[發明專利]一種基于多目標優化的應急醫療資源分配方法

有效

• 申請號: 202010738486.4
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111932001B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 杜占瑋;高超;張池軍;王春雨;原志路;白媛
• 申請（專利權）人: 深圳市數字城市工程研究中心
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G16H40/20;G16H50/80;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 西安瀚匯專利代理事務所(普通合伙) 61279
• 代理人: 汪重慶

本發明提供了一種基于多目標優化的應急醫療資源分配方法；包括：S1：隨機初始化種群個體分配量；S2：根據高危人群和受感染程度構建優化目標；S3：根據輪盤賭方法選出高危人群目標值和受感染嚴重程度適應值較大的個體；S4：根據S3的輪盤賭方法選出高危人群目標值和受感染嚴重程度目標值較大的兩個個體進行單向交叉操作；S5：執行突變操作；S6：根據粒子群更新規則，對個體分配量進行更新；S7：求出個體分配量的非支配解集。本發明設定高危人群與感染程度兩個目標，通過將這兩個目標建模，平衡不同地區應急醫療資源的分配,在突發公共衛生事件的環境下，為各個區域推薦合理的應急醫療資源分配方案，幫助疾病防控中心的決策以及控制潛在的COVID?19傳播。

技術領域

本發明屬于人工智能與復雜網絡領域；尤其涉及一種基于多目標優化的應急醫療資源分配方法。

背景技術

由于冠狀病毒的變異性、傳播過程的不確定性，和群眾的防護意識普遍不足，導致傳染病暴發的風險難以控制。并且病毒傳播的快速性也使得在暴發前期大多數醫院的應急醫療資源準備不足。

目前，新冠肺炎疫苗和抗病毒藥物仍在研制中。此外，其他醫學治療，比如血漿治療等，不太可能大規模實施。因此，使用個人防護裝備，比如洗手液、醫用口罩、防護服等，成為降低感染危害的主要非藥物措施之一。但在這次重大突發公共衛生事件面前，應急醫療資源短缺和醫療資源分配成為世界難題。國內多地醫院的醫療器械、防護設備、藥品和醫用耗材及其他資源緊缺，全球范圍內個人防護裝備的短缺都使醫務人員面臨感染風險。如何有效地分配應急醫療資源，是一個有待解決的問題。

根據多個危險因素和利益的參與，平衡不同地區應急醫療資源的分配是一項困難的任務。其中兩個關鍵因素是高危人群和感染的嚴重程度。本發明的關鍵技術是設定高危人群與感染程度兩個目標，將這兩個目標建模。然后利用改進的粒子群算法平衡這兩個目標。將單向交叉和變異操作納入粒子群優化框架，平衡高危人群的異質性和感染的嚴重程度，生成應急醫療資源的合理分配策略。因此，在深圳，應急醫療資源的供應和分配成為當務之急。

發明內容

本發明的目的是提供了一種基于多目標優化的應急醫療資源分配方法。

第一方面，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于多目標優化的應急醫療資源分配方法，包括以下步驟：

S1：隨機初始化種群個體分配量：用X＝{x₁,x₂,...,x_n}表達種群個體分配量，其中，種群中每個個體的位置X代表一個解決方案，假定n個地區，最大應急資源總量為Max；

S2：根據高危人群和受感染程度構建優化目標：

第一個目標：高危人群優化目標值的計算；

第二個目標：受感染程度優化目標值的計算；

S3：根據輪盤賭方法選出高危人群目標值和受感染嚴重程度適應值較大的個體：根據公式(1)和(2)計算出的數據選出各個個體的高危人群目標值；計算各個個體的個體選擇概率P(x_i)和累積概率Q(x_i)；

S4:根據S3的輪盤賭方法選出高危人群目標值和受感染嚴重程度目標值較大的兩個個體進行單向交叉操作；其目的是為了保留適應值大的個體之間的基因。

S5：執行突變操作；

S6：根據粒子群更新規則，對個體分配量進行更新；

S7：求出個體分配量的非支配解集。

優選地，所述S1的具體步驟如下：通過隨機選取0到Max之間的數字，為個體中的x_i賦值，x_i表示第i個地區的應急醫療資源分配量。