CN116110559A

CN116110559A - 智能化医疗应急指挥调度方法及其系统

Info

Publication number: CN116110559A
Application number: CN202310220379.6A
Authority: CN
Inventors: 邹小广; 王建全; 谢开华
Original assignee: Kashgar Prefecture No1 People's Hospital
Current assignee: Kashgar Prefecture No1 People's Hospital
Priority date: 2023-03-08
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2023-05-12

Abstract

本发明提出了智能化医疗应急指挥调度方法及其系统，涉及医疗应急指挥调度技术领域，构建应急资源、需求地点、配送中心以及车辆集合，将应急资源作为源节点，需求地点作为目标节点，配送中心作为普通节点，生成初代节点群，经过搜索算法，形成最终永久标记节点群；计算永久标记节点群中每个永久标记节点的调度值，并进行排序，产生新的标记节点群；选择新的标记节点群中永久标记节点的关联路径数量和支援范围的半径；计算新的标记节点群的任务完成总时间和任务完成总成本，并按照任务完成总时间和任务完成总成本筛选最优调度节点和路径。实现救援实时监控、指挥、调度，为突发事件的应急指挥、调度提供科学的决策支持。

Description

智能化医疗应急指挥调度方法及其系统

技术领域

本发明涉及医疗应急指挥调度技术领域，具体涉及智能化医疗应急指挥调度方法及其系统。

背景技术

传统的医疗急救调度系统主要由计算机网络平台系统、有线语音通信系统、受理调度及信息管理、电子地图系统、车载卫星定位系统等组成，是一个承担着“120”急救电话呼叫受理、调派救护车、急救通信服务以及组织协调重大灾害事故的医疗救援系统。传统的医疗急救调度系统主要以调度为主，不能有效解决现有院前急救体系存在的资源不足、缺乏高效指挥等问题。近年来，物联网、云计算等高新技术的快速发展为传统的医疗急救调度系统智能化升级提供了技术支撑，医疗急救调度系统应由“调度系统”转化为“调度指挥系统”，简称为医疗急救指挥系统。

医疗急救指挥系统是一套集电话语音、急救指挥调度、车载视频终端、视频监控采集、车载导航医助、车辆定位、远程急救会诊、公共服务平台、远程生命监测于一体的现代化综合院前医疗救援系统。智能化的医疗急救指挥系统不仅优化了传统的医疗急救调度系统功能，使院前救治更加快速高效，还增加了远程会诊指导、视频实时传输等功能，使院内急救向院前延伸，实现院前院内无缝衔接极大程度的缩短救治时间，提高救治效率。

目前国内的院前急救体系主要面临着以下几方面问题：(1)交通堵塞，导致救护车不能在黄金救助时间内将病患者送到医疗救护点；(2)没有有效的信息采集和通讯平台，危重患者信息难以实时传送，救护车和急诊科衔接不到位，患者到达医疗救护点才开始诊断和救护的准备工作，大大增加了救护时间；(3)没有远程专家支持系统，医疗资源不能优化高效利用；(4)目前国内各急救中心和医疗单位还没有建立院前诊疗系统，院前无法真正实现“能力救治”，病患到达的医疗救护点若无能力救治还需转院甚至转城市才能得到有效医治。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了智能化医疗应急指挥调度方法，包括如下步骤：

S1、构建应急资源、需求地点以及配送中心，将应急资源作为源节点，需求地点作为目标节点，配送中心作为普通节点，生成初代节点群，经过搜索算法，形成最终永久标记节点群；

S2、计算每个永久标记节点的调度值，并进行排序，产生标记节点群；

S3、选择标记节点群中永久标记节点的关联路径数量和支援范围半径；

S4、计算标记节点群的任务完成总时间和任务完成总成本，并按照任务完成总时间和任务完成总成本筛选最优调度节点和路径。

进一步地，步骤S2包括：

S21、获取每个永久标记节点至目标节点的最小时长t_i；

S22、获取永久标记节点的个数与所有普通节点的个数的比值，并根据比值和所有永久标记节点的平均速度来获取任意两个永久标记节点之间的估测速度V；

S23、根据估测速度V和最小时长t_i计算每个永久标记节点的调度值F；

S24、根据每个永久标记节点的调度值F的大小进行排序，生成标记节点群。

进一步地，步骤S3中，第i个永久标记节点的支援范围半径R_i和支援路径的数量S_i分别如下式所示：

式中，F_min和F_max分别表示标记节点群中调度值最小值和调度值最大值，F_i为第i个永久标记节点的调度值，γ为目标路径长度，ρ为目标支援路径数量，δ为极小常数，N为永久标记节点的总数。

进一步地，步骤S4中，用M来表示支援任务的数量，N来表示永久标记节点的总数，tc_ij表示第j个支援任务在第i个永久标记节点上的执行时间，r_i表示第i个永久标记节点的单位成本，任务完成总时间T为：

式中，l(j)为第j个任务的需要消耗的时长，v_i为第i个永久标记节点的处理速度；

任务完成总成本C为：

式中，c(i)为第i个永久标记节点的花费。

进一步地，步骤S22中，永久标记节点的总数N与所有普通节点的个数A的比值p为：

p＝N/A；

计算任意两个永久标记节点之间的估测速度V：

其中，Vmax为任意两永久标记节点间的最大速度，Vave为所有普通节点之间的平均速度，Vave为任意两永久标记节点间的平均速度。

进一步地，步骤S23中，根据估测速度V和最小时长ti计算第i个永久标记节点的调度值F：

本发明还提出了智能化医疗应急指挥调度系统，用于实现智能化医疗应急指挥调度方法，包括：初代节点群构建单元，永久标记节点群构建单元，排序单元，最优调度节点和路径生成单元；

所述初代节点群构建单元，构建应急资源、需求地点以及配送中心，将应急资源作为源节点，需求地点作为目标节点，配送中心作为普通节点，生成初代节点群；

所述永久标记节点群构建单元，经过搜索算法，对初代节点群中的普通节点进行搜索，形成最终的永久标记节点群；

所述排序单元，计算每个永久标记节点的调度值，并进行排序，产生标记节点群；

所述最优调度节点和路径生成单元，选择标记节点群中永久标记节点的关联路径数量和支援范围半径，计算标记节点群的任务完成总时间和任务完成总成本，并按照任务完成总时间和任务完成总成本筛选最优调度节点和路径。

相比于现有技术，本发明具有如下有益技术效果：

本发明的智能化医疗应急指挥调度系统针对医疗应急突发事件，利用数据处理技术，准确构建应急资源、需求地点、配送中心集合之后，应用系统内的各个单元分析计算，查找最优调度节点和路径；应用网络分析、路径分析等功能提供车辆和物力资源调配、紧急救援路径分析，有需求用户提交支援任务请求到数据中心，合理地将支援任务调度到虚拟机进行调度，实现救援实时监控、指挥、调度，为突发事件的应急指挥、调度提供科学的决策支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的智能化医疗应急指挥调度方法的流程示意图。

图2为本发明的智能化医疗应急指挥调度系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的具体实施例附图中，为了更好、更清楚的描述系统中的各元件的工作原理，表现所述装置中各部分的连接关系，只是明显区分了各元件之间的相对位置关系，并不能构成对元件或结构内的信号传输方向、连接顺序及各部分结构大小、尺寸、形状的限定。

智能化医疗应急指挥调度系统是利用任务调度算法实现支援任务到虚拟机的调度，当有需求用户提交支援任务请求到数据中心时，合理地将支援任务调度到虚拟机进行调度，如图1所示，智能化医疗应急指挥调度方法包括如下步骤：

S1、构建应急资源、需求地点以及配送中心，将应急资源作为源节点，需求地点作为目标节点，配送中心作为普通节点，生成初代节点群，经过搜索算法，形成最终永久标记节点群。

首先将除源节点和目标节点以外的所有普通节点初始化为未标记节点，将与源节点相连通的多个普通节点标识为第一临时标记节点，并选择其中与源节点路径长度最短的普通节点标识为永久标记节点，从而形成一个从源节点出发的最短路径；继续搜索，在搜索过程中，与最短路径中的普通节点相连通的多个普通节点，且该多个普通节点在指定的搜索范围之内，则该多个普通节点被标识为第二临时标记节点，每次循环都是从临时标记节点中搜索距源点路径长度最短的普通节点作为永久标记节点，每次循环，如果找到连接目标节点中的路径，则得到一个最短路径，并将最短路径计数器加1，直至最短路径计数器达到阈值来结束算法。如果指定范围内的所有普通节点都成为永久标记节点，且最短路径计数器未达到阈值，则增大搜索范围，继续搜索，直至到达搜索范围的上限或搜索出所有需要的最短路径来结束算法。

S2、计算每个永久标记节点的调度值，并进行排序，产生标记节点群。具体包括如下步骤：

S21、获取每个永久标记节点至目标节点的最小时长t_i。

其中，对于一个目标节点，其会接收来自到很多永久标记节点的数据包，但不同永久标记节点到达该目标节点的时长不一样，此时，需要获取自永久标记节点至目标节点的最小时长。

S22、获取永久标记节点的个数与所有普通节点的个数的比值，并根据比值和所有永久标记节点的平均速度来获取任意两个永久标记节点之间的估测速度V。

首先，永久标记节点的总数N与所有普通节点的个数A的比值p为：：

p＝N/A；

计算任意两个永久标记节点之间的估测速度V：

其中，V_max为任意两永久标记节点间的最大速度，V_ave为所有普通节点之间的平均速度，V_ave为任意两永久标记节点间的平均速度。

S23、根据估测速度V和最小时长t_i计算每个永久标记节点的调度值F。

S3、选择标记节点群中永久标记节点的关联路径数量和支援范围半径。

第i个永久标记节点的支援范围半径R_i和支援路径的数量S_i分别如下式所示：

式中，F_min和F_max分别表示标记节点群中调度值最小值和调度值最大值，F_i为第i个永久标记节点的调度值，Y为目标路径长度，用来调整支援范围的半径大小，ρ为目标支援路径数量，用来控制永久标记节点产生的支援路径的数量的大小，δ为极小常数，N为永久标记节点的总数。

在该支援任务调度过程中，采用任务调度算法将M个有需求的支援任务合理地分配至N个永久标记节点上进行调度，其中M>N，进而达到时间短、成本低、负载均衡等目标。

用M来表示支援任务的数量，N来表示永久标记节点的总数，tc_ij表示第j个支援任务在第i个永久标记节点上的执行时间，用来计算各个永久标记节点上任务运行完成所需的时间，r_i表示第i个永久标记节点的单位成本，i∈[1，N]，j∈[1，M]。

任务完成时间是衡量任务调度效果的重要因素之一，任务完成总时间T如下式所示：

式中，l(j)为第j个支援任务的需要消耗的时长，v_i为第i个永久标记节点的处理速度。

任务完成总成本C如下式所示：

式中，c(i)为第i个永久标记节点的花费。

最后，按照任务完成总时间和任务完成总成本筛选最优永久标记节点作为调度节点和路径。

本发明还提出了用于实现上述智能化医疗应急指挥调度方法的智能化医疗应急指挥调度系统，包括：初代节点群构建单元，永久标记节点群构建单元，排序单元，最优调度节点和路径生成单元。

初代节点群构建单元，构建应急资源、需求地点以及配送中心，将应急资源作为源节点，需求地点作为目标节点，配送中心作为普通节点，生成初代节点群。

永久标记节点群构建单元，经过搜索算法，对初代节点群中的普通节点进行搜索，形成最终的永久标记节点群。

排序单元，计算每个永久标记节点的调度值，并进行排序，产生标记节点群。

最优调度节点和路径生成单元，选择标记节点群中永久标记节点的关联路径数量和支援范围半径，计算标记节点群的任务完成总时间和任务完成总成本，并按照任务完成总时间和任务完成总成本筛选最优调度节点和路径。

本发明的智能化医疗应急指挥调度系统针对医疗应急突发事件，利用数据处理技术，准确构建应急资源、需求地点、配送中心以及车辆集合之后，应用系统内的各个单元分析计算，查找最优调度节点和路径；应用网络分析、路径分析等功能提供车辆和物力资源调配、紧急救援路径分析，有需求用户提交支援任务请求到数据中心，合理地将支援任务调度到虚拟机进行调度，实现救援实时监控、指挥、调度，为突发事件的应急指挥、调度提供科学的决策支持。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，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申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。