Stochastic emergency medical service vehicle location problem: Equity, performance evaluation and mathematical models
Stokastik acil tıbbi hizmet aracı konum problemi: Eşitlik, performans değerlendirme ve matematiksel modeller
- Tez No: 785544
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEYNEP PELİN BAYINDIR, PROF. DR. CEM İYİGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
Bu tezde, talep, seyahat süreleri ve yerinde müdahale süresinde belirsizlikler içeren acil tıbbi hizmet araç lokasyonu problemi üç katmanda incelenmiştir. Acil tıbbi hizmet sistemlerinin performans ölçümleri, dahil edilen belirsizlikler nedeniyle ayrık olay simülasyon modelleri ile değerlendirilmiştir. İlk olarak, acil tıbbi hizmetlerde araç yeri kararından kaynaklanan hizmet kalitesindeki eşitlik üzerine odaklanılmıştır. Bölgeler arasındaki dengesiz hizmet kalitesi, geleneksel modeller de dahil olmak üzere çeşitli matematiksel modellerle ele alınmıştır. Modelleme yaklaşımlarının ve ağ özelliklerinin eşitlik üzerindeki etkisini göstermek için kapsamlı bir sayısal çalışma yapılmıştır. Çeşitli gözlemler çıkarılmış ve matematiksel modellerin amaç fonksiyonlarında genel performans ölçümlerinin kullanılmasının diğer temel kriterleri göz ardı ettiği ve eşitlik açısından iyileştirmenin mümkün gösterilmiştir. İkinci olarak, hesaplama açısından kuyruk veya simülasyon modelleri oluşturmaya gerek kalmadan belirli bir lokasyon çözümü altında acil tıbbi hizmet sisteminin performans ölçümlerini değerlendirmek için kuyruk teorisine dayalı ayrıştırma yöntemleri öneriyoruz. Önerilen ayrıştırma yöntemleri, bir dizi doğrusal olmayan denklemin aynı anda çözülmesini gerektirir, ancak bunlar performansalarına bakılarak yine de kuyruk veya simülasyon modellerine tercih edilebilir. Ayrıştırma yöntemini optimizasyon problemlerinde kullanmak ve kuyruk teorisine dayalı EMS araç konum problemine çözüm bulmak için bir genetik algoritma önerilmiştir. Önerilen yöntemlerin, performans ölçülerini kestirmede ve optimizasyon problemlerinin en iyi çözümüne yeterince yakın çözümleri bulmada iyi performans gösterdiği gösterilmiştir. Son olarak, karar değişkenlerine dayalı sistemin performans ölçümleri için kapalı form formülasyonları içeren çeşitli amaç fonksiyonlarına sahip karma tamsayılı doğrusal olmayan problemler (MINLP) öneriyoruz. MINLP modelleri ile araçların meşgul olma olasılığı gibi problem parametrelerinin önceden tahmin edilmesine gerek yoktur. Önerilen modellerin oluşturulması ve çözülmesi, stokastik süreçlerin dahil edildiği literatürdeki yaklaşım algoritmaları veya ayrıştırma yöntemlerine göre daha kolaydır. Bu nedenle, önerilen MINLP modelleri, karar vericilerin problem ortamındaki belirsizlikleri doğrudan kuyruk teorisine dayalı modellerin parametre tahmininde hesaba katmaya olanak tanırken, yalnızca amaç fonksiyonları doğrusal olmadığı için modelleri çözmek nispeten kolay olmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, emergency medical service (EMS) vehicle location problem with uncertainties in demand, travel times, and incident handling time is studied in three layers. The performance measures of EMS systems are evaluated with discrete event simulation models due to the uncertainties incorporated. Firstly, we focus on the equity in service quality resulting from vehicle location decisions in emergency medical services. We address the unbalanced service quality among regions with respect to various mathematical models including conventional ones. An extensive numerical study is conducted to show the effect of modeling approaches and network features on equity. Several observations are drawn and it is shown that the use of overall performance measures in the objective functions of mathematical models ignores other essential criteria, and there is room for improvement in terms of equity. Secondly, we propose decomposition methods based on queueing theory to assess the performance measures of the EMS system under a given location solution without needing to construct computationally cumbersome queueing or simulation models. The proposed decomposition methods require a set of nonlinear equations to be solved simultaneously, yet they are still favorable to exact queueing or simulation models in terms of the computational burden. A genetic algorithm is proposed to use the decomposition method in the optimization problems and find solutions for the EMS vehicle location problem based on queueing theory. It is shown that the proposed methods perform well in assessing the performance measures and evaluating close enough solutions the best solution for the optimization problems. Lastly, we propose mixed integer nonlinear problems (MINLP) with various objective functions incorporating closed-form formulations for the performance measures of the system based on decision variables. With MINLP models, there is no need for estimating problem parameters such as busy probability of vehicles in advance. The proposed models are easier to construct and solve with respect to approximation algorithms or decomposition methods in the literature where stochastic processes are incorporated. Hence, the proposed MINLP models enable decision-makers to incorporate uncertainties in the problem environment directly in the estimation of the parameter of the models based on queueing theory while still keeping the models relatively easy to solve since only the objective functions are nonlinear.
Benzer Tezler
- Acil tıbbi yardım istasyonlarının yer seçimi ve planlaması
Determining the locations of emergency medical service facilities
ECEM KONAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BERRİN AYTAÇ
YRD. DOÇ. DR. SİBEL ALUMUR ALEV
- Acil tıbbi servis araçları yerleşim algoritmaları ve uygulamaya yönelik kıyaslamaları
Emergency medical service vehicles location algorithyms and application comparisions
İLDENİZ YAYLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. CENGİZ GÜNGÖR
- Afet yönetiminde ulaşılabilirliğin sağlanmasına yönelik modeller ve çözüm yöntemleri
Models ans solutions methods for supplying connectivity in disaster management
İLKNUR TÜKENMEZ
Doktora
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA SARAÇ
PROF. DR. ONUR KAYA
- GIS-based stochastic modeling of physical accessibility by using floating car data and Monte Carlo simulations
Hareketli araç verisi ve Monte Carlo benzetişimi kullanarak fiziksel erişebilirliğin CBS?ye dayalı stokastik modellemesi
KIVANÇ ERTUĞAY
Doktora
İngilizce
2011
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Coğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. ŞEBNEM DÜZGÜN
- Emergency medical system design for disaster response
Afete müdahale için acil tıp sistemi tasarımı
MEHMET KÜRŞAT ÖKSÜZ
Doktora
İngilizce
2020
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞULE ITIR SATOĞLU