[发明专利]一种基于多目标优化的应急医疗资源分配方法

说明书

本发明提供了一种基于多目标优化的应急医疗资源分配方法；包括：S1：随机初始化种群个体分配量；S2：根据高危人群和受感染程度构建优化目标；S3：根据轮盘赌方法选出高危人群目标值和受感染严重程度适应值较大的个体；S4：根据S3的轮盘赌方法选出高危人群目标值和受感染严重程度目标值较大的两个个体进行单向交叉操作；S5：执行突变操作；S6：根据粒子群更新规则，对个体分配量进行更新；S7：求出个体分配量的非支配解集。本发明设定高危人群与感染程度两个目标，通过将这两个目标建模，平衡不同地区应急医疗资源的分配,在突发公共卫生事件的环境下，为各个区域推荐合理的应急医疗资源分配方案，帮助疾病防控中心的决策以及控制潜在的COVID‑19传播。

技术领域

本发明属于人工智能与复杂网络领域；尤其涉及一种基于多目标优化的应急医疗资源分配方法。

背景技术

由于冠状病毒的变异性、传播过程的不确定性，和群众的防护意识普遍不足，导致传染病暴发的风险难以控制。并且病毒传播的快速性也使得在暴发前期大多数医院的应急医疗资源准备不足。

目前，新冠肺炎疫苗和抗病毒药物仍在研制中。此外，其他医学治疗，比如血浆治疗等，不太可能大规模实施。因此，使用个人防护装备，比如洗手液、医用口罩、防护服等，成为降低感染危害的主要非药物措施之一。但在这次重大突发公共卫生事件面前，应急医疗资源短缺和医疗资源分配成为世界难题。国内多地医院的医疗器械、防护设备、药品和医用耗材及其他资源紧缺，全球范围内个人防护装备的短缺都使医务人员面临感染风险。如何有效地分配应急医疗资源，是一个有待解决的问题。

根据多个危险因素和利益的参与，平衡不同地区应急医疗资源的分配是一项困难的任务。其中两个关键因素是高危人群和感染的严重程度。本发明的关键技术是设定高危人群与感染程度两个目标，将这两个目标建模。然后利用改进的粒子群算法平衡这两个目标。将单向交叉和变异操作纳入粒子群优化框架，平衡高危人群的异质性和感染的严重程度，生成应急医疗资源的合理分配策略。因此，在深圳，应急医疗资源的供应和分配成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于多目标优化的应急医疗资源分配方法。

第一方面，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于多目标优化的应急医疗资源分配方法，包括以下步骤：

S1：随机初始化种群个体分配量：用X＝{x₁,x₂,...,x_n}表达种群个体分配量，其中，种群中每个个体的位置X代表一个解决方案，假定n个地区，最大应急资源总量为Max；

S2：根据高危人群和受感染程度构建优化目标：

第一个目标：高危人群优化目标值的计算；

第二个目标：受感染程度优化目标值的计算；

S3：根据轮盘赌方法选出高危人群目标值和受感染严重程度适应值较大的个体：根据公式(1)和(2)计算出的数据选出各个个体的高危人群目标值；计算各个个体的个体选择概率P(x_i)和累积概率Q(x_i)；

S4:根据S3的轮盘赌方法选出高危人群目标值和受感染严重程度目标值较大的两个个体进行单向交叉操作；其目的是为了保留适应值大的个体之间的基因。

S5：执行突变操作；

S6：根据粒子群更新规则，对个体分配量进行更新；

S7：求出个体分配量的非支配解集。

优选地，所述S1的具体步骤如下：通过随机选取0到Max之间的数字，为个体中的x_i赋值，x_i表示第i个地区的应急医疗资源分配量。