本文選題：服務調度　切入點：排隊系統(tǒng)　出處：《大連理工大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：傷員分類救治調度、鮮活農產品運輸管理以及關于延遲敏感的IT任務處理等系統(tǒng),具有共同的特征：第一,完成單個任務的收益隨等待延遲而降低；第二,問題系統(tǒng)中存在多種類型的服務對象,每類對象具有不同的衰減速率和服務時間等屬性。本文將研究問題歸納在一類具有衰減回報和多類顧客的排隊系統(tǒng)(簡稱,衰減多類系統(tǒng))之中。衰減多類系統(tǒng),處于生滅過程、拖期調度、多類顧客排隊等研究的交叉領域,與當前排隊及調度理論中不耐煩顧客和惡化工件等概念,在研究對象和應用領域方面有著本質區(qū)別。本文旨在以災后稀缺耐用性醫(yī)療資源調度問題為背景,但不局限于醫(yī)療系統(tǒng),研究衰減多類系統(tǒng)的共同性質和抽象決策模型。為了深入地分析衰減多類系統(tǒng),首先,將具體的災后醫(yī)療資源調度系統(tǒng)作為切入點,基于應急醫(yī)療理論和運籌優(yōu)化理論,通過文獻研究和典型案例分析的方法,定義和界定災后醫(yī)療資源調度系統(tǒng),提出系統(tǒng)中有待研究的多災點醫(yī)療資源分配調度(MASP)、多類傷員救治調度優(yōu)先級(MCCSP)、多名傷員救治調度(MCSP)等三個問題。隨后,以災后醫(yī)療資源調度系統(tǒng)及其中調度問題為原型,根據(jù)排隊理論,在抽象的衰減多類系統(tǒng)中定義顧客群的服務調度、顧客類的服務調度、顧客的服務調度等三個一般性調度優(yōu)化問題。利用規(guī)劃論、馬爾可夫決策、柔性作業(yè)車間等方法和模型,開發(fā)解決一般性優(yōu)化問題的算法。最后,通過模擬數(shù)值實驗,驗證所提出模型及算法的科學性,并將研究成果應用于災后醫(yī)療資源調度算例,證明本研究的應用價值。按照以上研究范式,針對衰減多類系統(tǒng)及其調度決策模型的具體研究內容及結論如下：(1)顧客群的服務調度,以MASP司題為原型。顧客群是多名顧客構成的集合,群內顧客分為多個類型,每個顧客類型具有各自的衰減回報函數(shù)。顧客群是MASP問題中災點的抽象。顧客群的服務調度模型,根據(jù)顧客群內顧客數(shù)量及結構、固定服務員、派出服務站內派出服務員數(shù)量、顧客群與派出服務站的距離等因素,在當前決策點制定決策方案,使系統(tǒng)在當前決策點與下一決策點間的時間段內顧客回報損失最小化。以汶川地震的醫(yī)療救援相關文獻中的原始數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料為基礎,結合計算機模擬數(shù)據(jù),實施數(shù)值實驗。實驗結果表明,在災后醫(yī)療資源調度應用中,顧客群的服務員分配優(yōu)化算法較現(xiàn)行的主觀經驗決策方法(災情優(yōu)先和距離優(yōu)先),救援效果有顯著提升。(2)顧客類的服務調度,以MCCSP問題為原型。顧客類是具有相同衰減回報顧客的集合。以顧客類為接受主體的服務調度決策模型,運用運籌優(yōu)化理論和生存分析理論,研究多種顧客類之間服務優(yōu)先級的動態(tài)規(guī)則,根據(jù)各顧客類的顧客數(shù)量、服務時間分布、回報衰減速率等因素,采用動態(tài)規(guī)劃,在每個當前決策點,制定最優(yōu)的顧客類服務調度方案,實現(xiàn)系統(tǒng)終止時刻總體回報最大化。數(shù)值實驗在線性回報函數(shù)、一般的回報函數(shù)、傷員分類救治三種情形下構建,將提出的LE算法與R(t)rμ,SEST和TCF等經典基準算法比較。實驗結果表明,在系統(tǒng)總體回報方面,LE算法顯著優(yōu)于基準算法。除驗證算法的效率和可行性外,本研究還對LE算法的敏感性進行了分析。(3)顧客的服務調度,以MCSP問題為原型。考慮每位顧客服務時間以及服務回報的差異,采用柔性作業(yè)車間模型描述調度問題,提出以顧客為接受主體的服務調度算法。顧客服務調度算法的主體是動態(tài)遺傳算法,考慮了不確定事件對服務調度和決策方案的干擾,具有優(yōu)秀的全局搜索能力以及健壯性。數(shù)值模擬實驗以災后醫(yī)療資源調度為例,結合典型重大自然災害的實際統(tǒng)計數(shù)據(jù),驗證了顧客服務調度算法的有效性和可行性。實驗分析擾動事件對結果的影響時發(fā)現(xiàn),早期發(fā)生的計劃調整通常會對系統(tǒng)結果產生較大的影響,而后期發(fā)生計劃調整的影響則相對較小。最后構造比較實驗,在相同條件下,發(fā)現(xiàn)顧客服務調度算法相較于顧客類服務調度算法在系統(tǒng)回報方面的優(yōu)勢。衰減多類系統(tǒng)的特征歸納以及系統(tǒng)中三類調度方法的研究,在理論層面,拓展排隊和調度理論的研究范圍,豐富運籌排隊和調度的研究體系；在應用層面,將具有衰減回報和多類顧客的排隊系統(tǒng)的共性模型和抽象算法實例化到具體實踐領域,可指導研究領域中的決策方案制定,實現(xiàn)資源利用效率的最大化,減少社會損失。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP18;R129

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本文編號：1645560