基于野战卫生装备交通优势的野战医院选址研究

钱润华，李远星，张向波，张 军

基于野战卫生装备交通优势的野战医院选址研究

钱润华，李远星，张向波，张 军

目的：针对由野战卫生装备组建野战医院的特点，建立离散整数规划选址模型，对野战医院选址问题进行研究。方法：考虑野战医院附近不同人员分布点的昼夜伤员通过量、交通状况、人员对不同医院的偏好等因素，以区域内人员与医疗资源间的权重距离总和最小化为优化目标，给出模型约束条件。结果：根据调研得到的数据，采用遗传算法对模型进行了求解，证实了交通方便在选址方面的优势。结论：该模型在野战医院选址的诸多影响因素中，确定交通方便为首要因素，可为野战医院的选址提供理论参考。

野战医院选址；卫生装备部署性；交通优势；演化算法

0 引言

野战医院的建立在现代作战与非战争军事行动中具有重要意义。野战医院多采用车载式移动方舱等医疗卫生装备，依据该医疗卫生装备的性能特点，合理选择并确定野战医院位置，既可有效缩短伤员从受伤到救治的时间，提高医院的运转率，还能增强伤员的救治效果。因此，野战医院的选址决策对于整个后勤救治转运系统的优化十分重要[1]。长期以来，不同研究人员对此问题从不同的角度进行了研究，一是建立函数模型进行定量分析，利用求最值的方法求解此类问题，但是此类问题具有很强的非确定性，求解比较困难；二是采用层次分析法，通过建立模糊评判矩阵来求解问题，但是这种方法往往需要对模糊评判矩阵进行一致性检验，由于相关模糊矩阵很难通过一致性检验，导致该方法无法正常应用。鉴于上述方法存在的问题，本文根据伤员类型及交通便利度，建立随机整数规划模型，针对任务地域数据，采用遗传算法计算该模型，得到具体选址结果[2-3]。

1 模型构建

1.1 假设条件

本模型的建立基于以下假设[1，4]：

（1）模型中对地域内需要医院保障的人口数拟用离散型变量人员分布点I表示，最优选址地点从J个备选方案中产生；

（2）收治能力（昼夜伤员通过量）和军事行动中各人员点昼夜就医人次数均针对就医患者，包括住院和门诊；

（3）军事行动地域内现有和新建野战医院能满足I个人员分布点所有需要就医人员的需求，救治人员均在地域内就医，不考虑转向地域外情况；

（4）假设现有医院和新建野战医院均有能力上限，并用每周住院人次数衡量医院收治能力；

（5）研究区域各人员分布点的周就医数为随机参数，并在一定范围内分布。

1.2 离散整数规划模型

离散整数规划模型[4-7]如下：

式中：i为人员分布点（i=1，2，…，I）；j为新建的与救治伤员类型有关的基于移动医疗卫生装备的野战医院地址备选方案（j=1，2，…，J）；k为地区内已有与救治人员种类有关的医院（k=1，2，…，K）；为人员分布点i与野战医院备选点j之间的交通权重，与交通便利度等因素有关为i与已有医院备选点k之间的交通权重（满足≤1、≤1），与交通便利度等因素有关和分别为i与j以及i与k之间的道路距离；Mi为人员分布点i的每周就医人次数；T为需要选址新建的野战医院数量（T≤J）；A1、A2分别为已有医院、选址新建医院（单个医院）收治能力的上限（A1＜A2）；λij为决策变量，表示人员分布点i分配到野战医院选址方案j的就医人数，如果运算结果显示备选点j不被选中建立野战医院，则λij=0；δik为人口分布点i中已有去医院k就医的人员数；xj为0-1型变量，若xj=1，第j个备选方案将建立野战医院，若xj=0，野战医院不会建在备选方案j。

式（1）的目标为军事行动区域内人员数与医疗资源之间的权重距离总和最小化，以实现医疗资源在区域内的平均分布。模型中引入了偏好权重θ和交通权重α。在距离相等的前提下，就医者对已有医院与野战医院有明显偏好。模型加入θ以反映就医人员对野战医院的偏好（相对已有医院），2家医院规模设施相当时，就医人员选择距离较近的医院。然而在考虑影响选址的距离因素时，交通便利程度不可忽视。由于不同交通方式的存在，模型中距离不是单纯的地理距离，而是乘以交通权重后的修正距离。

2 求解算法

鉴于该模型为非线性规划模型，采用演化遗传算法对离散随机整数模型进行求解。演化遗传算法流程如图1所示。经典的遗传算法用定长的二进制串作为算子，只有二进制的杂交和变异[8-9]；而演化遗传算法在进化过程中可以并入多种遗传算子，计算程序流程框图称为随机算子[10-12]。演化遗传算法的程序结构如下所示：

procedure evolution program

begin

t←0

initialize P(t)

evaluate P(t)

while(not termination-condition)do

begin

t←t+1

selection P(t)from P(t-1)

alter P(t)

evaluate P(t)

end

end

图1 野战医院选址模型遗传算法流程

3 应用算例

某军事行动区域内分14个人员分布点（I=14），已有医院3家（K=3），需要建立一家移动医疗卫生装备的方舱野战医院（T=1），备选方案4个（J=4）。根据数据调研和专家意见，已有医院能力A1=205人次/昼夜，选址新建野战医院A2=375人次/昼夜。参考偏好权重取值方法，结合经验值列出野战医院相对优势，采用客观熵值法，最后确定θ=0.85，根据地域交通方式特点，满足≤1、≤1，选择分布点5的非线性离散规划模型的目标函数最小。具体计算结果见表1。

（►►►►）（◄◄◄◄）

Research on field hospital site selection based on transport superiority of field medical equipment

QIAN Run-hua1,LI Yuan-xing2,ZHANG Xiang-bo1,ZHANG Jun3
(1.Academy of Armored Forces Engineering,Beijing 100072,China;2.Department of National Defense Transportation,Academy of Military Transportation,Tianjin 300161,China;3.Department of General Equipment Support,General Equipment Department,Beijing 100011,China)

ObjectiveTo study the site selection of the field hospital composed of field medical equipment by establishing a discrete integer programming model.MethodsConstraint conditions were determined to minimize the weighted distance between the personnel and medical resources within some region with the considerations for one-day casualty throughput in each distribution point,traffic conditions and personnel's preference for hospital.ResultsGenetic algorithm was involved in solution of the model,and traffic condition proved its importance for the site selection of the field hospital. ConclusionThe model selects traffic condition as the first factor in all the ones for the site selection of the field hospital. [Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（3）：39-40，98]

field hospital site selection;deployment of medical equipment;transport superiority;evolutionary algorithm

R318.6；R197.39；R821

A

1003-8868（2015）03-0039-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.03.039

国防预研基金（9140A27040213JB35001）

钱润华（1966—），男，博士，主要从事军事装备部署性、装备特运工程、军事交通运输与军事物流方面的教学与研究工作，E-mail：qianrh@163. com。

100072北京，解放军装甲兵工程学院（钱润华，张向波）；300161天津，军事交通学院国防交通系（李远星）；100011北京，总装备部通用装备保障部（张 军）