北京工业大学王扬获国家专利权
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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119692716B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411870676.6,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法是由王扬;张榆杰;范雅昕;杜嘉誉;刘一通设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑公平性的救护车选址定容方法:该方法能够优化选取救护车停靠站,在救护车停靠站选址的基础上优化各个停靠站的救护车停靠数量。共涉及到三个模型,分为急救需求量覆盖最大化模型,基于两步移动搜索法的救护车可达公平性最大化模型以及救护车出行成本最小化模型的多目标优化模型。利用权重系数法,将多个目标函数整合成单一的目标函数,建立混合整数非线性规划模型,利用Gurobi求解器进行求解,输入模型的定义,包括变量、约束条件和目标函数,输出模型的解,即变量的取值和目标函数的最优值,实现救护车停靠站选址与定容的同时决策。该方法减少人工判断的时间和误差,提高了救护车的调度效率和响应速度。
本发明授权一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:提取基础数据 1将急救区域划分为若干个交通小区; 2患者所在交通小区的形心坐标点视为该交通小区所有患者的共同坐标; 3根据实际候选地点的停靠能力确定各个候选点救护车停靠的最大数量; 步骤2:建立一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法的目标函数 选取急救用户需求、救护车可达公平性和救护车出行成本三个目标来进行多目标优化;为便于公式表达,在此说明模型符号及定义,如下所示; 1急救需求量覆盖最大化模型 急救最大覆盖模型是在救护车固定成本和运营成本有限的条件下,通过优化各救护车停靠候选点位置满足更多的急救用户需求;模型公式如下: 2救护车可达公平性最大化模型 引入高斯距离衰减函数对两步移动搜索法进行扩展,距离衰减函数表示为: 当dij≤d0时, 当dijd0时, 其中,dij是患者处i与救护车停靠站j之间的距离,d0是距离阈值,f是距离衰减函数; 基于可达性的公平性最大化模型体现为每位急救用户都能得到救护车服务,具体公式为: 当dij≤d0时,Sj1=Wj1θ1 当dij≤d0时,Sj2=Wj2θ2 其中,Rj1是抢救监护型救护车的供需比,Rj2是普通型救护车的供需比,作为其服务可用性的度量;对于每个救护车停靠站j,其抢救监护型救护车资源Sj1和普通型救护车资源Sj2由其周围的急救用户共享,但可达性会随着距离的增加而降低;Ai1是患者处i的抢救监护型救护车空间可达性,Ai2是患者处i的普通型救护车空间可达性,Di表示搜索范围内dij≤d0时患者处i的需求量,D表示患者处所需总救护车数量,m是患者处总数,n是救护车停靠站总数; 针对患者处i,搜索其由历史数据得出的阈值范围d1内医院k的集合,并计算其供需比Rk;当dik≤d1时: 针对医院k,搜索其阈值范围d1内的患者处集合,并对落入该距离阈值范围内的患者处的供需比进行求和;当dik≤d1时: 其中,Ak是医院k的空间可达性,Si表示患者处i的服务能力,Dk表示搜索范围内dik≤d1时医院k的救护车到达量,dik是患者处i与医院k之间的距离,f是距离衰减函数,m是患者处总数,l是医院总数; 其中,a1和a2分别是抢救监护型救护车空间可达性和普通型救护车空间可达性的加权平均数; 目标函数旨在最小化不同区域之间紧急救护可达性的差距,每个区域都被平等对待;引入Di1和Di2以尽量减少急救用户间的不平等,即潜在患者多的地区比其他地区的权重更大,Di1为患者处i的抢救监护型救护车需求量,Di2为患者处i的普通型救护车需求量; 3救护车出行成本最小化模型 以最小化患者处的救护车出行成本来最大化服务效率,救护车出行成本采用急救用户的加权距离和来表示;救护车出行成本越小,急救用户就可以越快速越便捷地获取所需的服务;具体公式为: 其中:Pij为患者处i被候选救护车停靠站j服务的概率,dij是患者处i与救护车停靠站j之间的距离,Di表示搜索范围内dij≤d0时患者处i的需求量,Xj为决策变量,若候选救护车停靠站派遣救护车,则为1,否则为0; 步骤3:建立一种考虑公平性的救护车停靠选址及定容方法的约束条件 救护车停靠选址及定容模型的约束条件主要包括选址数量约束、服务阈值约束、供需约束、救护车数量约束,具体如下: 1选址数量约束 其中T表示选址数量限制; 2服务阈值约束 其中,αi是医疗资源薄弱区域的患者处被候选救护车停靠站服务的概率阈值,其值为0.6,βi是医疗资源雄厚区域的患者处被候选救护车停靠站服务的概率阈值,其值为0.8,M1是医疗资源薄弱区域的患者处的集合,M2是医疗资源雄厚区域的患者处的集合;Yi是决策变量,若医疗资源薄弱区域的患者处i被候选救护车停靠站j服务的概率大于等于αi,则为1,否则为0;若医疗资源雄厚区域的患者处i被候选救护车停靠站j服务的概率大于等于βi,则为1,否则为0; 因选择某个救护车停靠站派遣救护车是不确定的情景,具有概率随机性,因此引入服务概率这一指标,患者处i被候选救护车停靠站j服务的概率表示为: 当dij≤d0时, 当dijd0时,Pij=0 其中,Ej是救护车停靠站的综合评价值,用来表征救护车停靠站的吸引力;dij是患者处i和救护车停靠站j之间的距离,距离衰减函数采用幂函数形式,β是距离衰减参数; 患者处缺失服务的概率须小于特定的缺失服务阈值水平1-αi1-βi,也就是对于每个患者处,如果Yi=1,则其被满足的概率必须大于一个阈值,医疗资源薄弱区域的患者处的阈值为αi,医疗资源雄厚区域的患者处的阈值为βi; 通过对数变换将非线性约束转换为等价的线性约束; 3供需约束 表示每个被选中候选救护车停靠站的总供应量不得超过其服务能力即停靠的最大数量,其中Wj1是候选救护车停靠站j抢救监护型救护车数,θ1是抢救监护型救护车派遣频率,Wj2是候选救护车停靠站j普通型救护车数,θ2是普通型救护车派遣频率; 4救护车数量约束 表示候选救护车停靠站j抢救监护型救护车数和普通型救护车数的总和为救护车总数; 表示候选救护车停靠站j若被选中派遣救护车,抢救监护型救护车数和普通型救护车数都大于等于1; 步骤4:通过基于权重系数法的多目标函数转换 三个目标函数z1、z2和z3对应权重为ω1、ω2和ω3,整合的单目标函数表示为: Fx=ω1z1+ω2z2+ω3z3 式中,ω1、ω2和ω3是非负的权重系数,分别设定权重ω1、ω2和ω3为13。
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