An innovative supply chain & logistics model for tackling humanitarian crises with the support of internet of things (IoT) technologies and unmanned aerial vehicles (drones)

Abstract

This dissertation delves into the integration and operationalization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), commonly referred to as drones, alongside Digital Technologies (DTs) within the realms of Humanitarian Logistics (HL) and Disaster Management (DM). It sheds light on the fragmented application of these technologies in disaster contexts and introduces AIRDROP, a novel holistic framework engineered to leverage the collective strengths of UAVs and diverse DTs to bolster humanitarian aid operations. Initiated with a systematic literature review, this study identifies existing gaps in UAV and DT utilizations, laying the foundation for AIRDROP’s conceptual development. Transitioning from theoretical exploration to actionable outcomes, the research systematically details AIRDROP's requirements through a methodical process encompassing requirement elicitation, specification, and subsequent validation. This procedure not only translates the conceptual framework into a viable design solution but also empirically assesses its feasibility and impact, thereby operationalizing the envisaged synergies between UAVs and DTs. Furthermore, this dissertation presents a comprehensive roadmap for AIRDROP’s advancement, encapsulating service operations, functional capabilities, technological integration, architectural designs, and user interface prototypes. Through this endeavor, it aims to significantly contribute to both academic discourse and practical DM strategies. Ultimately, this thesis strives to pave new avenues for enhanced humanitarian aid interventions, significantly benefiting vulnerable communities affected by disasters.

Η παρούσα διατριβή εξετάζει τη συνέργεια και τη διαλειτουργικότητα των μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων, τα οποία συνήθως αναφέρονται ως drones, με άλλες Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στη Διαχείριση της Εφοδιαστικής Αλυσίδας Ανακούφισης Καταστροφών (ΔΑΚ). Ρίχνει φως στην κατακερματισμένη εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών σε περιβάλλοντα καταστροφών και παρουσιάζει την AIRDROP, μια καινοτόμα ολιστική πλατφόρμα που σχεδιάστηκε, με σκοπό να αξιοποιήσει τα συλλογικά πλεονεκτήματα των drones και των διαφόρων ΤΠΕ για την ενίσχυση της ΔΑΚ. Ξεκινώντας με μια συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση, η μελέτη αυτή εντοπίζει τα υπάρχοντα ερευνητικά κενά στη χρήση των drones και των ΤΠΕ στον υπό εξέταση τομέα, και παράλληλα θέτει τα θεμέλια για τη σύλληψη της ιδέας ανάπτυξης της πλατφόρμας AIRDROP. Μεταβαίνοντας από τη θεωρητική διερεύνηση σε εφαρμόσιμα αποτελέσματα, η έρευνα αναλύει συστηματικά τις απαιτήσεις της πλατφόρμας (requirements engineering) μέσω μιας μεθοδικής διαδικασίας που περιλαμβάνει την εκμαίευση απαιτήσεων (requirements elicitation), τον προσδιορισμό απαιτήσεων (requirements specification) και την επακόλουθη τεκμηρίωσή τους (requirements validation). Η διαδικασία αυτή όχι μόνο μεταφράζει τη μέχρι στιγμής θεωρητική προσέγγιση σε μια βιώσιμη σχεδιαστική λύση, αλλά και αξιολογεί εμπειρικά τη σκοπιμότητα και τον αντίκτυπό της, θέτοντας έτσι σε λειτουργία τις προβλεπόμενες συνέργειες μεταξύ drones και ΤΠΕ. Επιπλέον, η παρούσα διατριβή παρουσιάζει έναν ολοκληρωμένο οδικό χάρτη για τα μεταγενέστερα προτεινόμενα βήματα της πλατφόρμας AIRDROP, ο οποίος περιλαμβάνει την λεπτομερή ανάλυση των παρεχόμενων υπηρεσιών της, τις λειτουργικές της δυνατότητες, την τεχνολογική ολοκλήρωση τους, τα αρχιτεκτονικά σχέδια, καθώς και τα πρωτότυπα διεπαφής χρήστη. Μέσω αυτής της προσπάθειας, η διατριβή στοχεύει να συμβάλει σημαντικά τόσο στον ακαδημαϊκό διάλογο όσο και στις πρακτικές στρατηγικές ΔΑΚ, επιδιώκοντας να ανοίξει νέους δρόμους για βελτιωμένες παρεμβάσεις ανθρωπιστικής βοήθειας, ωφελώντας σημαντικά τις ευάλωτες κοινότητες που πλήττονται από καταστροφές.