无人机投递自动体外除颤器的响应时间优化
最优化与控制
2019-08-02 v1
摘要
院外心脏骤停（OHCA）每年在北美夺去超过400,000人的生命，是最具时间紧迫性的医疗急症之一。无人机投递的自动体外除颤器（AED）有潜力成为OHCA急救服务中的变革性创新。在本文中，我们提出一个仿真-优化框架，以最小化满足预定响应时间目标所需的无人机总数，同时保证每个基地布置足够数量的无人机。为此，我们开发了一个基于p-中位数架构的位置-排队模型，其中每个基地构成一个显式的M/M/d队列，并纳入到需求点的估计基线响应时间。然后我们开发了一种利用基线响应时间的重构技术，使我们能够使用现成求解器最优求解实际规模的算例。为测试模型，我们开发了双阶段机器学习方法来仿真未来OHCA的位置和基线响应时间。我们利用加拿大多伦多周边26,000平方公里区域的八年真实数据展示了框架的应用。仅需少量无人机即可在所有区域显著缩短响应时间。此外，聚焦于改善第90百分位的目标准则非常适合实际应用，因为该模型在降低整体响应时间分布的同时，在城市和农村地区均提供公平的覆盖。总体而言，本文提供了一个现实框架，可被寻求部署无人机网络的医疗提供者所利用。
引用
@article{arxiv.1908.00149,
title = {Response time optimization for drone-delivered automated external defibrillators},
author = {Justin J. Boutilier and Timothy C. Y. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00149},
year = {2019}
}