مدل سازی ریاضی دوهدفه برای مسئله مکا نیابی -مکان یابی مجدد تسهیلات بیمارستانی سلسله مراتبی در شرایط عدم قطعیت و بحران

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 دانشکده مهندسی صنایع، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

با توجه به گسترش مناطق شهری، تغییرات جمعیتی و اینکه تسهیلات موجود طی سال های گذشته و به تدریج مکا نیابی شد ه اند، این نیاز به وجود می آید که همه تسهیلات موجود تحت بررسی دوباره قرار گرفته و در صورت نیاز اصلاحاتی در ساختار شبکه ها ایجاد شود. در این مقاله با ارائه یک مدل مکان یابی- مکا نیابی مجدد برای تسهیلات بیمارستانی با رویکرد سلسله مراتبی، وضعیت کنونی تسهیلات موجود بررسی شده و در صورت نیاز به ایجاد تغییرات در ساختار کنونی تسهیلات، راهکارهایی برای بستن، تغییر ظرفیت و بازکردن تسهیلات تازه ارائه خواهد شد. اهداف مدل پیشنهادی شامل بیشینه سازی پوشش تقاضا و کمینه سازی هزینه های ساختار است. در مدل پیشنهادی احتمال رخداد اختلالات و بحرا نهایی نظیر از دسترس خارج شدن یک تسهیل در نظر گرفته شده است. از طرف دیگر شعاع پوشش و میزان ظرفیت هر یک از تسهیلات بیمارستانی بر روی کیفیت و سرعت پاسخ دهی اثرگذار است؛ پس در این مقاله سطوح ظرفیت تسهیلات و شعاع پوشش تسهیلات به صورت متغیر در نظر گرفته می شود. شعاع پوشش متغیر بدین معنی است که هر تسهیل حداکثر تا چه شعاعی را پوشش بدهد. برای حل مدل 2 هدفه پیشنهادی از روش محدودیت اپسیلون استفاده می شود. در پایان، مدل پیشنهادی بر روی تسهیلات بیمارستانی شهر قم به عنوان نمونه مطالعاتی پیاده سازی و نشان داده شده که با حل مدل پیشنهادی میزان پوشش تقاضا به میزان قابل قبولی افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Bi-objective mathematical modelling for a location-relocation problem of hierarchical healthcare facilities under uncertainty and disaster

نویسندگان [English]

  • Reza Tavakkoli-Moghaddam 1
  • Mohammad Reza Korzebor 2
1 Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Industrial Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Since the expansion of urban areas, demographic changes and the existing facilities have gradually been established over the past years, there is a need for them to take a re-examination and it improve in the structure of the networks if needed. This study aims to investigate the recent facilities by building a model for locating and relocating hospital facilities in a hierarchical approach. Additionally, there are some solutions for closing, changing the capacity and opening new facilities if it needs to change in the current structure of facilities. The purposes of this study consist of maximizing the demand coverage and minimizing the structure cost. This model considers the probability occurrence of disturbances and crises, such as the lack of the availability and easy access. On the other hand, coverage radius and the capacity of each hospital facility are affected on the quality and speed of responses so that this study attempts to examine the capacity levels related to facilities and their coverage radius.
This means how long any facility can cover the maximum distance of the access point. It is used of the Epsilonconstraint
method in order to solve the proposed bi-objective model. As a result, this model is implemented as
a case study in Qom Hospital facilities and it is shown that the amount of the demand coverage is increased in an
acceptable level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Location-relocation problem
  • Hospital facilities
  • Variable coverage radius
  • Disaster

مراجع

  1. Bigotte, J. F., Krass, D., Antunes, A. P., & Berman, O. (2010). Integrated modeling of urban hierarchy and transportation network planning. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 44(7), 506-522.
  2. Paul, N. R., Lunday, B. J., & Nurre, S. G. (2017). A multiobjective, maximal conditional covering location problem applied to the relocation of hierarchical emergency response facilities. Omega, 66, 147-158.
  3. Ahmadi-Javid, A., Seyedi, P., & Syam, S. S. (2017). A survey of healthcare facility location. Computers & Operations Research, 79, 223-263.
  4. Silva, F., & Serra, D. (2008). Locating emergency services with different priorities: the priority queuing covering location problem. Journal of the Operational Research Society, 59(9), 1229-1238.
  5. Branas, C. C., MacKenzie, E. J., & ReVelle, C. S. (2000). A trauma resource allocation model for ambulances and hospitals. Health Services Research, 35(2), 489.
  6. Kolesar, P., & Walker, W. E. (1974). An algorithm for the dynamic relocation of fire companies. Operations Research, 22(2), 249-274.
  7. Jia, H., Ordóñez, F., & Dessouky, M. M. (2007). Solution approaches for facility location of medical supplies for large-scale emergencies. Computers & Industrial Engineering, 52(2), 257-276.
  8. Smith, H. K., Harper, P. R., & Potts, C. N. (2013). Bicriteria efficiency/equity hierarchical location models for public service application. Journal of the Operational Research Society, 64(4), 500-512.
  9. Pehlivan, C., Augusto, V., & Xie, X. (2014). Dynamic capacity planning and location of hierarchical service networks under service level constraints. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 11(3), 863-880.
  10. Khodemani-Yazdi, M., Tavakkoli-Moghaddam, R., Bashiri, M., & Rahimi, Y. (2019). Solving a new bi-objective hierarchical hub location problem with an M∕ M∕ c queuing framework. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 78, 53-70.
  11. Farahani, R. Z., Hassani, A., Mousavi, S. M., & Baygi, M. B. (2014). A hybrid artificial bee colony for disruption in a hierarchical maximal covering location problem. Computers & Industrial Engineering, 75, 129-141.
  12. Ghezavati, V., Soltanzadeh, F., & Hafezalkotob, A. (2015). Optimization of reliability for a hierarchical facility location problem under disaster relief situations by a chance-constrained programming and robust optimization. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 229(6), 542-555.
  13. Shen, Z. J. M., Zhan, R. L., & Zhang, J. (2011). The reliable facility location problem: Formulations, heuristics, and approximation algorithms. INFORMS Journal on Computing, 23(3), 470-482.
  14. Lim, M., Daskin, M. S., Bassamboo, A., & Chopra, S. (2010). A facility reliability problem: Formulation, properties, and algorithm. Naval Research Logistics (NRL), 57(1), 58-70.
  15. Azad, N., Davoudpour, H., Saharidis, G. K., & Shiripour, M. (2014). A new model to mitigating random disruption risks of facility and transportation in supply chain network design. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 70(9-12), 1757-1774.
  16. توکلی، شایان، ربانی، مسعود، بزرگی امیری، علی. (1395). ارائه‏‏ی یک الگوی بهینه‏سازی برای مسئله‏ی پاک‏سازی آوار در فاز پاسخ به بحران. علمی پژوهشی مدیریت بحران، 5(2)، 5-16.
  17. ارکات، جمال، زمانی، شکوفه، قدس، پرک. (1394). مکان‌یابی و مسیریابی تسهیلات اورژانسی با فرض احتمال خرابی مسیرهای ارتباطی در زمان بحران. علمی پژوهشی مدیریت بحران، 4(2)، 95-106.
  18. Rohaninejad, M., Sahraeian, R., & Tavakkoli-Moghaddam, R. (2018). An accelerated Benders decomposition algorithm for reliable facility location problems in multi-echelon networks. Computers & Industrial Engineering, 124, 523-534.
  19. Mohammadi, M., Jula, P., & Tavakkoli-Moghaddam, R. (2019). Reliable single-allocation hub location problem with disruptions. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 123, 90-120.
  20. Scaparra, M. P., & Church, R. L. (2019). Location problems under disaster events. In Location science (pp. 631-656). Springer, Cham.
  21. Widener, M. J., & Horner, M. W. (2011). A hierarchical approach to modeling hurricane disaster relief goods distribution. Journal of Transport Geography, 19(4), 821-828.
  22. جمالی، حسین, بشیری، مهدی, توکلی مقدم، رضا. (1394). بررسی و حل مسئله‏ امدادرسانی 2 سطحی نقاط آسیب‏‌دیده از بحران. علمی پژوهشی مدیریت بحران، 4(2)، 5-22.
  23. Keçici, S., Aras, N., & Verter, V. (2012). Incorporating the threat of terrorist attacks in the design of public service facility networks. Optimization Letters, 6(6), 1101-1121.
  24. Mohri, S. S., Akbarzadeh, M., & Matin, S. H. S. (2020). A Hybrid model for locating new emergency facilities to improve the coverage of the road crashes. Socio-Economic Planning Sciences, 69, 100683.
  25. Zhu, Y., Du, Q., Tian, F., Ren, F., Liang, S., & Chen, Y. (2016). Location Optimization Using a Hierarchical Location-Allocation Model for Trauma Centers in Shenzhen, China. ISPRS International Journal of Geo-Information, 5(10), 190.
  26. Bhattacharya, U., Rao, J. R., & Tiwari, R. N. (1993). Bi-criteria multi facility location problem in fuzzy environment. Fuzzy Sets and Systems, 56(2), 145-153.
  27. Chanta, S., Mayorga, M. E., & McLay, L. A. (2014). Improving emergency service in rural areas: a bi-objective covering location model for EMS systems. Annals of Operations Research, 221(1), 133-159.
  28. منصوری، الهام، حاجی آقایی کشتلی، مصطفی، توکلی مقدم، رضا. (1396). توسعه‏ شبکه‏ لجستیک پیشرو و معکوس در خدمات درمانی در شرایط عدم قطعیت و بحران. علمی پژوهشی مدیریت بحران، 6(1)، 5-17.
  29. علی اکبر عشقی، رضا توکلی مقدم، سعدالله ابراهیم نژاد و وحیدرضا قضاوتی، مدل­سازی ریاضی استوار برای مسأله مکان‌یابی-مسیریابی-موجودی چندهدفه در شرایط وقوع بحران با در نظر گرفتن عدم قطعیت تقاضا و قابلیت اطمینان تسهیلات، نشریه مدیریت بحران، پذیرش چاپ، 1399.
  30. Abbassi, A., Kharraja, S., El Hilali Alaoui, A., Boukachour, J., & Paras, D. (2020). Multi-objective two-echelon location-distribution of non-medical products. International Journal of Production Research, 1-17.
  31. Mavrotas, G. (2009). Effective implementation of the ε-constraint method in multi-objective mathematical programming problems. Applied Mathematics and Computation, 213(2), 455-465.
  32. Chankong, V., & Haimes, Y. Y. (2008). Multiobjective decision making: theory and methodology. Courier Dover Publications.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 07 تیر 1397
  • تاریخ بازنگری: 20 شهریور 1399
  • تاریخ پذیرش: 29 شهریور 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار