Het is bijna onmogelijk voor mensen om onbevooroordeelde kaarten te tekenen, zelfs als ze het proberen.

Een nieuwe wiskundige methode die is ontwikkeld door Cornell-onderzoekers kan eerlijkheid in het beladen proces van politieke herindeling brengen - en bewijst dat er meer dan goede bedoelingen nodig zijn om een ​​eerlijk en representatief district te creëren.

De tweestapsmethode, beschreven in de krant, "Fairmandering:een heuristiek van het genereren van kolommen voor eerlijkheid Geoptimaliseerde politieke districten, "Maakt eerst miljarden potentiële electorale kaarten voor elke staat, en identificeert vervolgens algoritmisch een reeks mogelijkheden die voldoen aan de gewenste criteria voor eerlijkheid.

"Fairmandering" won de INFORMS Undergraduate Operations Research Prize, uitgereikt aan de beste bachelorscriptie, op de 8-11 november INFORMS Jaarvergadering, de toonaangevende bijeenkomst van professionals op het gebied van operationeel onderzoek en analyse. Eerste auteur is Wes Gurnee '20, nu een software engineer bij Google.

Het Amerikaanse congresdistrictssysteem stelt politici in staat om districtsgrenzen te manipuleren om de verkiezingsresultaten te beïnvloeden. Districten kunnen worden getrokken door de partij die aan de macht is om grote aantallen mensen in hun partij op te nemen, een proces dat bekend staat als gerrymandering, het beïnvloeden van de uitslag van verkiezingen en het bepalen van de politieke controle op lokaal en nationaal niveau.

Het is een dringende kwestie, vooral nu staten zich voorbereiden op de tienjaarlijkse herindeling volgend jaar, op basis van de resultaten van de volkstelling van 2020.

"Vooruitgang in datawetenschap heeft de partijen geholpen steeds beter te worden in het ontwerpen van districten om politieke controle te behouden, " zei co-auteur David Shmoys, de Laibe/Acheson Professor of Business Management and Leadership Studies aan de School of Operations Research and Information Engineering. "We wilden een heel ander perspectief bieden dat de kern raakt van wat het betekent om eerlijk te districten, en om algoritmische instrumenten in handen van beleidsmakers te leggen waarmee ze het juiste kunnen doen."

In het onderzoek, de grootste studie ooit van districtskaarten van het congres, Gurnee en Shmoys probeerden verkiezingskaarten te maken met eerlijke resultaten - kaarten die de politieke voorkeuren van een staat nauwkeurig weergeven, creëer voldoende competitieve races om verantwoordelijkheid te garanderen en elke partij symmetrisch te behandelen.

Eerder onderzoek heeft geprobeerd om computationele methoden te gebruiken om onpartijdige districten te tekenen. Maar deze inspanningen hebben voorbijgegaan aan politieke en demografische factoren, ervan uitgaande dat zogenaamde "compacte" wijken - die gebouwd in regelmatige vormen op basis van locatie - redelijk zouden zijn.

Maar zelfs dan, vonden de onderzoekers, de demografische en politieke samenstelling van het district is waarschijnlijk niet representatief voor de politieke voorkeuren van de hele staat.

"Historisch, er is de overtuiging geweest dat een willekeurig getrokken kaart, zonder politieke vooringenomenheid of partijdige gegevens, is van nature eerlijk, " zei Gurnee. "Hoewel het waar is dat deze kaarten blind zijn voor partijdige vooringenomenheid, ze zijn niet vrij van partijdige vooringenomenheid."

In plaats van redelijk gevormde wijken tot doel te de onderzoekers bouwden vorm in als een factor van hun model, die snel miljarden mogelijke electorale kaarten voor elke staat kan genereren.

"Je hebt een reeks manieren nodig die rijk genoeg zijn om de puzzel in elkaar te zetten, zodat je een diversiteit aan mogelijke uitkomsten hebt, "Smoys zei, "maar je hebt het ook nodig dat het expressief genoeg is om je het scala aan eerlijkheidsuitkomsten te geven dat je wilt."

Zodra ze de kaarten hebben gegenereerd, de onderzoekers gebruikten de tools van integer programmeren - een wiskundig modelleringskader waarvoor recente ontwikkelingen hen in staat stelden een zeer grootschalig probleem op te lossen - om de kaarten op eerlijkheid te evalueren.

Hoewel de onderzoekers in het onderzoek een evenwichtige weergave van politieke overtuiging kozen als hun definitie van eerlijkheid, andere demografische factoren kunnen worden overwogen. Het model zou ook van toepassing kunnen zijn op representatieve kaarten van de staat en van de stad, naast congresdistricten.

Gurnee is een organisatie begonnen genaamd Fairmandering om de principes van het onderzoek te bevorderen.

"Het is niet de geografische vorm van het district dat belangrijk is - het is echt nadenken over meer holistische principes van wat het betekent om een ​​eerlijk district te maken, "Zei Shmoys. "We hopen dat dit echt invloed zal hebben op het gesprek dat de komende anderhalf jaar van staat tot staat zal plaatsvinden, zowel op congresniveau als op wetgevend niveau van de staat."