一种带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法技术

本发明专利技术公开了一种带容量限制的疾病预防控制设施配置方法，属于城市规划领域。一种疾病预防控制疾控设施配置方法，包括：以用户相继到达疾控设施的间隔时间为泊松分布，疾控设施提供用户服务的设施为服务台、先到先得为排队规则构建排队系统；以疾控设施的吸引要素、用户到达疾控设施的最短行程时间、用户在疾控设施的等待时间和用户被疾控设施拒绝的概率作为影响因素；与现有技术相比，本申请以提供公平可达的公共卫生服务为目的，提出了一种在有限预算约束下带容量限制的疾病预防控制设施的规划方法。该方法考虑了疾控设施的容量限制并采用主次目标方法实现了公平性，可以为疾控设施的选址和规模决策提供科学依据。控设施的选址和规模决策提供科学依据。控设施的选址和规模决策提供科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法


[0001]本专利技术涉及城市规划领域，具体涉及一种带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法。

技术介绍

[0002]流行性疾病的频发，比如SARS、EBOLA、COVID
‑
19等，严重扰乱了人民的正常生产生活秩序，给经济社会发展带来重大损失。这表明以治病为中心的现有医疗体系存在弊端，而疾病预防控制服务，特别是疾病筛查、隔离病床、疫苗接种等，对于疾病的及时治疗和控制是必要的。因此，世界各地政府开始意识到疾病预防控制的重要性。因此，如何优化布局有限的医疗资源，为人民群众提供公平可达的疫病预防控制服务成为一个亟待解决的问题。
[0003]可达性通常是指衡量到达目的地或分布在空间中的活动的难易程度。通常有多种方法可以衡量疾控设施的可达性。本专利技术中的可达性的含义更加直接，被定义为可以满足的需求。事实上，需求不满足的来源有两个：一是覆盖不足导致的需求损失，二是疾控设施拥堵导致的需求损失。在第一个来源中，需求相对于成本具有弹性，通常将用户分配到最近的疾控设施以最大化系统总需求。在第二个来源中，由于疾控设施容量有限，当用户到达疾控设施时，他们可能会被拒绝使用服务设施(即发生阻碍)。该第二个来源在过去很少有学者进行研究，因为有容量约束的疾控设施比无容量约束的疾控设施更复杂，通常用行程时间和排队延误来定义行程成本，但忽略了拒绝成本。这导致了一种矛盾的情况，即在模型设定中用户会偏爱那些拒绝可能性很高的疾控设施，因为它会最大限度地减少在系统中花费的总时间，而忽略无法服务的需求。然而，尽管系统可达性最大化，但在不同疾控设施之间用户被拒绝的概率可能是不同的。这可能导致严重的服务公平问题。因此，本专利技术试图提出一种疾病预防控制疾控设施配置方法，以减少来自第二种来源的服务不公平性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种疾病预防控制疾控设施配置方法，包括：
[0007]以用户相继到达疾控设施的间隔时间为泊松分布，疾控设施提供用户服务的设施为服务台、先到先得为排队规则构建排队系统；
[0008]以疾控设施的吸引要素、用户到达疾控设施的最短行程时间、用户在疾控设施的等待时间和用户被疾控设施拒绝的概率作为影响因素，建立用户到达疾控设施的效用函数；
[0009]以用户被疾控设施拒绝的概率最小化为主要目标，以用户疾控设施的最长等待时间的最小化为次要目标，以疾控设施的预算为约束条件构建上层模型；以平衡状态时设施的用户数为目标构建下层模型；
[0010]联合上层模型和下层模型构建双层决策结构，确定平衡状态的用户分配和疾控设施的配置方案。
[0011]进一步地，所述排队系统为M/M/s
j
/K
j
，其中前两个M都表示用户服从马尔可夫(或泊松)分布到达或离开，或等效的表示服从负指数间隔到达或服务时间分布，s
j
表示疾控设施j中的服务台数量，K
j
作为空间物理约束，表示疾控设施j可以容纳用户的数量；M为疾控设施的可选位置集；
[0012]在疾控设施的预算B的约束下，设置三组决策变量：
[0013][0014]s
j
＝疾控设施j的服务台数量,
[0015]x
ij
＝从节点i到位置j的用户数量,j∈M
[0016]对于选定的位置集合S＝{j:j∈M,y
j
＝1},可以得到：∑x
ij
＝h
i
,
[0017]用户到达疾控设施j的到达率为λ
j
,可以得到：λ
j
＝∑x
ij
,
[0018]疾控设施j的到达率为λ
j
并且服务台的数量是s
j
，则队列中有n个用户的概率是：
[0019][0020]其中ρ
j
＝λ
j
/μ是排队过程的排队强度，而队列中没有用户的概率为，
[0021][0022]每个疾控设施j的概率p
nj
是λ
j
和s
j
的函数，p
Kj
是由于容量有限而被拒绝的概率，它允许疾控设施的到达率实际上超过服务率，而队列不会无限增长，故有效到达率用表示，即为：
[0023][0024]进一步地，所述用户到达疾控设施的效用函数为：
[0025][0026]U
ij
＝u
j
‑
β1t
ij
‑
β2w
j
(λ
j
,s
j
)
‑
β3p
Kj
(λ
j
,s
j
),j∈S,
[0027]其中其中L
j
为由用户数量表示的队列平均长度，是指有效到达率，p
nj
是指n个用户在疾控设施j中的概率；w
j
(λ
j
,s
j
)是指平均等待时间；U
ij
为来自需求节点i的用户在位置j接受服务时所观测到的效用；β1和β2分别表示行程时间和等待时间的系数；β3表示无法获得服务的代价。
[0028]进一步地，所述上层模型为：
[0029]主要目标：
[0030]次要目标：
[0031]约束条件为：s
j
≥y
j
,
[0032][0033][0034]x
ij
≤y
j
,j∈M,
[0035][0036]λ
j
≥R
min
y
j
,
[0037][0038]y
j
∈{0,1},s
j
∈非负整数,
[0039]其中p
Kj
为疾控设施j的最小化最大拒绝概率；y
j
为疾控设施j的位置变量；s
j
为疾控设施j的服务台数；为疾控设施j中的服务台数量的有限规模；x
ij
为用户从需求节点i到疾控设施j的位置的均衡流；λ
j
为到疾控设施j的用户到达率；为疾控设施j(j∈M)的固定建设成本；c
v
为添加一个服务台的单位运营成本。
[0040]进一步地，x
ij
在位置变量y
j
和相关服务台数s
j
确定后，由下层模型确定，即为：
[0041]约束条件为：∑x
ij
＝h
i
,
[0042]x
ij
≥0,j本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法，其特征在于，包括：以用户相继到达疾控设施的间隔时间为泊松分布，疾控设施提供用户服务的设施为服务台、先到先得为排队规则构建排队系统；以疾控设施的吸引要素、用户到达疾控设施的最短行程时间、用户在疾控设施的等待时间和用户被疾控设施拒绝的概率作为影响因素，建立用户到达疾控设施的效用函数；以用户被疾控设施拒绝的概率最小化为主要目标，以用户疾控设施的最长等待时间的最小化为次要目标，以疾控设施的预算为约束条件构建上层模型；以平衡状态时设施的用户数为目标构建下层模型；联合上层模型和下层模型构建双层决策结构，确定平衡状态的用户分配和疾控设施的配置方案。2.根据权利要求1所述的带容量限制的疾病预防控制疾控设施配置方法，其特征在于，所述排队系统为M/M/s
j
/K
j
，其中前两个M都表示用户服从马尔可夫(或泊松)分布到达或离开，或等效的表示服从负指数间隔到达或服务时间分布，s
j
表示疾控设施j中的服务台数量，K
j
作为空间物理约束，表示疾控设施j可以容纳用户的数量；M为疾控设施的可选位置集；在疾控设施的预算B的约束下，设置三组决策变量：s
j
＝疾控设施j的服务台数量,x
ij
＝从节点i到位置j的用户数量,对于选定的位置集合S＝{j:j∈M,y
j
＝1},可以得到：∑x
ij
＝h
i
,用户到达疾控设施j的到达率为λ
j
,可以得到：λ
j
＝∑x
ij
,疾控设施j的到达率为λ
j
并且服务台的数量是s
j
，则队列中有n个用户的概率是：其中ρ
j
＝λ
j
/μ是排队过程的排队强度，而队列中没有用户的概率为，每个疾控设施j的概率p
nj
是λ
j
和s
j
的函数，p
Kj
是由于容量有限而被拒绝的概率，它允许疾控设施...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，林宏志，王海铄，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：