Een "eerste-van-zijn-soort" optimalisatiemodel ontwikkeld door ingenieurs van Lehigh's P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science helpt Pennsylvania's Department of Corrections (PADOC) de toewijzing van gevangenen aan de 25 penitentiaire instellingen van de staat te stroomlijnen.

PADOC-functionarissen zeggen dat het Inmate Assignment Decision Support System (IADSS) het proces voor het toewijzen van gevangenen in Pennsylvania heeft "getransformeerd" en hetzelfde kan doen voor staatsinrichtingen in de Verenigde Staten. Op lange termijn, ze zeggen, het systeem zou de gevangenisstraffen kunnen verkorten en de recidive kunnen verminderen - de snelheid waarmee vrijgelaten gevangenen nieuwe misdaden begaan - door gedetineerden sneller toegang te geven tot de behandelingsprogramma's die ze nodig hebben om voorwaardelijke vrijlating te verdienen.

Er zijn momenteel 46, 800 gevangenen in de staatsinrichtingen. De jaarlijkse uitgaven van PADOC bedragen ongeveer $ 2,5 miljard, of ongeveer 8 procent van het totale budget van de staat.

IADSS kan in een paar minuten honderden gedetineerdenopdrachten maken, een taak die uren in beslag neemt wanneer deze handmatig door mensen wordt uitgevoerd. Het systeem is het product van vijf jaar werk van afgestudeerde studenten en docenten van de afdeling industriële en systeemtechniek. Volgens de ontwikkelaars vertegenwoordigt IADSS de eerste toepassing van operationeel onderzoek op de toewijzing van gevangenen.

PADOC-functionarissen gebruiken IADSS al 10 maanden om gedetineerden toe te wijzen en ze zijn van plan begin volgend jaar volledig over te schakelen. IADSS werd ook gebruikt om 2, 000 gedetineerden van het State Correctional Institute in Pittsburgh, die onlangs werd gesloten, naar andere staatsgevangenissen.

In een rapport uitgebracht op 1 september PADOC-functionarissen zeiden dat IADSS de afdeling correcties in staat heeft gesteld om kostenbesparingen en verbeteringen op vier gebieden te realiseren:

• Kortere wachtlijsten voor behandelprogramma's. Dit zal de tijd dat gedetineerden in de gevangenis blijven na hun minimumstrafdatum verkorten.
• Minder aanslagen in de gevangenis. Dit is het gevolg van een verbetering in het toewijzen van de juiste combinatie van gedetineerden aan de juiste gevangenissen.
• Personeel. Er zullen minder personeelsleden nodig zijn in de PADOC's Office of Population Management om toezicht te houden op de toewijzingen en transfers van gedetineerden.
• Vervoer. Meer gedetineerden worden de eerste keer toegewezen aan de meest geschikte instelling, waardoor later de noodzaak voor overbrenging van gedetineerden naar andere gevangenissen wordt verminderd.

"Op basis van deze vier criteria, " zei het rapport, "wij geloven dat de IADSS de PADOC heeft gered, en zo de belastingbetalers in Pennsylvania hebben gered, ongeveer $ 2,9 miljoen tijdens het eerste jaar, wat zich in de komende vijf jaar zal vertalen in een besparing van ongeveer 19,2 miljoen dollar."

In de tussentijd, de groep die IADSS heeft uitgevonden is uitgeroepen tot finalist voor de Daniel H. Wagner Prize for Excellence in Operations Research. De internationale prijs wordt jaarlijks uitgereikt door het Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS), de belangrijkste beroepsvereniging voor analytics en operationeel onderzoek. De prijs van dit jaar wordt op 24 oktober uitgereikt tijdens de jaarlijkse INFORMS-conferentie in Houston.

"[IADSS] is het eerste model in zijn soort in de natie, en pakt een belangrijk probleem aan waarmee alle grote correctionele afdelingen worden geconfronteerd, PADOC-secretaris John E. Wetzel schreef in een aanbevelingsbrief aan de selectiecommissie van de Wagnerprijs.

"Elk jaar, mijn afdeling ontvangt ongeveer 11, 000 nieuwe gevangenen die moeten worden toegewezen aan een van onze 25 gevangenissen in de staat...[IADSS] heeft onze processen volledig getransformeerd en leidt nu al tot aanzienlijke efficiëntieverbeteringen en besparingen.

"Ik weet dat mijn collega's in het hele land die leiding geven aan andere staatsinrichtingen, ook enorm zullen profiteren van [dit] model."

De groep die IADSS ontwikkelde wordt geleid door Tamas Terlaky, de George N. en Soteria Kledaras '87 bijzonder hoogleraar in de afdeling industriële en systeemtechniek. De groep omvat ook Lou Plebani en George Wilson, professoren in de afdeling; Mohammed Shahabsafa, een doctoraat kandidaat; Anshul Sharma, een afgestudeerde student; Dan Li '13 Ph.D. en Chatainya Gudapati '17 MS

Het hart van IADSS, zegt Shahabsafa, die om de twee weken naar Mechanicsburg reist om te overleggen met PADOC-functionarissen, is de optimalisatiemodule, die in slechts enkele minuten honderden gedetineerden kan toewijzen aan penitentiaire inrichtingen. Een grafische gebruikersinterface geeft toegang tot informatie over gevangenen in de PADOC-database, stelt gebruikers in staat om de optimale toewijzing te beoordelen en goed te keuren, en biedt verschillende maatregelen om opdrachtaanbevelingen te evalueren.

Met de optimalisatiemodule kan IADSS gedetineerden toewijzen - en rekening houden met een verscheidenheid aan relevante factoren - tegelijkertijd, zegt Shahabsafa. Deze factoren zijn onder meer de leeftijd van een gevangene, geboorteplaats, overtreding, veroordeling informatie, stabiliteitsniveau, risico niveau, minimale en maximale releasedatum, en medische en programmeerbehoeften, evenals de capaciteit en het niveau van de beschikbare middelen bij elke instelling. IADSS houdt ook rekening met de functionele beperkingen van gedetineerden - of ze nu slechthorend of slechtziend zijn of een rolstoel gebruiken, enzovoort.

Willem Nicklow, PADOC directeur populatiebeheer, zegt dat gevangenen eerder werden toegewezen aan de penitentiaire inrichtingen van Pennsylvania in een sequentieel proces door DOC-medewerkers die elk van deze factoren voor één gevangene tegelijk beschouwen.

Naast nieuwe gevangenen, de DOC houdt ook toezicht op de overdracht van gevangenen binnen het staatsgevangenissysteem, zegt Nicklow.

"Elk jaar, wij ontvangen ongeveer 50, 000 petities van onze penitentiaire inrichtingen die een overplaatsing van een gevangene vragen. Voordat het Lehigh-model werd ontwikkeld, we bekeken elke gevangene afzonderlijk en evalueerden alle factoren met betrekking tot die gevangene afzonderlijk. Dit is een behoorlijk omslachtig proces."

Bij het toewijzen en overbrengen van gedetineerden, zegt Nicklow, IADSS houdt rekening met de behoeften van elke gevangene en de middelen:lege bedden, beveiligings niveau, behandelingsprogramma's en vacatures - die beschikbaar zijn in elk van de correctionele instellingen van de staat.

"Het Lehigh-model bekijkt alles tegelijkertijd en holistisch. Het doet de meest geschikte aanbeveling voor iedereen op basis van de middelen die op dat moment beschikbaar zijn.

“Met het huidige proces het kost zeven mensen het grootste deel van een week om dit te doen. Nu kan de hele klus worden geklaard met een druk op de knop, en de resultaten zijn eigenlijk beter. We nemen betere beslissingen en voldoen aan alle vereisten voor de opdrachten van de gevangenen."

IADSS heeft PADOC ook geholpen de tijd te verkorten die gevangenen moeten wachten op openingen in behandelingsprogramma's die ze moeten voltooien om in aanmerking te komen voor vervroegde vrijlating of vervroegde vrijlating, zegt Nicklow.

"Ons moeilijkste probleem is de wachtlijst van het behandelprogramma. Het Lehigh-model helpt ons ons voor te bereiden op verhoorzittingen. We beginnen graag ongeveer 10 maanden voor de minimale strafdatum met programmeren, zodat alle programma's zijn voltooid wanneer een gevangene wordt vrijgelaten, en zodat wat een gevangene leert van een programma vers in zijn geheugen staat wanneer hij wordt vrijgelaten.

"Als gevolg van het Lehigh-model, de starttijd voor het invoeren van programma's is verlaagd. Het model zal ons helpen ervoor te zorgen dat niemand vlak voor zijn voorwaardelijke vrijlating een programma start. En het zal ons helpen voorkomen dat we gevangenen van de ene faciliteit naar de andere moeten overbrengen om in een programma te komen."

IADSS heeft PADOC ook geholpen om menselijke fouten bij het toewijzen van gedetineerden te verminderen, Wetzel schreef in zijn brief aan INFORMS.

"Voordat we met Lehigh University aan dit project werkten, " Hij schreef, "onze interne processen voor het maken van deze opdrachten waren gebaseerd op menselijk oordeel, en leidde tot veel suboptimale plaatsingsbeslissingen."

De afdeling industriële en systeemtechniek begon vijf jaar geleden met het bestuderen van de toewijzing van gedetineerden toen Li stage liep bij PADOC en een beslisboom ontwikkelde die de factoren identificeerde die betrokken zijn bij de toewijzing van gedetineerden. Li behaalde haar Ph.D. in 2013 en het project werd opgepakt door Shahabsafa.

IADSS, zegt Shahabsafa, is gebaseerd op gemengde integer lineaire optimalisatie (MILO), een methode die bijna drie decennia geleden werd toegepast op de planning van vliegtuigbemanningen en in andere sectoren, maar die nog niet eerder was uitgeprobeerd met gedetineerden in penitentiaire instellingen.

Shahabsafa schrijft zijn Ph.D. scriptie over een door de luchtmacht gefinancierd project met betrekking tot structurele ontwerpoptimalisatie.

De samenwerking met PADOC, hij zegt, bijzonder de moeite waard geweest.

"Het was een geweldige kans voor mij om aan een echte applicatie te werken. Ik ga al drie jaar tweewekelijks naar PADOC.

"Na veel tijd en energie in dit project te hebben gestoken, het is een eer voor mij om te zien dat het product wordt gebruikt in het daadwerkelijke dagelijkse proces van het Department of Corrections en dat ons papier is erkend als finalist voor de prestigieuze Wagner Prize."