بخشی از مقاله
چکیده
مسئله تخصیص بهینهی تسهیلات آمبولانس به ایستگاههای اورژانس از مسائل مهم حوزهی مدیریت شهری و بهینهسازی سیستمهای سلامت میباشد. حل بهینه مسائل موجود در این حوزه، موجب افزایش احتمال زنده ماندن بیماران، افزایش کیفیت برنامهریزی شهری و در نهایت موجب رشد اقتصادی خواهد شد. از طریق رشد اقتصادی، کارآفرینی در زمینههای مربوط به سیستمهای سلامت، با رشد و توسعه روبرو خواهد شد. در این مقاله به منظور حل مسئله مورد نظر، ابتدا مدل شبیهسازی هشت ایستگاه اورژانس به منظور یافتن تعداد تسهیلات بهینه در هر ایستگاه، در نرم افزار شبیه سازیED ارائه شدهاست.
در ادامه با توجه به سناریوهای مختلف و تغییر تعداد آمبولانسهای هر ایستگاه بر اساس منابع موجود، میانگین متغیر پاسخ که همان احتمال زنده ماندن بیماران قلبی است، برای هر سناریو بدست آورده میشود. بدین ترتیب با توجه به نتایج شبیهسازی، سناریوی بهینه بر اساس مقدار بیشینه تابع هدف بدست آمده است. همچنین علاوه بر حل مسئلهی اصلی، تحلیل حسایست مدل در صورت وجود یک حادثهی بحرانی نیز بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که با تخصیص بهینهی آمبولانس در ایستگاههای اورژانس، تعداد افراد نجات یافته توسط سیستم، بطور قابل توجهی افزایش مییابد. بدین ترتیب با برنامهی تخصیص بهینه، امکان صرفهجویی در هزینهها و منابع فراهم شده و شرایط رشد اقتصادی و توسعهی کارآفرینی در جامعه فراهم میشود . در نهایت، مدل شبیهسازی ارائه شده، کارایی خود را در حل مسئله تخصیص و مدیریت شهری نشان میدهد.
واژههای کلیدی:کارآفرینی1، مدیریت شهری2، بهینهسازی سیستمهای سلامت3، مدل تخصیص تسهیلات4، شبیهسازی5
-1 مقدمه
در طی دهههای اخیر، بحث نقش مدیریت شهری بر توسعه و رشد کارآفرینی، از مباحث همیشگی در میان مدیران رده بالای شهری بوده است. با اجرای سیاستهای مناسب در عرصهی مدیریت شهری، بهرهوری در استفاده از منابع افزایش یافته و هزینهها و موانع موجود به حداقل میرسند. با ایجاد بهرهوری در مدیریت شهری، امکان توزیع درآمد عادلانه و رشد اقتصادی در شهر مذکور فراهم میشود . بدین ترتیب با افزایش رشد و پیشرفت اقتصادی، کارآفرینی که به معنای ایجاد ایده، فکر و محصولی جدید در بازار میباشد، با فرصتهای مناسبی روبرو شده و با توسعه همراه خواهد شد.[1]یکی از زمینههای مهم بهرهوری، استفاده بهینه از سطح منابع موجود در سازمان یا سیستم میباشد.
بدلیل هزینههای بالای موجود در سطح منابع سیستمهای سلامت، ایجاد ترکیب بهینه در تخصیص منابع، تاثیر مستقیمی بر توسعهی کارآفرینی و رشد اقتصادی خواهد داشت. در بحث بهینهسازی سیستمهای سلامت، موضوع زنجیرهی تامین آمبولانس، یکی از مهمترین و حیاتیترین بخشهاست، زیرا مسائل آن با مباحثی چون سرعت خدمتدهی، نرخ بقای انسان، خسارات جانی، بودجه و هزینههای سیستم، کیفیت درمان و افزایش امید به زندگی، سر و کار دارد. برنامهریزی و تعیین تعداد آمبولانس بهینه در ایستگاههای اورژانس، از مسائلی است که یافتن پاسخ بهینه برای این نوع مسائل، منجر به افزایش احتمال زنده ماندن بیماران و در ادامه، افزایش بهرهوری در سطح برنامه ریزی شهری خواهد شد.
در موضوعات برنامهریزی ریاضی و حل بهینهی مسائل سیستمهای سلامت، مسائلی مانند مکانیابی و تخصیص6 بهینه آمبولانس، مکانیابی و تخصیص بهینه محل بیمارستانها و زمانبندی بهینهی اتاق عمل و جراحی وجود دارد. حل موضوعات مطرح شده در آنها باعث افزایش امید به زندگی افراد بطور خاص و افزایش رفاه بطور عام خواهد شد. یکی از این مسائل، همانطورکه اشاره شد، تخصیص بهینه تسهیلات آمبولانس به ایستگاههای اورژانس در سطح یک شهر یا محل زندگی میباشد. با حل این مسائل، میتوان مقادیر بهینه پارامترهایی چون، نرخ پاسخدهی1 آمبولانس، هزینه حمل و نقل و احتمال زنده ماندن بیماران را بدستآورد.
حل مدلهای ایجاد شده برای مسئله تخصیص بهینه آمبولانس،هم میتواند بصورت تحلیلی2 و هم بصورت شبیهسازی انجام گیرد، ولی روش بهتر برای چنین مسائل بزرگ و پیچیده، بنا بر مطالعات انجام گرفته در ادبیات موضوع، روش شبیهسازی میباشد. زیرا روشهای شبیهسازی، دارای انعطافپذیری بالایی بوده و قادر هستند تا مسئله رابا متغیرهای بیشتری حل نمایند، همچنین این روشها، قابلیت بهتریدر وارد کردن پارامترهای عدم قطعیت در مسئله دارند. روش حل مسئله تخصیص بهینه تسهیلات آمبولانس در این تحقیق، بدلیل وجود پیچیدگیهای مسئله و قابلیت در نظر گرفتن فرضهای بیشتر، روش شبیهسازی در نظر گرفتهشدهاست.
با مرور مقالات موجود در این حوزه، میتوان فهمید که توسعهی کارآفرینی رابطهی مستقیمی با رشد اقتصادی دارد و با ایجاد الگوی مناسب مدیریت شهری در حوزههای مختلف ازجمله سیستمهای سلامت، کارآفرینی با رشد و توسعه همراه خواهد شد.[2,3] از گذشته مسائل مربوط به تخصیص بهینه تسهیلات و منابع اورژانسی، از مسائل مورد توجه محققان بوده است. مسئلهی مربوط به سیستمهای پاسخگویی اورژانس، از سه فاکتور مهم شامل، مکان ایستگاهها، تعدادآمبولانس در هر ایستگاه و تخصیص تسهیلات به بیماران مختلف، تاثیر میپذیرد.[4] مدلهای مکانیابی- تخصیص از اولیه ترین مدلهای ارائه شده به منظور حل مسائل حوزه اورژانس میباشند، بطوریکه مقالات ابتدایی مربوط به این حوزه، توسط روشهای تحقیق درعملیات و برنامهریزی ریاضی حل شدهاند.[5,6]
به عنوان نمونه درمقاله لارسون3 در سال 1974، نخستین مدل مکانیابی-تخصیص تحت عنوان مدل هایپرکوب4 ارائه شد.[7] در سالهای بعدی باپیشرفت علوم کامپیوتر و افزایش سرعت محاسبات ریاضی، مسائل حوزه مربوط به سیستمهای حمل و نقل، با رویکرد شبیهسازی حل شدهاند، بطوریکه این رویکرد نه تنها قادر میباشد که پارامترهای بسیاری از مسئله را در نظر بگیرد، میتواند به خوبی، عدم قطعیت را در مدل مسئله وارد سازد و بدین ترتیب روشهای شبیهسازی، راه خود را در حل مسائل مختلف پیدا کرده است، به عنوان نمونه در بیشترمقالات امروزی، مسئله مکانیابی- تخصیص آمبولانس، با رویکردشبیهسازی حل شدهاند و در این مقالات، کارایی روششبیه سازی در حل این نوع مسائل نشان داده شده است. [8,9,10,11]
برخی مقالات مانند مقاله فراهانی و همکاران، مسئله مکانیابی و تخصیص را با تابع هدف حداکثر پوشش تقاضا حل نمودهاند، که با درنظر گرفتن محدودیتهای مسئله و عدم قطعیت، مدل ارائه شده را با روشهای جوی ممنوعه و سایر روشها، حل نمودهاند.[12,13,14,15,16] در مقاله گندرو5و همکاران، مکانیابی ایستگاههای اورژانس طوری انجام میگیرد که علاوه بر پوشش جمعیت اولیه، جمعیت نوع دوم نیز تحت پوشش ایستگاهها قرار میگیرد.[17] استفاده از میانگین مدت زمان پاسخ دهی به عنوان تابع هدف، در برخی مقالات از جمله مقاله ابولجینان6 و همکاران به کار رفته است آنها در سال 2012 در کنارشبیهسازی با استفاده از این رویکرد توانستند جواب بهتری دریابند ویدین ترتیب منجر به حصول نتایج بهتر شده است.[18] با در اختیار داشتن شبیهسازی، مسائل این حوزه، امروزه با روشهای بهینهسازی مبتنی بر شبیهسازی حل میشوند.
به عنوان نمونه در مقاله مک کورمک7 و کواتس8 در سال 2015 مسئله مکانیابی و تخصیص بهینه برای سطح شهر لندن حل شد. در این مقاله با شبیهسازی مدل پاسخ بهینه مسئله توسط الگوریتم فرا ابتکاری ژنتیک، بدست آمده است. سپس حالت اضافه یا حذف کردن ایستگاه جدید نیز بررسی شده است.همچنین در این مقاله نشان داده شده است که تابع هدف حداکثرپوشش تقاضا منجر به ارائه جواب بهینه محلی میشود، درحالیکه با اعمال تابع هدف حداکثر احتمال زنده ماندن بیمار، جواب بهینه سراسری بدست میآید در این مطالعه نیز از تابع هدف حداکثر احتمال زنده ماندن بیمار استفاده شده است.[19] همچنین در سال 2014ژن9 و همکاران مطالعه ای بر مسئله مکان یابی و تخصیص تسهیلات آمبولانس ها داشتند آن ها این مسئله را با رویکرد بهینه سازی مبتنیبر شبیهسازی و با الگوریتم ژنتیک حل کردند و سپس این مدل را برای شهر شانگهای چین حل نمودند.
آنها با این رویکرد، ماهیت تصادفی و پویایی مسئله در مدل وارد شده است.[20]در این مقاله بر اساس دادههای حاصل از هشت ایستگاه، مدل تخصیص تسهیلات توسط نرم افزار ایدی10 شبیهسازی شده و بر اساس تکرارهای حاصل از شبیه سازی، نتایج حاصل تحلیل و بررسی شدهاند. بر خلاف بیشتر مقالات موجود در این زمینه که تابع هدف آنها حداکثر پوشش تقاضا میباشد، در این مقاله احتمال زنده ماندن بیماران به عنوان متغیر پاسخ یا هدف مسئله در نظر گرفته شده است. همچنین عدم قطعیت در مسئله، بصورت ساعات ترافیک راههای ارتباطی، در مدل در نظر گرفته شدهاست. در قسمت دوم مقاله، سیستم مورد نظر توضیح داده شده و سپس در قسمت سوم، مدل شبیهسازی ارائه خواهد شد. در قسمت چهارم نتایج حاصل از شبیهسازی برای حالات مختلف مسئله یا تحت سناریوهای مختلف نشان داده خواهد شد و در قسمت پنجم، نتیجهگیری و پیشنهادات برای مطالعات آتی گفته خواهد شد.
-2 توصیف سیستم
در این مقاله، در سیستم مسئلهی مورد نظر، هشت ایستگاه اورژانس به همراه تعداد آمبولانس های اولیه موجود در هر ایستگاه موجود می باشد که در مجموع تعداد آنها 28 عدد است. با تماس بیماران با مرکز اورژانس، این مرکز با در نظر گرفتن مسافت بین محل بیمار و ایستگاههای موجود، نزدیکترین ایستگاه را برای خدمت دهی انتخاب میکند. حال با انتخاب ایستگاه، در مرحله بعدی آمبولانس بیکار برای تخصیص به بیمار، راهی محل تقاضا میشود. زمانی که آمبولانس تخصیص یافته به محل میرسد، این طول زمانی که از ابتدای فرآیند محاسبه شده است، همان زمان پاسخ دهی آمبولانس است. سپس بیمار بر اساس شدت بیماری یا جراحتی که دارد، یا درمان سرپایی شده و یا به بیمارستان منتقل میشود. چون بیماران با مشکلات قلبی، در حالت کلی به بیمارستان منتقل میشوند به همین دلیل در اینجا نیز فرآیند به همین ترتیب در نظر گرفته میشود.
پس از تحویل بیمار به قسمت اورژانس بیمارستان، حال آمبولانس تخصیص یافته، به محل ایستگاه خود بر میگردد و منتظر تماس بیمار جدید و تخصیص دوباره خواهد بود. کلیه مراحل موجود در این فرآیند، در شکل1 نشان داده شده است.بدین ترتیب، با داشتن اختلاف بین زمان ورود تماس و زمان حضور آمبولانس در صحنه، مقدار زمان پاسخ دهی برای هر بیمار - - Tr بدست می آید، بر اساس فرمول - - 1 ،که یک رابطه رگرسیون به منظور محاسبه احتمال زنده ماندن بیماران قلبی است[11]، مقدار احتمال زنده ماندن هر بیمار قلبی - - حاصل میشود و در نهایت، مقدار متغیرپاسخ مسئله که همان مقدار احتمال زنده ماندن تمامی بیماران قلبی - - است، بر اساس فرمول - - 2 ، محاسبه میشود که در آن تعداد بیماران دچار مشکلات قلبی هستند، میباشد.
مقدار زمان خدمتدهی محاسبه شده از شکل 1 به مدل کمک میکند تا تاخیر بیماران در صف انتظار را بتوان محاسبه نمود.در این مسئله، فرض وجود یک نوع تقاضا یعنی بیمار با مشکلات قلبی به همراه عدم قطعیت مربوط به ترافیک راههای ارتباطی به منظور نزدیک کردن مدل به واقعیت در نظر گرفته شدهاند، بطوریکه با تقسیم ساعات شبانه روز به دو بازه ی زمانی 12 ساعته، مدل برای 12 ساعت شلوغی - از ساعت 9 صبح تا 9 شب - و 12 ساعت خلوت - از ساعت 9 شب تا 9 صبح - حل شده و نتایج برای ساعات شلوغ و خلوت بطور جداگانه بدست آمده است، تا امکان تبادل آمبولانس میان ایستگاههای اورژانس فراهم شود. همچنین در این مسئله، فقط یک نوع آمبولانس در نظر گرفته شده است که میان ایستگاهها توزیع میشود.
-3 شبیه سازی سیستم
با استفاده از نرم افزار شبیهسازی ED ، مدل مسئله، شبیهسازی شده و هشت ایستگاه اورژانس در یک شبکهی ارتباطی یکپارچه قرار داده شدهاند و در مدل شبیهسازی به منظور دخیل کردن عدم قطعیت بیشتر در مسئله، راههای ارتباطی بصورت زمان شلوغی و خلوت در نظر گرفته شدهاند، که نشان دهندهی ترافیک در سطح شهر میباشند. همچنین در این مدل، اولویتی برای تقاضاهای مختلف وجود نداشته و تمامی بیماران با وضعیت اضطراری و نیاز به پاسخ سریع در نظر گرفته شدهاند. مدل شبیهسازی شده در نرم افزار برای یک ایستگاه، در شکل 2 نشان داده شده است. در نهایت با درنظر گرفتن هشت ایستگاه در کنار هم و با ورود دادههای مربوط به توزیع آماری تماسهای بیماران قلبی و توزیع آماری زمان خدمتهی آمبولانسها، که بر اساس مطالعات کتابخانهای بدست آمدهاند، مدل برای اجرا آماده میشود.
در نهایت بر اساس خروجیهای حاصل از شبیهسازی، مقادیر میانگین زمان پاسخدهی برای ایستگاهها بدست میآید و بدین ترتیب بر اساس روابط گفته شده در قسمت توصیف سیستم، مقدار متغیر پاسخ برای هر تکرار شبیهسازی محاسبه میشود.در این مدل شبیهسازی، به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت در مدل، از عنصر کنترل سرعت حرکت نهادها در سیستم شبیهسازی شده استفاده شده است، بطوریکه سرعت حرکت تسهیلات اورژانس در خیابانها در زمان شلوغی نصف سرعت حرکت در زمان خلوت میباشد. همچنین همانطور که در شکل 2 نشان داده شده، هر خدمت گیرنده در نرم افزار، معادل یک بیمار در نظر گرفته شده که در فرآیند سرویس دهی، هر آمبولانس معادل سه سرویس دهندهی متوالی در نظر گرفته شده که بدین ترتیب در این مدل ارائه شده، امکان محاسبه زمان پاسخ دهی، زمان خدمت دهی و زمان بازگشت آمبولاتس، فراهم شده است، بدین صورت که اختلاف بین دو سرویس دهنده ابتدایی، زمان پاسخ دهی بوده و اختلاف بین سرویس دهنده دوم و سوم، بیانگر زمان
