。本文的主要技术贡献在于第二和第三支柱，我们提出了集中的资源储存、分配和分配策略。资本风险管理流行病风险管理业务线和总风险区域和总资源需求基于风险的资本集中库存业务线资本分配集中分配和分配盈余/效率和资本成本之间的权衡供求平衡和经济成本表1：资本和流行病风险的比较管理本文从保险和风险管理文献中的两个来源中得出了启示。（1） 流行病模型的应用。传染病隔间模型的早期应用出现在Hua and Cox（2009）和Feng and Garrido（2011）中，前者将实物期权定价用于操作风险管理，后者分析了传染病保险覆盖范围。