多阶段应急医疗物资动态分配优化模型与算法
发布时间:05-23-23

苏 强,陆书翔*

《工业工程与管理》2022,27(4):50-57.

 

推荐理由

新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎,COVID-19)是中华人民共和国成立以来,发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次突发公共卫生事件。这样非常规突发疫情的暴发,随之带来的是各类医疗物资的短缺。如何动态分配有限的医疗物资成为有效控制疫情扩散、降低经济损失的关键。在这种情形下,政府等相关决策机构需要在疫情初期对整个疫情阶段的扩散情况进行分析,站在全局的角度,设计合理的物资调度方案,有效预测疫情发生各个阶段的需求,并解决物资分配调度问题。传统的物资调度模式大多采用“需求点提出需求,分配中心再进行物资分配”的方式。因此,将疫情扩散模型与物资分配模型相结合,设计具有通用性和可扩展性的多阶段应急医疗物资动态分配优化模型,具有重要意义。

作者简介

苏强:同济大学经济与管理学院教授,博士生导师,研究方向为生产与服务系统优化。

陆书翔:同济大学经济与管理学院硕士研究生。

关键词

应急医疗物资;调度优化;混合整数规划;粒子群算法

内容简介

与传统资源调度问题不同,突发疫情环境下的应急物资调度,具有决策边界模糊、情境动态时变等非结构化特征,即疫情在各个阶段的扩散情况是不断改变的,医疗物资的需求量也是动态变化的。另外,医疗物资需求满足情况也会对当前的疫情扩散情况起到重要影响。

本文针对突发疫情环境下医疗物资需求动态时变的特点,考虑了医疗物资供应比例与康复率的关系,设计改进SEIR 模型。该模型具有以下两个特点:感染者和潜伏者均有病毒传播能力且传染率不同;感染者康复情况依赖于医疗物资的供给情况。在此基础上,将疫情扩散模型与物资分配模型相结合,构建了多阶段的应急医疗物资动态分配优化模型,并设计了混合整数规划与粒子群算法的混合算法进行求解。以新型冠状病毒为背景进行算例测试,结果表明提出的模型和算法能够为应急医疗物资管理提供决策支持。

 

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