考虑伤员受伤程度的应急医疗资源分配优化决策研究

摘要

近年来，全球大规模自然灾害频发，给人类带来了巨大的伤亡和财产损失，引起了政府和学术界的广泛关注。大规模自然灾害的大规模性、灾难性造成了人员的大量伤亡，灾后初期伤员急剧增多，对于医疗资源的需求剧增，同时，由于大规模自然灾害的物资稀缺性、高度不确定性和强破坏性使得灾害初期医疗资源稀缺，出现了医疗资源供远小于求的严峻情形。然而，如果不能将有限的资源进行高效地分配将会使得伤员的生命受到进一步的威胁。
　　因此，本文以地震灾害为例，研究了大规模自然灾害发生初期，应急医疗资源的分配问题，即如何将有限的医疗资源有效地分配给不同伤势程度的伤员。主要研究内容分为以下三个部分:
　　(1)分析了大规模自然自然灾害的特点，在此基础上，分析了大规模自然灾害背景下伤员伤势的变化情况，进而得到伤员伤势转移概率，并将伤员伤势转移情况融合到应急医疗资源分配问题中。
　　(2)研究了大规模自然灾害发生初期，考虑不同伤势伤员的应急医疗资源分配决策问题。首先，将伤员按照伤势分为重、中、轻三类，并为其设定优先级，再用恶化转移矩阵表示伤员伤势的恶化情况。然后，将资源-伤员的分配过程看成是一个动态的分配过程，利用离散时间的马尔可夫决策过程理论为其建模，并将伤员的救援转化为效用函数，同时还考虑了等待的延迟成本和拒绝的惩罚成本，其目标函数是总的期望效用值最大。最后，给出了基于动态规划思想的求解算法，并设计了一个简单的算例对其进行说明。
　　(3)研究了大规模自然灾害发生初期，多伤势伤员、多种应急医疗资源分配决策的问题。首先，将伤员的伤势定量化，用一个二次函数来刻画伤员伤势的恶化情况，并求出伤员的伤势恶化矩阵函数。然后将多伤势伤员、多种应急医疗资源的分配过程看成是一个马尔可夫决策过程，并对其进行建模，且给出有效的求解算法。最后，同样是用数值算例对模型进行说明，并与FCFS算法进行比较，结果说明本文方法具有明显的优势。
　　本文研究了单资源到多资源的分配问题，考虑了现实背景下伤员不同伤势的情形和资源分配过程的动态化。本文的研究工作为大规模自然灾害资源分配优化决策问题提供了一种新的解决思路，对提高灾区伤员生存率具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．2．1 医疗资源分配的研究现状

1．2．2 应急医疗资源分配的研究现状

1．2．3 MDP理论在医疗资源中的应用

1．3 研究内容和结构安排

第二章 相关理论与方法

2．1 大规模自然灾害的相关问题

2．1．1 大规模自然灾害的特点

2．1．2 大规模自然灾害的现状

2．1．3 伤员伤势评定理论

2．2 马尔可夫决策过程理论与方法

2．2．1 基本模型

2．2．2 典型算法

2．3 动态规划理论与方法

第三章 考虑不同伤势伤员的应急医疗资源分配决策模型

3．1 研究问题的提出及假设

3．1．1 问题描述

3．1．2 假设条件

3．2 基于马尔可夫决策过程的应急资源分配决策模型

3．2．1 符号说明

3．2．2 分配模型的建立

3．3 算法设计与分析

3．3．1 算法分析

3．3．2 具体算法

3．4 数值仿真

3．4．1 算例设计

3．4．2 算例求解与分析

3．5 本章小结

第四章 多伤势伤员、多种应急医疗资源的分配拓展模型

4．1 研究问题的提出及假设

4．1．1 问题描述

4．1．2 假设条件

4．2 多种类伤员、多种应急资源分配决策模型

4．2．1 符号说明

4．2．2 伤员伤势恶化分析

4．2．3 多资源分配决策模型

4．3 算法设计与分析

4．4 数值仿真

4．4．1 算例设计

4．4．2 算例求解与分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 研究展望

参考文献

致谢

硕士在读期间发表的论文和参与的项目