[发明专利]一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法及系统，本发明涉及的一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法，包括：S11.建立基于手术时长和恢复时长区间的两阶段鲁棒优化模型；S12.对所述建立的两阶段鲁棒优化模型进行处理，得到处理后的基于手术时长和恢复时长区间的手术调度鲁棒优化模型；S13.对所述处理后的鲁棒优化模型进行求解，输出目标函数及决策变量。本发明基于区间的鲁棒优化对于不确定变量的表达形式是以上下界形式表示的区间数，不需要对大量数据进行统计分析，这有利于解决现实中数据记录不准确和数据数量有限等困境；鲁棒优化模型可以通过调节保守参数来控制所做决策的灵活程度，为决策者提供不同灵活程度的方案。

技术领域

本发明涉及医疗系统技术领域，尤其涉及一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法及系统。

背景技术

近年来随着国民经济的迅速发展，医疗服务行业也面临着严峻的市场竞争压力。选择科学的调度方法对医疗资源进行高效管理是提高医疗服务机构竞争力和患者满意度的重要途径之一。

现阶段大多数应对的方法都将研究重点集中于手术室环境中，假设手术室上下游资源配置及容纳能力足以支撑手术室完成手术调度过程，或仅针对手术调度过程中的一个不确定因素进行处理。但在现实中，这往往是有缺陷的，我们知道手术调度过程中各个环节是相互联系的，手术上下游环节的资源配置及容纳能力也会对手术调度效果产生较大的影响，且手术过程中往往存在着多种不确定的较大影响因素。

目前，对手术调度问题中的不确定性研究，往往采用随机规划的思想，但在实际应用中往往存在较大限制，需要大量数据才能保证较高的准确性。为此，本发明设计开发了一种将患者的术后恢复环节考虑到调度方案中的方法，在针对不确定变量进行处理的方法上也进行了改进。为建立更适用的基于手术时长和恢复时长不确定性的模型，本发明在利用期望值随机规划对不确定性问题研究的基础上，进一步扩展了不确定变量处理的使用范围，利用区间数的形式表述手术时长和恢复时长不确定性，打破了数据不足的限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法及系统，解决了现实中数据记录不准确和数据数量有限等困境，还可以为决策者提供不同灵活程度的方案。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于两阶段鲁棒优化模型的手术调度优化方法，包括：

S1.建立基于手术时长和恢复时长区间的两阶段鲁棒优化模型；

S2.对所述建立的两阶段鲁棒优化模型进行处理，得到处理后的基于手术时长和恢复时长区间的手术调度鲁棒优化模型；

S3.对所述处理后的鲁棒优化模型进行求解，输出目标函数及决策变量。

进一步的，所述步骤S1中两阶段鲁棒优化模型包括第一阶段鲁棒优化模型和第二阶段鲁棒优化模型；

所述第一阶段鲁棒优化模型的目标函数为最小化手术室和恢复室运营总费用，表示为：

其中，j表示手术室索引；k表示手术室日期索引；l表示手术后恢复病房床位索引；c^f表示手术室正常开放费用；c^o表示恢复室床位正常使用费用；x_jk表示手术室j在手术日k天是否开放；q_lk表示恢复室床位l在手术日k天是否使用；

所述第二阶段鲁棒优化模型的目标函数为最大化手术室加班费用和恢复室超时费用之和，表示为：