Information and communication hub for humanitarian aid: System analysis, process modelling, and technological solution

Abstract

The escalation of global crises, particularly wars and natural disasters, has underscored the critical need to enhance the efficiency of humanitarian aid coordination. Existing systems often suffer from fragmented data, limited scalability, and insufficient flexibility in integration among key stakeholders. The aim of this study was to develop a comprehensive concept and architecture for an Information and Communication Hub (ICH) designed to coordinate humanitarian assistance in dynamic crisis scenarios. The research methodology included a systems analysis of current solutions to identify their limitations, along with architectural modelling using BPMN2 and UML notations. Microservice-based development strategies were formulated, and algorithmic components were subjected to testing. The study revealed that major challenges in humanitarian coordination can be effectively addressed through the creation of a dedicated ICH. Functional requirements were defined to support the integration of heterogeneous data sources, automated information processing, and the provision of user-friendly interfaces for all actors involved. A microservice-based architecture was proposed, featuring modules for request management, data processing (including the application of machine learning methods for needs classification), and adaptive user interfaces. Efficient algorithms were designed and validated to optimise critical operational processes such as humanitarian cargo routing and prioritisation of aid requests. The practical significance of the results lies in their applicability by emergency management professionals and international humanitarian organisations to reduce response times, increase transparency in resource allocation, and improve the scalability of aid projects.

Ескалація глобальних криз, зокрема війн та стихійних лих, значно підкреслює критичну потребу в підвищенні ефективності управління гуманітарною допомогою. Існуючі системи часто страждають від фрагментації даних, обмеженої масштабованості та недостатньої гнучкості інтеграції між ключовими стейкхолдерами. Метою даного дослідження була розробка комплексної концепції та архітектури інформаційно-комунікаційного хабу (ІКХ) для координації гуманітарної допомоги в умовах динамічних кризових ситуацій. Методологія дослідження включала системний аналіз існуючих рішень для виявлення їхніх обмежень, а також архітектурне моделювання із застосуванням нотацій BPMN2 та UML. Було також розроблено стратегії розвитку на основі мікросервісів та проведено тестування алгоритмів. Встановлено, що ключові проблеми координації гуманітарної допомоги можуть бути ефективно вирішені шляхом створення спеціалізованого ІКХ. Розроблено функціональні вимоги до системи, що охоплюють інтеграцію різнорідних джерел даних, автоматизовану обробку інформації та забезпечення зручних інтерфейсів для всіх учасників процесу. Запропоновано мікросервісну архітектуру ІКХ з модулями для управління запитами, обробки даних (зокрема з використанням методів машинного навчання для класифікації потреб) та гнучкими користувацькими інтерфейсами. Проаналізовано та запропоновано ефективні алгоритми для оптимізації ключових операційних процесів, таких як маршрутизація гуманітарних вантажів та пріоритезація запитів на допомогу. Практична цінність результатів дослідження полягає в можливості їх застосування фахівцями у сфері управління надзвичайними ситуаціями та міжнародними гуманітарними організаціями для скорочення часу реагування, підвищення прозорості розподілу ресурсів та покращення масштабованості проектів допомоги.