一种远程会诊专家医生配置及排程方法

1.本发明涉及远程会诊技术领域，具体涉及一种远程会诊专家医生配置及排程方法。


背景技术：

2.远程医疗作为一种新兴的医疗运作模式，通常包括远程会诊、远程监控、远程培训等，可以缓解边远地区医疗资源紧缺的问题，近年来得到了快速的发展，政策的支持和5g技术的商用给远程医疗带来了更大的推动力。
3.远程会诊可以依托通信技术、信息技术、医疗设备等，突破传统医院在地域和时间方面的限制，使患者在原地原医院就可以接受到大医院专家的会诊，这种方式能够促进大城市里的优质医疗资源下沉，从而使得我国整体的医疗资源配置得到优化，缓解医疗资源在不同地区之间不均衡的情况。
4.患者数量在不断地增加，然而对于医院人力资源如医生的配置问题仍然没有得到很好地解决。由于医院的管理不当，往往存在着大量的医护闲置、医疗资源浪费的情况，这会对医院整个系统造成很大的运行干扰和成本浪费，所以在这种情况之下，需要运用科学有效的方法来对人员配置进行安排，控制医院的成本，避免医疗机构成本浪费人员冗余，这会对于医院的服务质量以及患者的体验都有很大的影响。
5.医生的排程问题指的是医院医疗资源的分配问题，具体是指针对医院的某一科室，在一定的周期内，根据医院的相关规定和不同时间段医生的需求量，安排一定数量的医生到不同的时间段完成会诊工作，最终生成一份可供医院管理人员使用的合理的医生排程表。由于远程医疗和传统医疗不同，远程会诊的专家医生往往还具有传统的医疗门诊工作，因此远程背景下的医生排程问题更加复杂，有必要进一步优化以研究远程背景下的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供的一种远程会诊专家医生配置及排程方法，能够解决上述远程会诊专家医生配置及排程的技术问题。
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
8.一种远程会诊专家医生配置及排程方法，包括：
9.在基层医生等待成本和专家医生的工作成本均最小的情况下构建远程会诊专家医生配置模型；
10.运用排队论分析远程会诊专家医生配置模型得到一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量；
11.根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型；根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型；
12.求解传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第一专家医生
排程方案；求解传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第二专家医生排程方案。
13.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
14.以专家医生的工资成本和专家医生的工作时间偏好构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
15.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
16.以专家医生参加远程会诊的工资成本以及专家医生参加传统门诊工作的工资成本，和，专家医生参加远程会诊的的工作时间偏好以及最大化专家医生参加传统门诊工作的工作时间偏好，构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
17.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，求解传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
18.在约束条件下，使用cplex求解器求解所述传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，采取的算法是分支界定法。
19.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，所述求解所述传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
20.在约束条件下，使用cplex求解器求解所述传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，采取的算法是分支界定法。
21.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，约束条件至少包括：
22.专家医生传统门诊服务时间、专家医生总工作时间负载、不同时间段专家医生的需求量、医院工作制度。
23.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法，还包括：优化传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
24.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法，还包括：优化传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
25.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，优化传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：最小化专家医生的工资成本和最大化专家医生的工作时间偏好。
26.进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，优化传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：最小化专家医生参加远程会诊的工资成本以及专家医生参加传统门诊工作的工资成本，最大化专家医生参加远程会诊的的工作时间偏好以及专家医生参加传统门诊工作的工作时间偏好。
27.本发明的有益效果是：本发明涉及一种远程会诊专家医生配置及排程方法，包括：在基层医生等待成本和专家医生的工作成本均最小的情况下构建远程会诊专家医生配置模型；运用排队论分析远程会诊专家医生配置模型得到一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量；根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划已知情
况下的远程会诊专家医生排程模型；根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型；求解传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第一专家医生排程方案；求解传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第二专家医生排程方案。本技术从建模型模型优化角度对远程会诊专家医生进行配置及排程，有助于提高远程会诊的服务水平。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的一种远程会诊专家医生配置及排程方法图一；
29.图2为本发明实施例提供的一种远程会诊专家医生配置及排程方法图二。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
31.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本技术的限定。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
33.基于上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法的问题背景，依据远程会诊的相关特性，本技术做出以下假设。
34.本技术中的专家医生的排程周期为一周，从周一到周日，上午班和下午班两种班次；排程问题中产生的约束条件必须符合我国相关劳动法规和国家远程医疗中心的相关规定；远程会诊的专家医生个人的门诊工作约束必须得到满足，不能和专家的远程会诊工作冲突；本技术中考虑会诊系统中的专家医生有两种状态，即在该时间段工作或者休息；各班次所产生的对于专家医生的数量需求以上一部分排队论模型的求解结果为准；假设每个申请端的基层医生只找一名医生看病，不考虑复杂病种需要多专家联合会诊的情况；假设会诊系统中的每个患者都是普通患者，不考虑急诊患者。
35.基于以上假设，下面结合具体的图介绍本技术实施例。
36.图1为本发明实施例提供的一种远程会诊专家医生配置及排程方法图一。
37.一种远程会诊专家医生配置及排程方法，结合图1，包括s101至s104四个步骤：
38.s101：在基层医生等待成本和专家医生的工作成本均最小的情况下构建远程会诊专家医生配置模型；
39.s102：运用排队论分析远程会诊专家医生配置模型得到一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量；
40.具体的，本技术对一个周期内不同时段的专家医生进行动态分析，以专家医生工作成本和基层医生等待成本最小为远程会诊专家医生配置模型的目标，对一个周期内各个
时间段的专家医生数量进行合理地安排，求解可得到一个周期内不同时段专家医生的最优资源配置方案。下文结合具体的公式模型介绍求解一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量的步骤：
41.首先，介绍上述步骤涉及到的参数：
42.λ表示申请端基层医生申请进行远程会诊的时间间隔，即单位时间内基层医生的到达率；
43.μ表示单位时间内专家医生可以处理的基层医生远程会诊的数量；
44.p表示基层医生到达后需要在远程会诊系统里进行等待的概率；
45.pn表示远程会诊系统中有n个基层医生在接受会诊的概率；
46.p0表示远程会诊系统中没有基层医生，专家医生处于空闲状态的概率；
47.lq表示远程会诊队列中平均等待的基层医生的数量；
48.ls表示远程会诊队列中平均停留的基层医生的数量；
49.wq表示一个基层医生在远程会诊系统中等待的平均时间；
50.ws：表示一个基层医生在远程会诊系统中停留的平均时间；
51.s表示远程会诊中心安排的专家医生的数量。
52.远程会诊排队系统状态达到平稳后：λn＝λn＝0,1,2,...
53.远程会诊排队系统稳定时的服务率：
[0054][0055]
记ρs＝ρ/s＝λ/sμ，则ρs＜1时，
[0056][0057]
当远程会诊排队系统稳定时会诊系统中一共有n个基层医生的概率为：
[0058][0059]
专家医生处于空闲状态的概率：
[0060][0061]
基层医生到达远程会诊系统后需要等待的概率：
[0062][0063]
远程会诊系统中基层医生的平均排队长：
[0064]
[0065]
远程会诊系统中的基层医生平均队长：
[0066]
l＝lq+ρ
[0067]
根据上述公式可以得到基层医生在远程会诊系统中的平均逗留时间：
[0068][0069]
基层医生进行远程会诊的平均等待时间：
[0070][0071]
单位时间内产生的总费用为：
[0072]
z＝cs's+cwl
[0073]
具体的，本技术中唯一一个可变的是专家医生的需求数量s，且专家医生的需求s是一个整数，所以可以通过改变专家医生的需求数量s来得到最小总成本。
[0074]
因为在z(s
*
)的总成本最小，所以就有：
[0075]
z(s
*
)≤z(s
*-1)
[0076]
z(s
*
)≤z(s
*
+1)
[0077]
将公式代入，即：
[0078]cs
's
*
+cwl(s
*
)≤cs'(s
*-1)+cwl(s
*-1)
[0079]cs
's
*
+cwl(s
*
)≤cs'(s
*
+1)+cwl(s
*
+1)
[0080]
化简后有：
[0081][0082]
具体的，本技术中运用加拿大阿尔伯大学开发的queuing toolpak4.0软件，计算出一个周期内不同时段在配置不同数量专家医生时排队系统运行的相关指标。本技术中的平均待处理会诊数量与专家医生的数量s有关，已知单位时间的服务成本和基层医生的等待成本，计算不同专家医生数量下的l以及相邻两项的差，然后根据成本比值所落在的区间，得到最优的专家医生的需求数量s
*
，求得的最优的专家医生的需求数量s
*
就是本技术一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量。
[0083]
s103：根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型；
[0084]
具体的，现有文献多是关于传统门诊的医生排程调度问题，远程会诊背景下的医生排程更加复杂且鲜少涉及，本技术构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，区别于以往只考虑医生的传统门诊工作，考虑传统门诊工作计划对远程会诊的影响，即远程会诊的专家不仅有远程会诊工作安排，还受到门诊工作的限制，二者不能冲突且总工作安排要符合医院的相关规定。
[0085]
s104：求解传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第一专家医生排程方案。
[0086]
具体的，传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型在已知传统门诊工作安排的情况下，对专家医生的远程会诊工作进行排程，求解得到第一专家医生排程方
案即一周内专家医生的远程工作计划，提升了专家医生的排程效率。
[0087]
图2为本发明实施例提供的一种远程会诊专家医生配置及排程方法图二。
[0088]
一种远程会诊专家医生配置及排程方法，结合图2，包括s201至s204四个步骤：
[0089]
s201：在基层医生等待成本和专家医生的工作成本均最小的情况下构建远程会诊专家医生配置模型；
[0090]
s202：运用排队论分析远程会诊专家医生配置模型得到一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量；
[0091]
具体的，本技术实施例中得到一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量和上述s101至s102的步骤一样。
[0092]
s203：根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
[0093]
具体的，本技术实施例中，构建了传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型。区别于现有研究只对医生门诊工作进行排程，本技术对远程医疗的特性，提出一种新的方法，对专家医生的传统门诊和远程会诊两种类型工作统一调度。
[0094]
s204：求解传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型得到第二专家医生排程方案。
[0095]
具体的，本技术实施例中，在传统门诊计划未知情况下，构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，求解得到第二专家医生排程方案即一周内专家医生的传统门诊工作计划和远程会诊工作计划，进一步提升了专家医生的排程效率。
[0096]
下面介绍传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型和传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型以及约束条件涉及到的参数：
[0097]
i：专家医生序号参数；
[0098]
t：排程周期的时间段参数；
[0099]
集合i：所有专家医生的序号集合i＝{1,2,...,10}；
[0100]
集合t：排程周期内的时间段集合t＝{1,2,...,14}；
[0101]
输入参数
[0102]dt
：第t个班次专家医生的需求数量；
[0103]ci,t
：专家医生i在t时段的工资成本；
[0104]
p
i,t
：专家医生对不同时间段的偏好；
[0105]
wt
up
：专家医生每周工作时长上限；
[0106]
wt
low
：专家医生每周工作时长下限；
[0107]
b：不同专家医生工作时长差异上限；
[0108]yi,t
：专家医生的传统门诊工作计划；
[0109][0110]
进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，根据一个周期内不同时间段对专家医生的需求数量构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
[0111]
以专家医生的工资成本和专家医生的工作时间偏好构建传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型；并且对传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型进行优化，即最小化专家医生的工资成本和最大化专家医生的工作时间偏好得到：
[0112][0113]
具体的，本技术实施例中，传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型中的专家医生的工资成本表示为c
i,t
x
i,t
；由于每个专家医生具有不同的工作习惯和生活习惯，各自对于工作时间的安排有不同的偏好等级，而这种工作时间偏好和医生的工作满意度直接相关，所以传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型中还考虑了专家医生的偏好程度，表示为p
i,t
x
i,t
；工资成本和工作时间偏好占的比重分别为α和β，
[0114]
约束条件：
[0115][0116][0117][0118][0119][0120][0121][0122]
其中，决策变量：
[0123][0124]
进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，求解传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
[0125]
在约束条件下，使用cplex求解器求解所述传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，采取的算法是分支界定法。
[0126]
具体的，应理解，本技术将一个周期可以是一周7天分为14个班次，周一至周日，每天都有上午班和下午班，每个班次的开始时间和结束时间固定，上午8点-12点，下午14点-18点，基于每个班次的不同需求量对专家资源进行调度，以提高远程会诊的服务效率。优化传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型的主要目标是最小化专家医生的工资成本和最大化工作时间偏好，在传统门诊工作计划已知的情况下分别建立传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，然后运用cplex求解器对传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型进行求解，得到专家医生一个周期的排程方案。
[0127]
进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，根据一个周期内不同
时间段对专家医生的需求数量传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
[0128]
以专家医生参加远程会诊的工资成本以及专家医生参加传统门诊工作的工资成本，和，专家医生参加远程会诊的的工作时间偏好以及最大化专家医生参加传统门诊工作的工作时间偏好，构建传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型。
[0129]
优化传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：最小化专家医生参加远程会诊的工资成本以及专家医生参加传统门诊工作的工资成本，最大化专家医生参加远程会诊的的工作时间偏好以及专家医生参加传统门诊工作的工作时间偏好，得到传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型：
[0130][0131]
其中，表示专家医生i在时间段t参加远程会诊的工资成本，表示专家医生i在时间段t参加传统门诊工作的工资成本；表示专家医生i在时间段t参加远程会诊的偏好等级，表示专家医生i在时间段t参加传统门诊工作的偏好等级；
[0132]
约束条件为：
[0133][0134][0135][0136][0137][0138][0139][0140][0141][0142]
其中，决策变量：
[0143]
[0144][0145]
本技术实施例，将一个周期可以是一周7天分为14个班次，周一至周日，每天都有上午班和下午班，每个班次的开始时间和结束时间固定，上午8点-12点，下午14点-18点，基于每个班次的不同需求量对专家资源进行调度，以提高远程会诊的服务效率。优化传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型的主要目标是最小化专家医生的工资成本和最大化工作时间偏好，在传统门诊工作计划未知的情况下建立传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，然后运用cplex求解器对模型进行求解，得到专家医生一个周期的排程方案。
[0146]
进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，所述求解传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型，包括：
[0147]
在约束条件下，使用cplex求解器求解所述传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型，采取的算法是分支界定法。
[0148]
本技术中的传统门诊计划未知情况下的远程会诊专家医生排程模型和传统门诊计划已知情况下的远程会诊专家医生排程模型能够更好地平衡医疗中心成本和医生偏好之间的关系，能够有效地提高专家医生资源的调度效率，为远程会诊专家医生的排程提供一个经济有效的解决方案，提高了专家医生的排程效率。
[0149]
进一步地，上述一种远程会诊专家医生配置及排程方法中，约束条件至少包括：
[0150]
专家医生传统门诊服务时间、专家医生总工作时间负载、不同时间段专家医生的需求量、医院工作制度。
[0151]
具体的，以上述约束条件的公式为准。
[0152]
本技术考虑了不同时间段资源需求动态波动的特性，求解得到一周内不同时段专家医生的最优分配方案；考虑了远程医疗的自身特性，基于传统门诊计划已知和未知两种情况，得到了远程会诊背景下的专家医生排程方案。
[0153]
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。
[0154]
本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0155]
虽然结合附图描述了本技术的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本技术的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
[0156]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要
求的保护范围为准。