基于分布式鲁棒优化的门诊预约调度

基本信息
批准号:71672011
项目类别:面上项目
资助金额:50.00
负责人:冉伦
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:侯福均,Jie Xu,霍丽娟,褚宏睿,张文思,杜涛,曹雪丽,蔡凌飞,王珊珊
关键词:
医疗服务运营门诊预约调度患者行为不确定性分布式鲁棒优化
结项摘要

The increasing mismatch between supply and demand in healthcare service can be improved properly by optimally allocating healthcare resources, in which outpatient scheduling has great impacts on the efficiency of successive services and even the overall hospital operations. This research, based on abundant healthcare data, takes the uncertainties of service time, patient demand and behavioral characteristics into account, and intends to design optimal outpatient appointment scheduling rules to minimize the cost of patients’ waiting time, doctors’ idle time and overtime. Based on the idea of distributionally robust optimization, we take full use of the moments and moment intervals information of random variables, and employ mathematical optimization methods combined with graph theory, queuing theory, Markov decision process and so on, so as to design heuristic algorithms to solve the optimal appointment scheduling rules under uncertainties. Using the moments or moment intervals information of uncertain service time, we formulate distributionally robust outpatient appointment scheduling models as a set of non-linear programming, in which the uncertainties of patient behaviors will also be taken into consideration. These models will be improved by introducing the concept of min-max regret value. Additionally, by virtue of CVaR theory, we propose an appointment scheduling rule to incorporate risk preference of decision makers. Furthermore, besides static robust scheduling of routine patients, demand uncertainty of same-day patients and sequential scheduling will also be studied in this research, and online algorithms will be proposed under the assumption that patients are heterogeneous. Results of this research can provide decision support for outpatient appointment scheduling to improve patients’ satisfaction, and maximize hospital operations efficiency and utilization of healthcare resources.

医疗资源优化配置是解决我国当前医疗供需矛盾的可行手段,而门诊资源优化调度是否高效会对后续服务及整个医院的运营效率产生直接影响。本项目拟以医疗数据为基础,针对门诊预约调度中存在的服务时间、患者需求和行为特征等不确定信息,以最小化患者等待时间和医生空闲及加班时间为目标,利用随机变量的矩信息或矩区间信息,基于分布式鲁棒优化的思想,综合运用最优化方法、图论、排队论、马尔科夫决策过程等,设计算法求解不确定信息下的最优门诊预约调度规则。具体包括:基于服务时间不确定的门诊预约调度模型,考虑患者行为及其不确定性的门诊预约机制,并基于最小化最大后悔值思想对模型进行改进;决策者存在行为偏好时基于CVaR测度的门诊预约调度模型;考虑患者需求不确定的门诊预约调度优化以及序贯调度下基于鲁棒优化思想的预约调度在线优化。研究成果可为门诊预约调度提供决策支持,提高患者满意度,实现医疗服务运营效率和资源利用率的最大化。

项目摘要

门诊资源优化调度对于优化我国医疗资源配置有着重要的意义。本项目以实践调研中的数据为基础,考虑门诊预约调度问题中的多种不确定因素,以最小化患者等待时间、医生空闲时间和加班时间为目标,基于分布式鲁棒优化的思想,综合运用混合整数规划、随机规划、动态规划、排队论、马尔可夫决策过程等优化方法,充分利用随机变量的矩信息或矩区间信息,建立一系列优化模型并设计算法进行求解。本项目首先研究了服务时间不确定的门诊预约调度问题,进而考虑患者爽约、不守时、当天到达等行为特征对模型的影响,对模型进行改进,进一步地,采用CVaR测度对模型的期望目标进行修正,最后,考虑在患者需求不确定的情况下的序贯调度以及在线优化。针对上述研究内容,项目组发表相关学术论文17篇,培养与项目研究内容相关的博士研究生15名(其中4名围绕项目撰写了毕业论文),硕士研究生5名。本项目的研究成果为门诊预约调度问题提供理论与方法指导,丰富了医疗运营管理研究体系,同时也为我国门诊预约调度问题提供决策支持,对提高我国医疗服务运营效率具有重要的实践意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
2

服务经济时代新动能将由技术和服务共同驱动

服务经济时代新动能将由技术和服务共同驱动

DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.001172
发表时间:2017
3

一种改进的多目标正余弦优化算法

一种改进的多目标正余弦优化算法

DOI:
发表时间:2019
4

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
5

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020

冉伦的其他基金

批准号:60979010
批准年份:2009
资助金额:16.00
项目类别:联合基金项目
批准号:91746210
批准年份:2017
资助金额:240.00
项目类别:重大研究计划
批准号:71272058
批准年份:2012
资助金额:56.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

门诊预约管理中基于仿真优化的联合能力计划与调度方法

批准号:71501027
批准年份:2015
负责人:阎崇钧
学科分类:G0108
资助金额:18.50
项目类别:青年科学基金项目
2

患者不守时情形下数据驱动的医院门诊预约调度方法

批准号:71901046
批准年份:2019
负责人:姜博文
学科分类:G0108
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于随机优化的门诊患者调度研究

批准号:71471113
批准年份:2014
负责人:耿娜
学科分类:G0108
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

面向主动配电网的分布式能源多目标鲁棒经济优化调度

批准号:61503199
批准年份:2015
负责人:张慧峰
学科分类:F0302
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目