带随机需求的先预约后服务医疗资源预先排程研究

The indirect waiting time, direct waiting time and random demand during direct waiting (emergency cutting in line and walk-in patient accepting any available time) have important influence on the medical experience of patient. Reasonable advance scheduling policy is an efficiency lever to improve patient’s medical experience. The current advance scheduling policy is inefficient since there is a gap between mathematic modelling and actual practice for the specific medical resource. This project focuses on the short supply, appointment-based service system under random demand in the perspective of the whole medical process of patient. The advance scheduling problem of the different medical resource (outpatient resource and diagnostic equipment resource) will be intensively studied by different methods based on different targets. By revenue management theory, we will model the service time difference of different patient and the nonstationary arrival process of the random demand. The direct waiting time as well as the psychological perception of the waiting process for the advance scheduling patient will be described. The advance scheduling policy which explicitly distinguishes the revenue of different patient will be given to improve the expected reward of the service system based on some structure properties of the model. By queueing theory, we will combine the tandem queueing model and the random demand together. We will explicitly capture the dependence among the indirect waiting time, direct waiting time, no-show rate of the advance scheduling patient and the utilization rate of the service system. Some proper decision variables will be chosen to show the tradeoff between the performance measure of the service system. We will conduct some numerical calculation and simulation according to the real data in order to develop some advance scheduling policies which are both analytical and practical.

病人从预约到就诊历经的间接和直接等待时间、候诊期间的随机需求（急诊插队和当天到来的非预约病人插空）是影响病人就医体验的重要因素。合理的预先排程策略是改善就医体验的有力措施。但针对具体医疗资源，预先排程理论研究与实践操作存在差距，排程策略粗放。本项目拟从病人整个就诊流程视角出发，以供小于求、先预约后服务和带随机需求的医疗资源为研究对象，对门诊和诊疗设备资源预先排程工作进行微观精细研究。将病人服务时间差异性与有峰谷现象的随机需求相结合，刻画预约病人的直接等待时间及延迟服务的心理感知。借助收益管理理论给出精细划分病人付费信息的预先排程策略，实现系统期望总效用最大；采用排队论方法将串联排队系统与随机需求相结合，探索预约病人间接等待时间、直接等待时间、失约率和系统利用率之间的关联性。选取决策变量调控系统的性能指标。基于医院数据进行数值计算和仿真模拟，以期获得兼具理论完备性和实践操作性的预先排程策略。

本项目从病人整个就诊流程视角出发，对供小于求、先预约后服务和带随机需求的医疗资源的预先排程工作进行研究。具体地：.（1）借助收益管理理论，以实现医疗服务系统综合效益最大化为目标建立动态规划（DP）模型，描述CT室预约调度问题。综合效益不仅包含了医院服务病人的收入、预约请求被推迟的成本、医疗资源的加班成本和空闲成本，还包含了常规病人因急诊插队带来的等待时间（体现了等待成本与等待时间的非线性关系）。预约时可为不用的患者分配不同的服务时间，体现不同病人服务时间不同的特点，推广了以往理论分析所做的所有患者服务时间相同的假设。理论证明了马尔科夫决策模型中的预约状态都具有良好的结构性质，保证预约限制数量的存在。Matlab数值实验显示，和当前的预约调度策略相比，提出的预约策略显著改善了核心性能指标—医疗服务系统综合效益。证实了急诊专用设备不能增加急诊病人就诊机会，反而会恶化急诊患者就诊的等待时间。预约时，空出中间的部分时间（slot）不预约，可以有效降低预约患者的等待时间。.（2）构建符合医疗环境的串联排队系统，将预约病人的整个就诊流程分为两个阶段：预约阶段和就诊阶段。分析两个阶段预约病人的间接等待时间和直接等待时间，并且在第二阶段描述有急诊病人随机插队这一事实。获得了第一阶段预约病人的间接等待时间，有效到达强度与爽约率，第二阶段预约病人的直接等待时间与按约到达病人因服务容量限制导致的损失率。Matlab数值实验分析显示，两个患者之间的预约间隔时间与所有指标都密切相关。两个等待时间随预约间隔变化朝相反方向变化，但存在使得两个等待时间加和最小的预约间隔时间。预约病人的爽约率对按约到达的预约患者的直接等待时间和损失率有显著影响，但预约请求的有效到达强度和按约到达的预约患者的损失率与两个队列的容量设置无关。关注爽约管理可改善按约到达的预约患者的损失率和预约病人的直接等待时间。