張效禎 李前兵

1.南京工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院；2.淮陰工學(xué)院

引言：隨著醫(yī)院治療水平不斷提高，檢查設(shè)施日益齊全，診療手續(xù)也愈發(fā)繁瑣。在此背景下，醫(yī)院就診流程系統(tǒng)的改善迫在眉睫，直接影響了患者的就診效率。門(mén)診部作為醫(yī)院人流量最大的部門(mén)之一，就診布局和流程的設(shè)置尤為重要。在諸多大型醫(yī)院中，初次就診的患者常會(huì)出現(xiàn)迷路、重復(fù)路線的情況，這樣不僅會(huì)延長(zhǎng)就醫(yī)的時(shí)間，影響第一時(shí)間就診的速度，還會(huì)加大交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。目前，Anylogic作為一款專業(yè)構(gòu)建離散、連續(xù)和混合行為的復(fù)雜系統(tǒng)，在醫(yī)院部門(mén)科室流程改善中的應(yīng)用研究還少之又少。本文利用Anylogic中的行人庫(kù)仿真系統(tǒng)建立患者流微觀仿真系統(tǒng)，尋找并分析調(diào)查醫(yī)院急診部中的擁堵區(qū)域，為后續(xù)的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)引導(dǎo)。

一、文獻(xiàn)回顧

目前現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者均運(yùn)用Anylogic對(duì)不同的人、車(chē)、船流聚集環(huán)境開(kāi)展虛擬仿真，從而進(jìn)行研究與優(yōu)化。V.M.Antonova等（2020）利用AnyLogic軟件對(duì)某典型地鐵站的客運(yùn)量進(jìn)行分析，以確定客運(yùn)量是否存在擁堵點(diǎn)。Dmitri Muravev等（2020）則開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于Agent的多式聯(lián)運(yùn)港口碼頭系統(tǒng)的離散事件仿真模型，以寧波-舟山港為例，驗(yàn)證了開(kāi)發(fā)方案的有效性。改進(jìn)了陸港的戰(zhàn)略規(guī)劃。陳建宇（2014）通過(guò)研究城市軌道交通與鐵路這兩種不同交通方式的差異性及關(guān)聯(lián)性，利用Anylogic對(duì)于成都火車(chē)北站的換乘系統(tǒng)進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)與優(yōu)化；譚禹辰（2019）通過(guò)仿真模型優(yōu)化了K公司物流配送中心的貨物周轉(zhuǎn)時(shí)間、資源利用不均和整體運(yùn)貨效率等參數(shù)。薛聰聰、王冰（2020）基于Anylogic對(duì)于門(mén)診采血區(qū)的設(shè)施配置和布局進(jìn)行了優(yōu)化，增加了自助服務(wù)機(jī)和采血數(shù)量窗口。

上述文章的研究過(guò)程與結(jié)論為本文奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，并提供了重要的參考價(jià)值。然而從整體的文獻(xiàn)數(shù)量上看，在醫(yī)院部門(mén)科室相關(guān)的流程改善方面的文獻(xiàn)還較少，且研究人員數(shù)量不多，研究時(shí)間較短，部分改善門(mén)診空間的文章運(yùn)用的方法又大多基于理論，趨于靜態(tài)，極少有利用仿真模型研究的。這樣往往忽略動(dòng)態(tài)的突發(fā)情況與人為的移動(dòng)發(fā)展。因此，將Anylogic離散模型運(yùn)用至此類(lèi)研究具有重要的開(kāi)辟型意義。

二、醫(yī)院設(shè)施能力與患者行為特性分析

（一）醫(yī)院設(shè)施能力

淮安市第二人民醫(yī)院位于江蘇省淮安市淮海南路，始建于1892年，是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防、保健、康復(fù)、急救于一體的三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院。它的門(mén)診部位于獨(dú)棟門(mén)診樓的一層。其中包含化驗(yàn)室、掛號(hào)窗口以及藥房窗口三個(gè)主要的職能區(qū)域。

1.直達(dá)電梯與樓梯

直達(dá)電梯與樓梯是醫(yī)院最重要的垂直升降設(shè)施，主要連接醫(yī)院大樓內(nèi)不同的樓層。作為高效的層間患者及醫(yī)護(hù)人員的輸送方式，依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB1039-2014，電梯的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）二層醫(yī)療用房宜設(shè)電梯；三層及三層以上的醫(yī)療用房應(yīng)設(shè)電梯，且不得少于2臺(tái)。（2）供患者使用的電梯和污物梯，應(yīng)采用病床梯。（3）醫(yī)院住院部宜增設(shè)供醫(yī)護(hù)人員專用的客梯、送餐和污物專用貨梯。（4）電梯井道不應(yīng)與有安靜要求的用房貼鄰。樓梯的設(shè)置則應(yīng)該符合：（1）樓梯的位置應(yīng)同時(shí)符合防火、疏散和功能分區(qū)的要求；（2）主樓梯寬度不得小于1.65m，踏步寬度不應(yīng)小于0.28m，高度不應(yīng)大于0.16m。

據(jù)調(diào)查研究，淮安市第二人民醫(yī)院門(mén)診部只設(shè)有1個(gè)直達(dá)電梯，位于門(mén)診部大廳正面?；颊咴趻焯?hào)流程完成過(guò)后大多乘坐直達(dá)電梯前往目的地科室。時(shí)常排隊(duì)擁堵，通常年輕以及四肢較為靈活的患者選擇樓梯前往上層就診科室，而行動(dòng)不便需坐輪椅的老年人往往只能選擇電梯作為就診的交通樞紐。

2.掛號(hào)窗口與取藥臺(tái)

在二院門(mén)診部?jī)?nèi)，掛號(hào)主要有2種方式，一類(lèi)是人工掛號(hào)窗口，一類(lèi)是自動(dòng)掛號(hào)機(jī)。其中，人工掛號(hào)窗口僅有2個(gè)，人工取藥窗口4個(gè)，自動(dòng)掛號(hào)機(jī)有5臺(tái)。由于醫(yī)院患者大多為老人或來(lái)自外地，不會(huì)使用自動(dòng)掛號(hào)機(jī)或含有復(fù)雜因素下的排斥心理，導(dǎo)致多數(shù)患者選擇前往人工掛號(hào)窗口。導(dǎo)致在醫(yī)院就診高峰期時(shí)常出現(xiàn)人工掛號(hào)窗口排隊(duì)的現(xiàn)象。然而自動(dòng)掛號(hào)機(jī)前雖有導(dǎo)醫(yī)人員，但選擇自動(dòng)掛號(hào)機(jī)的患者仍然很稀疏，機(jī)器前基本不會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)的現(xiàn)象。

同時(shí)，人工取藥窗口前的排隊(duì)人數(shù)分散較為平均。由于取藥臺(tái)窗口相對(duì)較多，有4個(gè)人工窗口，因此不會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的排隊(duì)等待現(xiàn)象。

根據(jù)觀察，人工掛號(hào)窗口由于服務(wù)效率高，不會(huì)因?yàn)閭€(gè)人問(wèn)題而等候很長(zhǎng)時(shí)間，所以人工掛號(hào)窗口的排隊(duì)長(zhǎng)度會(huì)比自動(dòng)掛號(hào)機(jī)的長(zhǎng)。而自動(dòng)掛號(hào)機(jī)并排而列，少有出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象，因此選擇自動(dòng)掛號(hào)機(jī)的乘客會(huì)選擇排隊(duì)最短的隊(duì)列。然而取藥臺(tái)數(shù)量較多，通常情況下不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的排隊(duì)等候時(shí)間。

3.大廳等候區(qū)域能力分析

在門(mén)診化驗(yàn)區(qū)前有一片等候休息區(qū)。該區(qū)域包含20個(gè)座椅，不僅可以為化驗(yàn)人員提供休憩場(chǎng)所，還可以供其余患者休息。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，等候休息區(qū)的座椅基本鮮少有空位，大多數(shù)時(shí)間呈飽和狀。休憩人員停留時(shí)間為10-30分鐘不等。

（二）患者行為及尺寸分析

在人機(jī)工程學(xué)范圍內(nèi)，人體的形態(tài)尺寸分為靜態(tài)尺寸和動(dòng)態(tài)尺寸。行人在靜止?fàn)顟B(tài)下身體所占的 空間范圍叫行人尺寸，它是由身體實(shí)際所占空間和安全距離兩部分組成（36）。在醫(yī)院這類(lèi)公共建筑場(chǎng)所中，人的行為數(shù)據(jù)和一般場(chǎng)所的有局部差異。

1.患者尺寸及自行移動(dòng)速度

根據(jù)《中國(guó)成人人體尺寸》，本文擬將患者尺寸用0.4-0.5m作為模型中的行人半徑這一重要參數(shù)。而在醫(yī)院這種特殊公共場(chǎng)所中，行人的移動(dòng)速度也會(huì)相對(duì)其他場(chǎng)所較慢，尤其是患者當(dāng)中，中老年人群居多。

2.患者結(jié)伴統(tǒng)計(jì)

在門(mén)診部中，由于大部分病人有家屬陪同，導(dǎo)致結(jié)伴同行的人廣泛存在，他們的行為特性與單個(gè)人的有所不同。單人前往的患者往往移動(dòng)速度較快，且僅僅滿足避免碰撞他人的特性即可。而有家屬陪同的患者則必須多人并排同時(shí)處于一個(gè)空間內(nèi)才能保持結(jié)伴狀態(tài)。對(duì)于道路面積要求較高。特別是有一直需要攙扶的病患，十分容易在院內(nèi)造成堵塞的情況。根據(jù)筆者在二院的調(diào)研結(jié)果可以得出，結(jié)伴行人數(shù)量約為總?cè)藬?shù)的三分之二，其中兩人結(jié)伴較多，三人或三人以上結(jié)伴約較少。

三、Anylogic仿真法

（一）仿真軟件及流程步驟

Anylogic是一款由俄羅斯XJ Technologies公司研發(fā)的復(fù)雜系統(tǒng)混合仿真建模軟件。它具有超現(xiàn)實(shí)主義、極具逼真的動(dòng)畫(huà)、高層次的決策邏輯擴(kuò)展等特點(diǎn)。其中，行人庫(kù)系統(tǒng)的核心算法是社會(huì)力模型，可以在物理層對(duì)行人進(jìn)行建模。十分適合大型復(fù)雜建筑物內(nèi)的行人仿真，如醫(yī)院，機(jī)場(chǎng)，地鐵等。本次研究應(yīng)用的是AnyLogic8.6.0 Professional軟件。

仿真的流程步驟如下，第一步：搜集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本論文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)包括：門(mén)診部空間布局與尺寸、電梯?？繒r(shí)間、電梯運(yùn)輸載客能力及電梯數(shù)量、掛號(hào)窗口及取藥窗口數(shù)量等。

第二步：建立仿真模型。根據(jù)上述搜集好的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)及行人數(shù)據(jù)設(shè)置仿真參數(shù)，不同患者的尺寸、移動(dòng)速度和結(jié)伴情況設(shè)置PedSource，并且對(duì)于一些等候服務(wù)區(qū)進(jìn)行標(biāo)記，設(shè)置PedSevice。

第三步：進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。觀察輸出數(shù)據(jù)，分析患者流動(dòng)以及門(mén)診掛號(hào)等速率問(wèn)題，從而得出解決方法。

（二）基于Anylogic仿真法的行人流模型建立

1.門(mén)診部基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)

淮安市第二人民醫(yī)院門(mén)診部目前設(shè)定一個(gè)入口及一個(gè)出口，患者從東廊入口進(jìn)入門(mén)診部，可以選擇自動(dòng)掛號(hào)機(jī)或人工掛號(hào)窗口進(jìn)行掛號(hào)繳費(fèi)，前往二樓及以上的科室就診。本次研究仿真中通過(guò)實(shí)地計(jì)數(shù)方式采取了患者就醫(yī)的早高峰時(shí)段（7：00-10：00）的患者數(shù)據(jù)，例如患者到達(dá)人數(shù)、自動(dòng)掛號(hào)機(jī)服務(wù)人數(shù)以及人工掛號(hào)窗口服務(wù)人數(shù)。

在此期間共有327名患者到達(dá)，平均到達(dá)率為1.81人/min。其中104號(hào)患者選擇直接去自助掛號(hào)機(jī)進(jìn)行掛號(hào)，223名患者選擇去人工服務(wù)掛號(hào)窗口?；谌斯焯?hào)窗口服務(wù)人數(shù)得出其服務(wù)率為1.23人/min，基于自助掛號(hào)服務(wù)窗口得出自助掛號(hào)服務(wù)窗口服務(wù)率為0.57人/min。

根據(jù)上文所述，擬采用0.4-0.5m作為行人半徑。同時(shí)為獲得患者行走速率，在門(mén)診部掛號(hào)區(qū)選取一定距離，測(cè)量患者通過(guò)時(shí)間來(lái)確定該數(shù)據(jù)。由于患者常會(huì)有家屬陪伴導(dǎo)致門(mén)診區(qū)患者行走速率受到一定的影響，擬采用0.5-2米每秒為平均計(jì)算參數(shù)。在到訪患者中，有一定比例患者會(huì)選擇乘坐電梯前往所要到達(dá)的科室，也有一定比例患者會(huì)選擇安全通道走樓梯。而電梯承載量為13人每次，完成一趟完整的患者流運(yùn)輸計(jì)時(shí)3-5min。

2.仿真模型構(gòu)建

首先利用Anylogic軟件行人庫(kù)中的墻體、目標(biāo)線、服務(wù)區(qū)、服務(wù)線等元素簡(jiǎn)單繪制門(mén)診部平面示意圖，并規(guī)劃好患者所行走的路線。其次利用軟件中的PedSource、PedGoto、PedService、PedWait、PedSink等模塊建立患者行走路線程序。最后根據(jù)患者行走流線，將模塊與上述空間標(biāo)記相對(duì)應(yīng)，并根據(jù)先前研究調(diào)查所得結(jié)果設(shè)定每一個(gè)模塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1.Anylogic門(mén)診流程圖

（三）仿真結(jié)果分析

由于患者行走流線較為單一，仿真過(guò)程中不考慮其余路過(guò)患者因素以及等候區(qū)域等干擾因素，僅單一從入口、掛號(hào)、乘電梯或走安全通道至各個(gè)診室進(jìn)行分析。患者密度圖作為直觀表現(xiàn)情況的圖，主要反映仿真期間的空間平均密度。藍(lán)色代表密度較小，空間內(nèi)患者數(shù)量較少，黃色代表密度較大，空間內(nèi)患者數(shù)量較多。由此可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)患者仍前往人工掛號(hào)口進(jìn)行掛號(hào)，而五臺(tái)自動(dòng)掛號(hào)機(jī)不能得到充足的利用，大多數(shù)患者選擇距離入口較近的四臺(tái)掛號(hào)機(jī)，距離入口最遠(yuǎn)的那臺(tái)自動(dòng)掛號(hào)機(jī)幾近閑置。

圖2.門(mén)診部平面區(qū)域泡泡圖

圖3.患者行走流線密度圖

就設(shè)施配置問(wèn)題而言，人工掛號(hào)拿藥區(qū)域以及電梯口等候區(qū)是兩大擁堵區(qū)域?？梢钥闯瞿壳暗娜斯焯?hào)拿藥窗口和電梯數(shù)量還有待增加?？梢韵鄬?duì)的增加一臺(tái)電梯以及一個(gè)人工掛號(hào)窗口。從布局的角度來(lái)說(shuō)，可以將距離入口最遠(yuǎn)的那一臺(tái)自助掛號(hào)機(jī)挪動(dòng)位置至人工掛號(hào)窗口旁，這樣會(huì)大大增加這一臺(tái)機(jī)器的利用率。同時(shí)，自助掛號(hào)機(jī)的位置不合理，沒(méi)有單獨(dú)的排隊(duì)空間，自助掛號(hào)機(jī)前的患者流會(huì)和其他行人流產(chǎn)生重合，而密度圖中間空白的一塊區(qū)域未能得到很好的利用。

四、結(jié)語(yǔ)

在淮安市第二人民醫(yī)院的門(mén)診公共空間就診流程路徑的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，以患者的行為模式為出發(fā)點(diǎn)，利用Anylogic軟件建立模型仿真，可以有效的發(fā)現(xiàn)人群密集處和擁堵處，從而改善目前該醫(yī)院門(mén)診就診復(fù)雜擁堵的現(xiàn)狀，幫助患者快速就醫(yī)。未來(lái)，可以根據(jù)門(mén)診公共空間設(shè)施的改善以及就診人群的更新，繼續(xù)輸送數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)與模型，實(shí)時(shí)改善醫(yī)院就診環(huán)境，達(dá)到全方位人性化的醫(yī)療服務(wù)體系。