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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于元胞自動(dòng)機(jī)算法的醫(yī)院體檢排隊(duì)模型
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 目的 構(gòu)建體檢排隊(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人員體檢排隊(duì)的定性描述及量化分析，以提高設(shè)備利用率、減少受檢人員等待時(shí)間。 方法 建立以體檢時(shí)間、路途時(shí)間及排隊(duì)時(shí)間之和最小為目標(biāo)函數(shù)的非線性規(guī)劃模型，根據(jù)元胞自動(dòng)機(jī)算法，利用Matlab7.0軟件編程模擬求解。 結(jié)果 得到每位受檢人員的最佳體檢順序及相應(yīng)時(shí)間安排，為醫(yī)院醫(yī)療資源合理配置提供決策依據(jù)。 結(jié)論 利用該算法只需輸入原始數(shù)據(jù)即可得到相應(yīng)的結(jié)果，操作簡(jiǎn)便易行，適用于醫(yī)院體檢排隊(duì)的安排。
- 詳細(xì)介紹：
- 我國(guó)歷時(shí)20余年的衛(wèi)生改革成績(jī)有目共睹，但是在某些方面政策還不夠完善，表現(xiàn)出以“看病難，看病貴”為突出癥狀的一系列社會(huì)問題，國(guó)家對(duì)此進(jìn)行的系列衛(wèi)生政策改革似乎收效甚微，提示我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)(HDS)存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能缺陷，很難運(yùn)用系統(tǒng)外部政策使之扭轉(zhuǎn)。即HDS內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其演化既是系統(tǒng)功能與行為規(guī)律的決定因素，也是外部政策的作用靶點(diǎn)。本研究從內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，結(jié)合實(shí)際情況為健康體檢中心提供了行之有效的具體操作方法，從而為各項(xiàng)體檢規(guī)則的制定提供更有效的理論依據(jù)和前瞻性研究。 1 采用數(shù)學(xué)方法解決醫(yī)院的實(shí)際問題 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，巧妙地將排隊(duì)時(shí)間視為兩點(diǎn)之間的權(quán)值，將對(duì)原目標(biāo)函數(shù)的求解轉(zhuǎn)化為求最短路，從而運(yùn)用圖論原理對(duì)個(gè)人的體檢順序做出定性分析。根據(jù)元胞自動(dòng)機(jī)算法，利用Matlab7.0軟件編程作出所有受檢人員的體檢安排，可較大地改善體檢的服務(wù)質(zhì)量和工作效率。尤其在團(tuán)隊(duì)體檢討論過(guò)程中，我們創(chuàng)造性地引入抱怨度α這一概念刻畫受檢人員的心理，使得該模型更加人性化。 2 排隊(duì)安排快速而具體 我們根據(jù)某軍隊(duì)三級(jí)甲等醫(yī)院健康體檢中心調(diào)查所得資料，利用Matlab7.0軟件編程對(duì)每位受檢人員的到達(dá)時(shí)間、體檢順序、相應(yīng)的時(shí)間安排以及結(jié)束時(shí)間等迅速作出具體安排，使得醫(yī)療服務(wù)更加及時(shí)、細(xì)致而全面。 3 對(duì)受檢人員體檢進(jìn)行定性分析和定量安排 既往研究對(duì)體檢排隊(duì)多是做定性分析，而很少對(duì)個(gè)人體檢的順序及時(shí)間做出定量安排。本研究創(chuàng)新之處在于：利用元胞自動(dòng)機(jī)算法模擬排隊(duì)動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合調(diào)查所得資料，直接利用Matlab7.0軟件編程模擬產(chǎn)生每個(gè)人的體檢項(xiàng)目、體檢順序及其相應(yīng)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)受檢人員體檢排隊(duì)的定性描述及量化分析。 4 可制作產(chǎn)品化的排隊(duì)系統(tǒng) 按照所建立的數(shù)學(xué)模型，具體應(yīng)用時(shí)只需輸入原始數(shù)據(jù)，即到達(dá)體檢中心的順序、預(yù)期參與的項(xiàng)目，即可得到相應(yīng)安排，操作簡(jiǎn)便易行。在此基礎(chǔ)上，可深入探討，構(gòu)建可視化操作平臺(tái)，制作輔助排隊(duì)系統(tǒng)，使之產(chǎn)品化。 5 醫(yī)院、個(gè)人利益同時(shí)達(dá)到最優(yōu)化 應(yīng)用本模型可提高醫(yī)院體檢中心的設(shè)備利用率、降低受檢人員等待時(shí)間，對(duì)個(gè)人體檢排隊(duì)順序做出最優(yōu)安排。同時(shí)明確標(biāo)出受檢人員需要的等待時(shí)間，方便其在一定范圍內(nèi)自由安排時(shí)間，從而降低其抱怨度。 6 有一定的推廣價(jià)值 本模型不僅適用于體檢中心、醫(yī)院門診等處的排隊(duì)系統(tǒng)，而且在火車飛機(jī)等售票處、銀行窗口、公用電話亭、游樂場(chǎng)的游樂項(xiàng)目等涉及排隊(duì)的場(chǎng)所均有較強(qiáng)的實(shí)用性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：構(gòu)建體檢排隊(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化模型，旨在提高設(shè)備利用率、減少受檢人員等待時(shí)間。 基本思路： （1）收集原始資料。深入某院健康體檢中心調(diào)研收集資料。 （2）構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用圖論知識(shí)、元胞自動(dòng)機(jī)算法，建立以體檢時(shí)間、路途時(shí)間及排隊(duì)時(shí)間之和最小為目標(biāo)函數(shù)的排隊(duì)動(dòng)力學(xué)模型。（3）模型求解，結(jié)合臨床予以分析。利用Matlab7.0軟件編程計(jì)算得到受檢人員的最優(yōu)體檢安排。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性： (1)數(shù)據(jù)來(lái)源真實(shí)可靠(2)數(shù)學(xué)方法正確合理 圖論、元胞自動(dòng)機(jī)、Matlab軟件編程均為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家公認(rèn)。 先進(jìn)性： (1)采用數(shù)學(xué)方法解決醫(yī)院的實(shí)際問題(2)排隊(duì)安排快速而具體(3)可制作產(chǎn)品化的排隊(duì)系統(tǒng) 獨(dú)特之處：(1)對(duì)受檢人員體檢進(jìn)行定性分析和定量安排(2)分別解決個(gè)人、團(tuán)體體檢排隊(duì)問題(3)醫(yī)院、個(gè)人利益同時(shí)達(dá)到最優(yōu)化
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- （1）可直接應(yīng)用于醫(yī)院的體檢排隊(duì)順序迅速安排。 （2）能提高醫(yī)院體檢效益。兼顧了提高設(shè)備利用率，使得各項(xiàng)體檢設(shè)備都得以發(fā)揮其最大效用。使得患者等待成本和醫(yī)院服務(wù)成本之和最小。 （3）能實(shí)現(xiàn)醫(yī)院體檢的產(chǎn)品化排隊(duì)系統(tǒng)。深入探討可構(gòu)建可視化操作平臺(tái)，制作輔助排隊(duì)系統(tǒng)，使之產(chǎn)品化。 （4）有一定的推廣價(jià)值。在售票處、銀行窗口、公用電話亭、游樂場(chǎng)的游樂項(xiàng)目等涉及排隊(duì)的場(chǎng)所均有較強(qiáng)的實(shí)用性。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究討論的是如何安排受檢人員的體檢順序，以提高設(shè)備利用率、降低受檢人員等待時(shí)間的問題。 本文討論的是如何安排受檢人員的體檢順序，以提高設(shè)備利用率、降低受檢人員等待時(shí)間的問題。 本文依據(jù)受檢人員的到達(dá)時(shí)間符合非時(shí)間齊次Possion過(guò)程，建立了以體檢時(shí)間、路途時(shí)間及排隊(duì)時(shí)間之和最小為目標(biāo)函數(shù)的非線性規(guī)劃模型，即排隊(duì)動(dòng)力學(xué)模型。將對(duì)原目標(biāo)函數(shù)的求解轉(zhuǎn)化為求最短路問題，從而運(yùn)用圖論原理、Matlab7.0軟件編程對(duì)個(gè)人的體檢順序做出定性分析和定量安排，并代入數(shù)據(jù)予以檢驗(yàn)。 在此基礎(chǔ)上，我們將團(tuán)體體檢分為將團(tuán)體視為一個(gè)整體、將團(tuán)體的各隊(duì)員全部分開、分組體檢等三種情況予以討論。對(duì)于分組體檢，又引入了抱怨度 ，運(yùn)用圖論知識(shí)予以定性分析。建立以完成檢查的總時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)、各體檢者的等待時(shí)間最短為約束條件的非線性規(guī)劃模型，利用元胞自動(dòng)機(jī)模擬求解，并以某院體檢中心為例予以分析討論。最終得到每個(gè)個(gè)體的體檢項(xiàng)目、體檢順序及相應(yīng)時(shí)間安排。實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人員體檢排隊(duì)的定性描述及量化分析，以提高設(shè)備利用率、減少受檢人員等待時(shí)間。
獲獎(jiǎng)情況
- 本作品主要內(nèi)容于2008年11月在《解放軍醫(yī)院管理雜志》以論著形式刊登，該期刊為國(guó)家科技部中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（核心期刊）、全軍優(yōu)秀醫(yī)學(xué)期刊，其2008年的影響因子為0.515。利用數(shù)學(xué)建模所作相關(guān)論文及獲獎(jiǎng)情況在此一并列出。 1. 黃英輝，李立奇，何婷，羅萬(wàn)春. 元胞自動(dòng)機(jī)算法在醫(yī)院個(gè)人體檢排隊(duì)中的應(yīng)用. 解放軍醫(yī)院管理雜志，2008,15(11): 1070-1072.（Article, IF 0.515） 2. 黃英輝，李立奇，羅萬(wàn)春. 支持向量機(jī)在臨床疾病診斷中的應(yīng)用[J] 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2008,38(23):101-103.(Article, IF 0.133) 3. 羅萬(wàn)春，劉嶺，龔利紅，黃英輝，李立奇，易東. 基于感知器的臨床疾病診斷模型. 實(shí)用診斷與治療雜志，2008,(5): (Article, IF 0.997) 4. 黃英輝，何婷，李華君等. 飲料罐體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案. 寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，（錄用，已交版面費(fèi)，2009年10月刊登）。 5. 全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽 全國(guó)一等獎(jiǎng), 2006.
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1. 馬琳.療養(yǎng)院體健中心動(dòng)態(tài)排隊(duì)系統(tǒng)[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2007,1（1）:23-25. 2. 茆詩(shī)松.統(tǒng)計(jì)手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2003. 3. 于鑫等.基于元胞自動(dòng)機(jī)的流行病傳播模型及模擬[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2005.2:205-206. 4. Dayan B, Leiba, Weiss, et a1.Waiting time is a major predictor of patient satisfaction in a primary military clinic．Mil Med,2002,167:842-845． 5. 吳昊，劉國(guó)祥，任家順等.業(yè)務(wù)流程重組在數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用[J].中華醫(yī)院管理雜志，2004，20：556-559. 6. 周慶逸，梁萬(wàn)年.以病人為中心優(yōu)化門診流程[J].中華醫(yī)院管理雜志，2004，20：491-493. 7. 趙育新,謝峻.建模與仿真技術(shù)在醫(yī)院傷病員救治排隊(duì)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].解放軍醫(yī)院管理雜志，2005,12（5）:463-464. 8. 張鷺鷺,醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)建模方法學(xué)研究[J].解放軍醫(yī)院管理雜志,2007,3（3）：237.
同類課題研究水平概述
- 排隊(duì)論模型,是通過(guò)數(shù)學(xué)方法定量地、對(duì)一個(gè)客觀復(fù)雜的排隊(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬研究，科學(xué)、準(zhǔn)確地描述排隊(duì)系統(tǒng)的概率規(guī)律。在醫(yī)院管理中,利用排隊(duì)論對(duì)醫(yī)院門診、診室的排隊(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行科學(xué)的模擬和系統(tǒng)的研究?？梢詫?duì)診室和醫(yī)生安排進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì),以獲得反映其系統(tǒng)本質(zhì)特征的數(shù)量指標(biāo)結(jié)果,滿足患者及其家屬需求的同時(shí),將有效避免資源浪費(fèi)。具體構(gòu)建排隊(duì)論的數(shù)學(xué)模型有： 1 Markov排隊(duì)模型 進(jìn)行定量分析和討論，利用此模型可以解決醫(yī)院服務(wù)系統(tǒng)中人員的安排配置問題,為醫(yī)院管理提供可靠的決策依據(jù)，但是未能對(duì)諸多設(shè)備、項(xiàng)目做出統(tǒng)籌安排。其應(yīng)用面較窄，臨床難以推廣應(yīng)用。 2 網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)系統(tǒng) 利用單片機(jī)開發(fā)環(huán)境等構(gòu)建醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)系統(tǒng)。將工業(yè)用單片機(jī)技術(shù)與微型機(jī)技術(shù)在醫(yī)院管理服務(wù)中巧妙結(jié)合,開辟了工業(yè)技術(shù)、民用技術(shù)與商業(yè)相結(jié)合的一條新路。雖較好地解決了醫(yī)院診室內(nèi)部問題，卻難以應(yīng)用于健康體檢中心這一特殊科室。 3 隨機(jī)模型 運(yùn)用離散事件系統(tǒng)建模，利用計(jì)算機(jī)仿真模擬排隊(duì)，可以對(duì)醫(yī)院的手術(shù)室等提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，如建一個(gè)規(guī)模相同的手術(shù)室是否合理等實(shí)際問題。但是難以解決體檢中心的綜合排隊(duì)問題。當(dāng)有文獻(xiàn)做定量分析和討論時(shí)則往往是針對(duì)單一科室而言，如醫(yī)院B 超檢查患者排隊(duì)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查與分析等；或與現(xiàn)有HIS(Hospital Information System)系統(tǒng)駁接，故未能從整體上做出統(tǒng)籌安排。 4 未應(yīng)用數(shù)學(xué)模型 國(guó)內(nèi)外較多研究針對(duì)醫(yī)院排隊(duì)情況進(jìn)行定性分析，從全局角度把握。此類研究雖有一定的理論價(jià)值，但實(shí)用性相對(duì)欠缺，有待進(jìn)一步提高。 5 未有研究者利用元胞自動(dòng)機(jī)算法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對(duì)醫(yī)院體檢排隊(duì)進(jìn)行安排。在滿足受檢人員等待時(shí)間最短的基礎(chǔ)上，同時(shí)兼顧提高設(shè)備利用率，使得各項(xiàng)體檢設(shè)備都得以發(fā)揮其最大效用?；颊叩却杀竞歪t(yī)院服務(wù)成本之和最小，即可達(dá)到節(jié)約社會(huì)資源的目標(biāo)，故既往模型在這方面有待進(jìn)一步改進(jìn)。 本作品從內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，利用元胞自動(dòng)機(jī)算法構(gòu)建體檢排隊(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化模型，旨在提高設(shè)備利用率、降低受檢人員等待時(shí)間，對(duì)體檢順序、相應(yīng)時(shí)間迅速做出最優(yōu)安排，進(jìn)而為各項(xiàng)體檢規(guī)則的制定提供更有效的理論依據(jù)和前瞻性研究。
