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眼科病床的合理安排数学建模论文眼科病床的合理安排摘要某医院眼科门诊每天开放，对眼疾病患者进行诊断并实施住院安排，安排方案的合理性对医院和病人的利益都会产生影响，因此我们针对病床的安排问题建立了相关数学模型，并进行了分析和讨论。
对于问题一，要实现合理的住院安排，需要有合理的评价指标体系。
我们从医院和病人两方面进行考虑，建立了病床有效利用指数、病人满意度函数共同作用的双向评价指标体系，实现了对医院病床安排方案的优劣性评价。
对于问题二，以病人等待住院及等待手术时间之和最短为目标，建立动态规划模型，确立了各类病人的入院时间优先级，创立了安排方案，再利用计算机编程对病人住院全过程进行了仿真，最后利用问题一的双向评价指标体系对模型进行了评价，验证了安排方案的合理性。
对于问题三，根据统计情况，建立基于概率论的边界优化预测模型，在病人门诊时即可得到病人入住时间区间，使得病人了解了自己的住院时间情况。
对于问题四，以病人的满意度指标为决策变量，确定医院手术时间安排需做出相应调整。
利用仿真模型对调整的不同策略进行仿真并通过比较病人满意度择取最优策略，得到医院手术最佳调整方案。
对于问题五，眼科室分为若干科室，医院为便于管理，需要为各科室按比例分配病床。
为求解该比例，我们以所有病人在整个系统内平均逗留时间最短为目标，以各科室床位数与病人平均逗留时间的函数关系、病床总数限制为约束条件，建立基于排队论思想的规划模型，最终求解得到最佳床位比例。
关键词双向评价指标体系动态规划计算机仿真排队论一问题的重述1.1基本情况某医院眼科门诊主要进行白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤四类手术，患者每天均可来治疗，治疗流程如下图1 入院就诊流程图医院有79张病床，在病床的安排上对全体非急症病人采取FCFS规则。
1.2 相关信息白内障患者周一、周三进行手术，术前准备只需1-2天，其中做两只眼的患者一般是周一做一只，周三做另外一只；外伤有空床位即可安排住院，住院后第二天可进行手术；其他眼科疾病术前准备只需2-3天，但是术后观察时间长，根据需要安排手术时间，一般不安排在周一、周三。
眼科病床的合理安排研究摘要本文主要运用层次分析法及改进、排队论、优先权、区间估计、Q值法等数学模型解决了眼科病床模型的评价以及改进等实际问题，有较强的应用性。
针对问题一，采用层次分析法对原眼科病床安排模型进行评价，分为治疗时间，时间段：门诊到入院的时间、入院到手术的时间，手术到出院的时间，以及优劣等级三个层次得到权重矩阵进行分析，再根据已出院的病人的情况求出综合R，属于所分的良的级别。
在文章的改进部分采用模糊层次分析法指标68=.对权重矩阵进行改进，使结果更加实际准确。
针对问题二，用排队论及其改进设计了新的病床安排模型。
安排病人入院首先知道出院的情况，所以用排队论的知识求出住院病人的大概出院时间，并根据实际情况求出每天住院病人的优先权情况，安排住院时先考虑优先权再考虑先到先服务，主要缩短了入院到手术的时间。
之后用问题一构造的评价指标体系评价，R，在当时有较小的改进，由于队长的积压太多原因，随时间的推求得63=.移，改进效果会越来越明显。
针对问题三，用区间估计模型解决告知病人住院时间的问题。
主要依靠已住院的病人的情况用区间估计来估计出时间，最终的结果为)(。
1312,针对问题四，其是问题二的一个变形，不用建立新的模型，直接在问题二的模型的基础上修改一下病人入院优先权的情况，以及不在周六日安排入院即可，R，较问最终对新求得的结果，同样拥吻提议的评价指标体系评价得到65=.题二改进效果有些许削弱。
针对问题五，根据实际情况，对病床进行分配，利用Q值法将四种病人按不同的比例分配，因为平均逗留时间与到达率和服务率有关，服务率与分配人数有关，最后在平均服务率最短的情况下得到了如下结果（18、20、9、25、7）分别为白内障单眼、白内障双眼、青光眼、视网膜疾病、外伤。
关键字：眼科病床、层次分析法及改进、排队论、优先权、区间估计、Q值法1、问题重述医院就医排队是大家都非常熟悉的现象，为优化医院治疗速度，用数学模型进行分析，即是讨论一个排队问题。
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
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本题针对某医院眼科病床分配中存在的不合理现象，让我们建立一个合理的病床安排模型，以解决病床的最优分配问题，从而提高对医院资源的有效利用。
针对问题一，本文制定的指标评价体系包括门诊相关指标集（病人平均等待时间、门诊等待平均队长、病人平均满意度）和病床相关指标集（出院者平均住院日数、病床平均工作日、病床平均周转率、实际病床利用率）。
为了能够全面地评价出模型的优劣，本文采用目前普遍使用的密切值法、TOPSIS法和RSR法等综合评价方法，并对应建立了三个评价模型，以得出更为科学合理的结论。
针对问题二，本文建立了以病床需求数为状态转移变量、以各类病人的病床安排数为决策变量的动态规划模型。
眼科病床的合理安排摘要本文就某医院眼科病床的安排问题建立了有优先级的多服务台的排队模型，给出了病床安排的方案，并且利用MATLAB编程仿真给出了当前等待队列具体的安排方案。
关键词：1 问题的重述医院就医排队现象随处可见，患者无论是到门诊就诊、到收费处划价、到药房取药、到注射室打针、还是等待住院等，排队等待服务已经变成大家都非常熟悉的现象。
现有某医院眼科门诊每天开放，住院部共有病床79张。
该医院眼科手术主要分四大类：白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤。
附录中给出了2008年7月13日至2008年9月11日这段时间里各类病人的情况。
其中白内障手术较简单，目前该院是每周一、三做白内障手术，病人术前准备时间只需1、2天。
对于白内障双眼病人是周一先做一只，周三再做另一只。
外伤疾病通常属于急症，病床有空时立即安排住院，住院后第二天便会安排手术。
其他眼科疾病比较复杂，术前准备时间大约2、3，主要是术后的观察时间较长。
考虑到手术医生的安排问题，通常情况下手术时间一般不安排在周一、周三。
由于急症数量较少，建模时这些眼科疾病可不考虑急症。
该医院眼科手术条件比较充分，安排病床时可不考虑手术条件的限制。
当前该住院部对全体非急症病人是按照FCFS（First come, First serve）规则安排住院，但等待住院病人队列却越来越长，医院方面希望能通过数学建模的方式来解决该住院部的病床合理安排问题，以提高对医院资源的有效利用。
问题一：分析确定合理的评价指标体系来评价FCFS规则下病床安排模型的优劣。
问题二：依据当前情况，建立合理的病床安排模型，确定出第二天安排病人住院的方案。
并对新的模型利用问题一中的指标体系做出评价。
问题三：根据当时住院病人及等待住院病人的统计情况，告知病人其大致入住的时间区间。
问题四：请在该住院部周六、周日不安排手术的前提下重新回答问题二，医院的手术时间安排是否应该做出相应调整。
问题五：有人从便于管理的角度提出建议，在一般情形下，医院病床安排可采取使各类病人占用病床的比例大致固定的方案，试就此方案，建立使得所有病人在系统内的平均逗留时间（含等待入院及住院时间）最短的病床比例分配模型。
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”）B题眼科病床的合理安排医院就医排队是大家都非常熟悉的现象，它以这样或那样的形式出现在我们面前，例如，患者到门诊就诊、到收费处划价、到药房取药、到注射室打针、等待住院等，往往需要排队等待接受某种服务。
我们考虑某医院眼科病床的合理安排的数学建模问题。
该医院眼科门诊每天开放，住院部共有病床79张。
该医院眼科手术主要分四大类：白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤。
附录中给出了2008年7月13日至2008年9月11日这段时间里各类病人的情况。
白内障手术较简单，而且没有急症。
目前该院是每周一、三做白内障手术，此类病人的术前准备时间只需1、2天。
做两只眼的病人比做一只眼的要多一些，大约占到60%。
如果要做双眼是周一先做一只，周三再做另一只。
外伤疾病通常属于急症，病床有空时立即安排住院，住院后第二天便会安排手术。
其他眼科疾病比较复杂，有各种不同情况，但大致住院以后2-3天内就可以接受手术，主要是术后的观察时间较长。
这类疾病手术时间可根据需要安排，一般不安排在周一、周三。
由于急症数量较少，建模时这些眼科疾病可不考虑急症。
该医院眼科手术条件比较充分，在考虑病床安排时可不考虑手术条件的限制，但考虑到手术医生的安排问题，通常情况下白内障手术与其他眼科手术（急症除外）不安排在同一天做。
当前该住院部对全体非急症病人是按照FCFS（First come, First serve）规则安排住院，但等待住院病人队列却越来越长，医院方面希望你们能通过数学建模来帮助解决该住院部的病床合理安排问题，以提高对医院资源的有效利用。
问题一：试分析确定合理的评价指标体系，用以评价该问题的病床安排模型的优劣。
问题二：试就该住院部当前的情况，建立合理的病床安排模型，以根据已知的第二天拟出院病人数来确定第二天应该安排哪些病人住院。
并对你们的模型利用问题一中的指标体系作出评价。
眼科病床的合理安排摘要医院病床的合理安排是病人和医院共同关注的问题。
本文对医院病床的分配进行分析，使用层次分析法找出模型的判定因素，通过对医院已制定的模型的判断，找出了原模型的优劣，并使用线性规划制定出合理的模型，通过模型的结果推断出第三问的答案，若该住院部周六、周日不安排手术，则改变模型的约束条件，使其判断之后的手术时间是否要做出相应的调整。
考虑到便于医院进行管理，提出运用排队论的方法求解出病床比例分配模型。
关键词：层次分析法线性规划排队论一、问题重述医院就医排队是大家都非常熟悉的现象，它以这样或那样的形式出现在我们面前，例如，患者到门诊就诊、到收费处划价、到药房取药、到注射室打针、等待住院等，往往需要排队等待接受某种服务。
我们考虑某医院眼科病床的合理安排的数学建模问题。
该医院眼科门诊每天开放，住院部共有病床79张。
该医院眼科手术主要分四大类：白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤。
附录中给出了2008年7月13日至2008年9月11日这段时间里各类病人的情况。
白内障手术较简单，而且没有急症。
目前该院是每周一、三做白内障手术，此类病人的术前准备时间只需1、2天。
做两只眼的病人比做一只眼的要多一些，大约占到60%。
如果要做双眼是周一先做一只，周三再做另一只。
外伤疾病通常属于急症，病床有空时立即安排住院，住院后第二天便会安排手术。
其他眼科疾病比较复杂，有各种不同情况，但大致住院以后2-3天内就可以接受手术，主要是术后的观察时间较长。
这类疾病手术时间可根据需要安排，一般不安排在周一、周三。
由于急症数量较少，建模时这些眼科疾病可不考虑急症。
该医院眼科手术条件比较充分，在考虑病床安排时可不考虑手术条件的限制，但考虑到手术医生的安排问题，通常情况下白内障手术与其他眼科手术（急症除外）不安排在同一天做。
当前该住院部对全体非急症病人是按照FCFS（First come, First serve）规则安排住院，但等待住院病人队列却越来越长，医院方面希望你们能通过数学建模来帮助解决该住院部的病床合理安排问题，以提高对医院资源的有效利用。
问题一：试分析确定合理的评价指标体系，用以评价该问题的病床安排模型的优劣。
问题二：试就该住院部当前的情况，建立合理的病床安排模型，以根据已知的第二天拟出院病人数来确定第二天应该安排哪些病人住院。
并对你们的模型利用问题一中的指标体系作出评价。
问题三：作为病人，自然希望尽早知道自己大约何时能住院。
能否根据当时住院病人及等待住院病人的统计情况，在病人门诊时即告知其大致入住时间区间。
问题四：若该住院部周六、周日不安排手术，请你们重新回答问题二，医院的手术时间安排是否应作出相应调整?问题五：有人从便于管理的角度提出建议，在一般情形下，医院病床安排可采取使各类病人占用病床的比例大致固定的方案，试就此方案，建立使得所有病人在系统内的平均逗留时间（含等待入院及住院时间）最短的病床比例分配模型。
二、模型假设：1.外伤疾病都属于急诊2.病人服从医院的住院安排，没有插队现象3.病人治愈后会离开医院，不会在医院逗留4.所有的病床都能正常使用5.79张病床只提供给白内障，青光眼，视网膜疾病，外伤的患者入住。
三、符号说明A：各个指标权重的对比较矩阵：对于矩阵A的自大特征根W：矩阵A归一化后的特征向量记为权向量CI：判断矩阵偏离一致性指标RI：判断矩阵随机一致性指标CR：判断矩阵一致性比率a i :等待住院的第i类病人数c j :第j天允许住院的病人数数量t ij第i类眼科病人在第j天住院的住院天数b ij第i类眼科病人在第j天住院的人数B：每天都安排手术的情况下各类眼科病人的住院时间矩阵C：周末不安排手术的情况下各类眼科病人的住院时间矩阵D：周末不安排手术的情况下各类眼科病人在调整手术时间后的时间矩阵四、模型分析4.1问题一的分析对题目中所给的数据进行处理，结合文献]1[查到的一系列指标，初步建立评判指标，并运用层次分析法将指标进行权重大小，得出各个指标占病床安排合理性的分值。
使用指标的总分值，参照评判标准进行模型的优劣判断。
4.2问题二的分析用矩阵的形式将每类病人的住院时间列出，建立模型的目标函数（所有病人的最短住院的时间），即利用住院时间和住院人数的矩阵的乘积得出病人住院的时间最短。
4.3问题三的分析分析出病人住院时间就要分析出病人每天的住院人数，进而建立模型病人住院的人数及时间。
4.4问题四的分析此问题为问题二的特殊情况，改变模型二的约束条件进行判断。
五、问题求解5.1问题一的求解5.1.1通过查阅文献]1[资料可知，在医院病床安排过程中，存在着许多影响病床安排优劣性的指标。
本文中根据题目中所给的数据选取以下指标作为影响病床安排的判定指标。
1.病床的使用率：病床实际使用的数量/医院的病床数2.病床周转次数：一段时期内平均每天病床的转换张数3.出院人数：平均每天出院的病人数4.出院者平均住院日：病人从住院至出院所用的天数5.平均等待入院的时间5.1.2运用层次分析法计算各个指标权重的大小。
将5个判定指标分别两两因素成对比较（采取1-9尺度]1[）{}待入院的时间日，出院人数，平准等次数，出院者平均住院病床使用率，病床周转形成对比较矩阵A⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1433/143/1113/12/14/1113/12/1233164/1226/11A −−−−→−列向量归一化⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡0.2610.3640.3000.1540.3330.08700.0910.1000.1540.0420.0650.0910.1000.1540.0420.5220.2730.3000.4620.5000.0650.1820.2000.0770.083−−→−按行求和⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1.4120.4730.4522.0560.607−−→−归一化⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡0.2820.0950.0900.4110.121=W, AW=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1.5550.4770.4532.2600.631 ⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=282.0555.1095.0477.0090.0453.0411.0260.2121.0631.051λ=5.250以及成对比较矩阵A 的一致性指标CICI=1--n n λ=155250.5--=0.063即 一致性指标RI 的数值如下表 N 1 2 3 4 56 7 8 9 10 11 RI0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 从而计算对比较矩阵A 的一致性比率CR ，CR=RICI=0.056<0.1 由于CR<0.1，从而认为A 的不一致程度在容许范围之内，可以用其特征向量作为权向量。
根据所得的权向量从而确立判定指标体系权向量为⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡0.2820.0950.0900.4110.121 对应得判定指标分别赋于分值为 1.21 ，4.11，0.90，0.95，2.825.1.3当综合评定分析后分值分支处于8—10分视为优，6—8分视为良，4—6分视为中， 2—4分视为较差，0—2分视为差。
对五个指标 采用百分制分值为优（90，100）良（80，90）中（60，80）较差（40，60）差（0，40）各等级对应的指标取值情况优（95%）良（85%） 中（70%） 较差（50%） 差（20%） 病床使用率 85%—100% 70%—85% 55%—70% 40%—55% 小于40% 病床周转次数大于8 6—84—6 2—4 0—2 出院者平准住院日 4—6 6—88—1010—12大于12 出院人数大于105—10 3—5 1—3 0平均等待入院的时间 1—4 4—99—12 12—16 大于165.2问题二的求解5.2.1 病人住院的时间指从住院至出院的天数，从题中所给的数据观察到，在9月30号为止有一部分病人住院后出院，一部分人住院后并没有出院，另一部分病人只进行了诊断，没有住院。
5.2.2 从题中给的第一组数据可以整理出四种眼科病在做完手术至出院的平均天数，从而推断出做完手术但没出院的病人具体在哪天出院，进而安排已诊断但未安排住院的病人进行安排住院。
5.2.3 利用线性规划的方法，用矩阵的形式将每类病人的逗留时间一一列出，建立模型的目标函数是使所有病人住院的时间最短，利用住院时间和住院人数的矩阵的乘积即可得所需结果。
4 表1 白内障（单眼）手术后观察时间情况 白内障 （单眼） 天数 2天 3天 4人数 21371比例 0.29 0.51表2 白内障（双眼）手术后观察时间情况 白内障 （双眼）天数 2天 3天 4人数 16 53 1比例0.200.65表3 视网膜疾病手术后观察时间情况 视网膜 天数 5 67891011121人数 32716111811159比例 0.030.020.070.160.110.180.150.119表4青光眼手术后观察时间情况 青光眼 天数4天 5天 6天 7天 8天 9天 11天 人数 13101282比例 0.030.000.080.260.310.210.05表5 外伤手术后观察时间情况外伤天数3天4天5天6天7天8天9天10天E(X)6.036364 人数2 12 10 9 11 53 3比例0.04 0.22 0.18 0.16 0.20 0.09 0.05 0.055 进而从5个表格中得出白内障（单眼），白内障（双眼），视网膜疾病，青光眼，外伤的术后观察时间分别为：6从而知道术后观察时间后可以推断出术后没出院的具体在第几天可以出院对题中所给的住院后没出院的数据进行整理得到以下表格表6 病人出院的日期人数出院日期病人出院人数2008—9—10 22008—9—11 22008—9—12 22008—9—13 202008—9—14 42008—9—15 42008—9—16 62008—9—17 72008—9—18 32008—9—19 92008—9—20 92008—9—21 4 2008—9—22 52008—9—23 2选取2008年9月10号到9月30号能安排以会诊的但没有住院的病人进行院，然而从9月10号到30号出院的病人分为两类，一类是9月10号之前做完手术但没出院的人出院，另一类为9月10号之后住院在30号之前出院的病人。
写病人住院时间矩阵表矩阵从左到右依次表示2008年9月10号到9月30号，矩阵从上到下以此表示白内障（单眼），白内障（双眼），青光眼，视网膜疾病，外伤因为9月10号为周三，依次类推星期各种眼病的限制条件是白内障手术准备时间只需1、2天，每周一、三做白内障（单眼）手术，双眼是周一先做一只，周三再做另一只。
