数模论文研读--------09年B题:眼科病床
最重要的写在最前面
一些建模的启示:
- 分布特征不明显时,利用频率代表概率,可以提一下这是大数定律的结论
- 如果用了一些经典的概率分布(如泊松),一定要做一个检验,参数估计等等操作
- 一些优化模型难以求解的时候就不要硬杠,先把约束方程列好,然后可以自己人为的去设计一些方案,能做到比之前的好就ok了,死磕最优解可能会没时间。
- 设计评价指标时,多个评价指标在一起可以考虑用模糊灰度评价的办法来确定权值,最好把他们搞成一个线性的加权求和
第一问 评价医院当前的住院方案是否合理
问题一要求设计合理的评价指标,来评价排队的情况,几个问题,首先是病人的排队模型该怎么生成,其次是考虑哪些指标来评价。
1、通过分析数据,发现病人的症状急切程度是各不相同(可能有一个概率分布)。
2、确定原有的排队模型:非急症就是队列结构,急症的先插队
1.1 概率参数的确定
病人到达时间概率分布参数的确定:通过拟合优度检验
认为病人的到达属于泊松分布,利用极大似然估计,泊松分布的参数 λ ,并且做卡方检验,证明病人的到来属于泊松流。
服务病人时间概率分布参数的确定:大数定律
将频率分布图画出来,发现不满足常见的分布模式,由大数定律,用频率来表示概率。
1.2 评价指标的选择
两个方面:
- 等待的人和等待时间越少越好:等待时间、等待队长
- 病床的使用越多越好(满载):服务强度
但是指标有三个,怎么才能把他们给统一起来。论文里面用到了模糊评价的方法来对三个指标进行线性加权
1.3 建立 非强制优先制 M / G / 79 / ∞ / ∞模型
大概框架是一个排队论中的一般服务时间模型 M / G / 79 / ∞ / ∞,79表示医院有79张病床。
核心思想就是,用一组差分方程来表征系统的状态转移,从某个时期到下一个时期的状态转移是按照一定的概率进行的,并且下个时期的状态只取决于上一个时期,所以这个系统是具有马尔可夫性质的。
由于此模型的求解尚未由成熟办法,只能靠计算机仿真模拟。
第二问 设计一个合理的住院方案
论文用最优化的思想,先确定代价函数(即第一问的评价函数),然后又在确定了一系列的约束条件,这些约束条件甚至是比较抽象的(也意味着不可以直接解)。最终期望能求解出,每天、每一类病人的应该安排的住院人数。
带有随机因素的规划模型难以求解,所以论文并没有求解这个方程组,而是认真分析了病人入院、手术的时间特征,人为地设计出了一个方案,并用计算机仿真该方案,再用第一问的评价指标评价,结果发现真的比之前好了一点(但是我认为还是有缺陷的)。
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