基于分布式鲁棒优化的门诊预约调度

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    71672011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    G0110.服务科学与工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

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。

结项摘要

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

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Impact of Emergency Order in Price-Dependent Newsvendor Problems
紧急命令对价格依赖报童问题的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Asia-Pacific Journal of Operational Research
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Zhang Wensi;Li Jinlin;Zhang Ran;Chen Yahong
  • 通讯作者:
    Chen Yahong
Role of risk attitude and time preference in preventive aspirin use adherence
风险态度和时间偏好在预防性阿司匹林使用依从性中的作用
  • DOI:
    doi:10.1111/jep.13274
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Evaluation in Clinical Practice
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Zhu Jingrong;Shi Yunfeng;Li Jinlin;Zhang Zengbo
  • 通讯作者:
    Zhang Zengbo
Optimization of Teleconsultation Using Discrete-Event Simulation from a Data-Driven Perspective
从数据驱动的角度使用离散事件模拟优化远程会诊
  • DOI:
    10.1089/tmj.2018.0229
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Telemedicine Journal and e-Health
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qiao Yan;Ran Lun;Li Jinlin
  • 通讯作者:
    Li Jinlin
随机服务时间下异质患者门诊预约调度优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    运筹与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文思;李金林;冉伦;王伟
  • 通讯作者:
    王伟
不确定服务时间下分布式鲁棒门诊预约调度和排程
  • DOI:
    doi:10.13383/j.cnki.jse.2019.04.011
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    系统工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王珊珊;李金林;彭春;冉伦
  • 通讯作者:
    冉伦

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其他文献

基于风险规避顾客的收入管理在线拍卖机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    系 统 工 程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冉伦;李金林;杨清清
  • 通讯作者:
    杨清清
需求不确定下应急医疗服务站鲁棒配置模型与算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    运筹与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭春;李金林;冉伦;王珊珊
  • 通讯作者:
    王珊珊
基于前景理论的报童问题:考虑回购和缺货惩罚
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    管理科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    褚宏睿;冉伦;张冉;李金林
  • 通讯作者:
    李金林
基于超订的民航收益管理单航段舱位控制模型比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    系统工程理论与实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐丽萍;李金林;雷俊丽;冉伦
  • 通讯作者:
    冉伦
基于顾客分类的多等级产品动态定价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    系统管理学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    胡玉生;李金林;冉伦;徐德英
  • 通讯作者:
    徐德英

其他文献

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AI项目思路

AI技术路线图

冉伦的其他基金

供需协同下大数据驱动的新能源企业供能设施网络运营管理
  • 批准号:
    72272014
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    45 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大数据驱动的智慧城市服务运营管理——基于系统耦合的视角
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    199 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
大数据驱动的服务运营系统性优化与管理——以新能源汽车为例
  • 批准号:
    91746210
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    240.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
航空收益管理中的决策偏差研究
  • 批准号:
    71272058
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于乘客选择行为的动态定价决策方法研究
  • 批准号:
    60979010
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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