基于仿真优化的急诊医护人员能力计划与调度问题的研究

摘要

众所周知，急诊科是医院急危重患者多、病种复杂、并且抢救和管理任务重的科室。到急诊就医的患者往往最关心的是可以尽快得到诊治，减轻病痛。但医院对于医护能力计划拨款的增长速度并没有跟上患者量增加所带来的对医护人员需求量的增加速度。这就需要对急诊科室现有能力计划进行合理的重新配置，使得在患者能够及时接受诊治的同时考虑到医护人员的工作量。急诊科的抢救速度、成功率、工作质量都与医护人员的工作有着密切的关系。大部分医院急诊科医护人员的工作班次都是固定的，并不能满足各时段患者对医护人员的需求情况。患者等待时间过长不仅会影响患者的就诊心理，更会因为拥堵造成急诊医护人员工作质量的下降。因此，通过对急诊科室现有的能力计划进行合理的配置从而达到减少患者在急诊科室的等待时间已成为全世界医疗管理者针对急诊科室最为关注的热点问题。
　　本文首先在熟悉急诊整体运作流程和医护人员能力计划与调度研究方法文献综述的基础上，建立了急症科室以医护人员为对象，以病患为中心、基于ServiceModel的仿真模型，模拟不同医护人员能力与排班场景下病患从进入系统服务到离开系统的平均滞留时间。然后采用径向基函数网络方法找到在不同患者量下医护人员能力计划与分配同患者在急诊系统中平均滞留时间的关系，并且分别从患者和医院的角度，建立三班制下以患者的平均滞留时间最低和医护人员总工资成本最低的最优联合医护人员能力计划与排班策略，并对现实医院管理起到指导意义。
　　其次，针对现实中患者到达量时变、相邻时段的医护服务水平互相影响的特点，将仿真与优化相结合，设计了根据患者到达趋势，通过对急诊科室现有能力计划进行班次优化调度的仿真优化迭代算法(Simulation Work Shift AllocationAlgorithm，简称SWSAA)。为完成该工作，首先提出延迟函数的定义，旨在辅助选择瓶颈资源的顺序。然后在急诊医护人员单技能的前提下，建立急诊医护人员工作班次优化模型。该模型能满足根据不同时段患者量的不同，动态调整不同班次的开始时间，并确定不同时段的医护人员数，最终达到患者在系统中平均滞留时间最低的目标。最后将仿真与优化模型相嵌套，考虑患者在系统中的平均滞留时间最低，得到该性能评价指标与输入量之间的关系，设计可求得合理工作班次的SWSAA优化算法。在完成上述工作后，本文又根据现实中医护人员具有多种技能和完成多个任务的需求特点，基于多技能医护人员之间互相帮助的思想，提出了医护人员在多技能背景下的能力计划与排班的仿真优化算法(SimulationMulti-skilled Work Shift Allocation Algorithm，简称SMWSAA)，并通过数值试验，验证了上述方法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景与来源

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 研究目标与内容

1．4 研究的技术路线与方法

1．5 论文结构安排

第2章 急诊医护人员能力计划与分配问题研究综述

2．1 急诊科室特点描述

2．2 急诊医护人员能力计划与调度问题研究综述

2．2．1 人员能力计划问题

2．2．2 人员调度与班次分配问题

2．2．3 人员排班问题

2．3 急诊医护人员能力计划与调度求解方法综述

2．3．1 仿真优化

2．3．2 排队论

2．3．3 数学规划

2．3．4 启发式方法

2．4 本文小结

第3章 三班制下基于仿真的医护人员联合能力计划与分配方法

3．1 基本思路和框架

3．2 基于ServiceModel的仿真模型的建立

3．2．1 离散事件仿真

3．2．2 ServiceModel仿真软件简介

3．2．3 急诊科室整体运作流程的ServiceModel仿真建模

3．3 仿真输入参数与输出之间的关系建模

3．3．1 径向基函数网络算法概述

3．3．2 径向基函数网络算法适用性分析

3．3．3 医护人员能力计划与分配同患者在系统中平均滞留时间关系的预测

3．4 以患者在系统中平均滞留时间最低为目标的仿真结果分析

3．4．1 问题的描述

3．4．2 整数规划模型建立

3．4．3 评估参数改变对系统性能的影响

3．5 以医护人员工资成本最低为目标的仿真结果分析

3．5．1 问题的描述

3．5．2 整数规划模型建立

3．5．3 评估参数改变对系统性能的影响

3．6 结果对医院急诊管理者的指导意义

3．7 本章小结

第4章 单技能背景下医护人员班次分配问题的仿真优化方法

4．1 基本思路和框架

4．2 延迟函数的定义

4．2．1 符号定义

4．2．2 模型的建立

4．3 急诊医护人员班次优化问题模型的建立

4．3．1 问题的描述

4．3．2 符号定义

4．3．3 非线性整数规划模型的建立

4．4 急诊医护人员班次分配的仿真优化算法(SWSAA)的建立

4．4．1 算法的步骤和流程

4．4．2 用案例分析算法的实现

4．5 试验结果分析

4．6 本章小结

第5章 多技能背景下医护人员班次分配问题的仿真优化方法

5．1 基本思路和框架

5．2 急诊医护人员多技能的分类概述

5．3 急诊医护人员班次分配的仿真优化算法(SMWSAA)的建立

5．3．1 算法的步骤和流程

5．3．2 用案例分析算法的实现

5．4 实验结果分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 未来研究工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文、获奖情况及发明专利等项