Поиск в базе сайта:
Здравоохранения icon

Здравоохранения




НазваниеЗдравоохранения
страница1/5
Дата конвертации26.09.2014
Вес0.59 Mb.
КатегорияТексты
  1   2   3   4   5


На правах рукописи


биджиев АРТУР ЗАУРОВИЧ

МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ ДВУХУРОВНЕВОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ

ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Специальность 08.00.13 – «Математические

и инструментальные методы экономики»
Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата экономических наук


Иваново 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»


Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ,

доктор экономических наук, профессор

^ Ильченко Ангелина Николаевна


Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, доцент

Коровин Дмитрий Игоревич

(Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина,

заведующий кафедрой высшей математики)
кандидат экономических наук, доцент

^ Стоянова Татьяна Александровна

(Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени

Д.К. Беляева,

заведующая кафедрой информационных технологий и статистики)


Ведущая организация:

^ ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»


Защита состоится 21 апреля 2012 г. в 13.00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.063.04 при ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу 153000, г. Иваново, пр. Ф.Энгельса, д. 7, аудитория Г-121.

Тел. (4932) 32-54-33, e-mail: nvbalabanova@mail.ru .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет».
Сведения о защите и автореферат диссертации размещены на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» http://isuct.ru .
Автореферат разослан «____» ____________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н. В. Балабанова

^ I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Важными элементами социальной политики государства на всех уровнях государственной власти являются охрана и укрепление здоровья граждан России, увеличение продолжительности жизни и повышение качества, и предоставления медицинской помощи. Возникшее несоответствие между реальными потребностями системы здравоохранения и уровнем ее финансирования с объективной необходимостью требует поиска путей преодоления сложившегося противоречия и разработки модели управления системой здравоохранения с целью обеспечения равновесия между ее медицинской и экономической составляющими.

Непредсказуемое и скоротечное изменение факторов внешней среды и, как следствие, нарастание неопределенности являются характерными признаками сложившихся социально-экономических отношений, что обусловливает существенное усложнение целей и задач, форм и методов управления здравоохранением как экономической системой, ибо для сохранения внутреннего равновесия система должна обеспечить более высокий уровень упорядоченности, чем уровень упорядоченности (или хаоса) факторов внешней среды. В данной ситуации рассмотрение здравоохранения как экономической системы производственного типа и системный подход к проблемам управления здравоохранением способны удовлетворить жестким требованиям, предъявляемым к сложным системам, и обеспечить динамическое равновесие между ее составляющими.

Внедрение информационно-аналитических моделей медико-технологической и экономической деятельности медицинских учреждений, в конечном счете, направлено на обеспечение управляемости всего здравоохранения как экономической системы и, соответственно, повышение эффективности функционирования всего здравоохранения. Развитие рыночных отношений с объективной необходимостью требует адекватной модели управления в системе здравоохранения, характеризующейся оперативностью, способностью быстро и эффективно реагировать на внешние по отношению к системе изменения. Рыночная модель организационно-управленческой системы здравоохранения, основанная на информационно-аналитических технологиях, соответствует одной из основных задач реформы отрасли, повышению эффективности системы управления здравоохранением.

Таким образом, построение комплексной экономико-математической модели анализа и прогнозирования потребности населения в медицинской помощи для обоснования региональных планов финансирования и государственного регулирования в этой сфере, исходя из интересов государства с наилучшей социальной пользой, несомненно, является актуальной задачей.

^ Степень научной разработанности проблемы. Проблемами управления здравоохранением и вопросами повышения эффективности системы управления в сфере здравоохранения уже многие годы занимаются ведущие ученые-медики и организаторы здравоохранения страны, такие как Стародубов В.И., Комаров Ю.М., Лисицын Ю.А., Кузьменко М.М., Кучеренко В.З., Вялков А.И., Гришин В.В., Денисов И.П., Линденбратен А.Л., Решетников А.В., Ройтмен МЛ., Таранов A.M., Щепин О.П. и другие.

В работах Александрова В.Л., Бадаева Ф.И., Врагиной З.В., Вялкова А.И., Ермакова С.П., Исаковой Л.Е., Кадырова Ф.П., Киселева С.В., Кукушкина В.И., Куд­рявцева Ю.Н., Решетникова А.В., Шеймана И.М., Яковлева Е.П. и др. исследуются различные аспекты управления отраслью и лечебно-профилактическими учреж­дениями. Менее изучены проблемы управления системой здравоохранения на основе современных информационных технологий, хотя отдельные аспекты проблем рас­смотрены в работах Бенедиктова Д.Д., Вялковой С.М., Кузнецова П.П., Кокорина Е.П., Стуколовой Т.И., Чеченина Г.И. и др.

За последние десять лет были сформированы общие и отраслевые предпосылки для выделения экономики здравоохранения в самостоятельную научную дисциплину. Среди общих причин можно отметить переход к системе рыночных отношений, либерализацию цен на товары и услуги, разгосударствление экономики и, как следствие, дифференциация доходов и социальное расслоение общества. Содержательная сторона этих предпосылок сводится к внедрению в здравоохранение экономических методов управления, приданию медицинской услуге товарных характеристик, которые в наибольшей степени соответствуют природе и характеру рыночных связей и отношений.

Отдавая должное вкладу многих исследователей в разработку данной тематики, отмечаем, что исследований по комплексному экономико-математическому анализу и прогнозированию социально-экономической ситуации в сфере здравоохранения явно недостаточно, а на уровне отдельных Российских регионов просто не существует, в силу того, что рыночные отношения в этой сфере деятельности еще только формируются.

^ Целью диссертационного исследования. Основной целью диссертационной работы является разработка (на содержательном примере задач здравоохранения) двухуровневого подхода к математическому моделированию, на базе методов нелинейной динамики, социально-экономических систем со слабоструктурированными исходными данными для создания основ планирования и принятия управленческих решений. Поставленная цель требует решения следующих задач:

- разработка общей структурной схемы двухуровневого моделирования динамики спроса на медицинские услуги и численных методов его реализации;

- исследование статистических характеристик слабоструктурированных временных рядов (обращения за медицинской помощью) для обоснования выбора методов прогнозирования;

- исследование возможностей методов нелинейной динамики для первичной обработки фактологических данных с целью улучшения их предпрогнозных характеристик;

- исследование возможностей методов теории автоматов для краткосрочного и среднесрочного прогнозирования спроса на медицинские услуги в регионе;

- разработка в качестве основной составляющей модели нижнего уровня новых методов предпрогнозного структурирования данных на базе фрактального и фазового анализа;

- формирование данных для верхнего уровня моделирования на базе математического аппарата теории нечетких множеств и инструментария теории детерминированного хаоса;

- разработка прогнозной модели верхнего уровня на базе концепции клеточных автоматов и её реализация доступными компьютерными программными средствами;

- проектирование экспериментальной апробации предложенных моделей на реальной информации.

^ Объект исследования – Государственное республиканское учреждение здравоохранения «Карачаево-Черкесская республиканская больница».

Предмет исследования – экономико-математические модели прогнозирования временных рядов посуточных поступлений больных с различными симптомами заболеваний в лечебные учреждения регионального уровня для определения спроса на медицинские услуги стационарного лечения в условиях многоукладности отечественного здравоохранения.

^ Методология исследования. В процессе исследования применялись методы системного анализа, анализ временных рядов; методы математико-статистического моделирования временных рядов; дискретной математики, многокритериальной оптимизации, теории вероятностей и математической статистики, теории нечетких множеств и интервального исчисления, методы фрактального анализа, фазовых портретов, прогнозирования временных рядов на базе клеточных автоматов.

^ Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке и развитии теоретического, методологического и инструментального обеспечения для двухуровневого экономико-математического моделирования (анализа, прогнозирования и оптимизации) в социально-экономических системах, отличающихся неопределенностью исходных данных.

На защиту выносятся следующие основные положения, полученные лично автором и содержащие элементы новизны:

  1. Двухуровневая концепция для моделирования задач оптимизации управления ресурсами здравоохранения, предусматривающая структурирование исходных данных на нижнем уровне и нахождение оптимального решения на верхнем уровне.

  2. Методы (модели и алгоритмы) для фрактального анализа и фазового анализа временных рядов, отражающих спрос на медицинские услуги в регионе, для оценки предпрогнозных характеристик этих рядов и принятия методических решений для последующего прогнозирования.

  3. Алгоритмы реализации таких этапов клеточно-автоматного прогнозирования, как перевод исходного числового временного ряда в лингвистический временной ряд, построение множества конфигураций лингвистического временного ряда, вычисление частостей переходов конфигураций в состояния, вычисление значений функции принадлежности для лингвистического прогноза, построение числового прогноза в терминах нечетких множеств и дефазификации, валидация с целью оценки точности и надежности прогнозирования спроса на медицинские услуги в регионе.

  4. Методика определения приоритетных направлений вложения инвестиций в объекты здравоохранения, базирующаяся на построении модели векторной оптимизации.

Область исследования. Диссертационное исследование проведено в соответствии Паспорту научной специальности (08.00.13) – Математические и инструментальные методы:

п. 1.1. Разработка и развитие математического аппарата анализа экономических систем: математической экономики, эконометрики, прикладной статистики, теории игр, оптимизации, теории принятия решений, дискретной математики и других методов, используемых в экономико-математическом моделировании;

п. 1.4. Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений.

^ Информационной базой исследования послужили архивные материалы Государственного республиканского учреждения здравоохранения «Карачаево-Черкесская республиканская больница», опубликованные статистические данные Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Карачаево-Черкесской Республике, Росстата, Министерства здравоохранения и социального развития Карачаево-Черкесской Республики, Законодательство РФ по здравоохранению, материалы периодической печати и данные социолого-экономических исследований автора.

^ Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

Теоретическая значимость работы заключается в модельной формализации управленческой деятельности местных органов государственной власти в части планирования инвестиций в сфере здравоохранения.

Практическая значимость исследования определяется его ориентацией на решение актуальных проблем развития регионального здравоохранения. Предложенные подходы, экономико-математические модели и алгоритмы универсальны и позволяют решать широкий круг задач оптимизации управления, в частности организационно-экономического, методического, алгоритмического обеспечения и инструментальных средств и могут быть использованы: органами регионального управления, разработчиками информационно-аналитических систем для поддержки принятия управленческих решений на различных уровнях социальной, экономической и административной деятельности.

Практическая значимость результатов исследования подтверждается их использованием в планово-аналитической работе Министерства здравоохранения и курортов Карачаево-Черкесской Республики в 2008-2010 г.г., а так же в управленческой деятельности Карачаево-Черкесской Республиканской клинической больницы.

^ Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследования и основные его положения докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- на Международной научно-практической конференции «Экономико-организационные проблемы проектирования и применения информационных систем» (Ростов-на-Дону, 2005);

- на Международной научно-практической конференции «Экономическое прогнозирование: модели и методы» (Воронеж, 2006);

- на Международной междисциплинарной научной конференции «Идеи синергетики в естественных науках» (Тверь, 2006);

- на Х Международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» (Таганрог, 2006);

- на кафедре Управления экономико-математического моделирования ФГБОУ ВПО «ИГХТУ» (Иваново, 2010-2011).

Публикации. Основные положения и выводы диссертационного исследования нашли отражение в 7 научных статьях (из них 3 – в журналах из списка ВАК) и в 6 тезисах докладов, общим объемом – 7,54 п.л. (вклад автора -4,44 п.л.).

^ Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, состоящего из 141 источника и приложений.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, описана структура, изложены основные научные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе осуществлен анализ проблем управления ресурсами в региональных учреждениях здравоохранения в современных экономических условиях. Обоснована потребность системы управления здравоохранения в математических и инструментальных средствах поддержки принятия решений. Представлена двухуровневая модель анализа и прогнозирования инвестиционных решений на региональном уровне в сфере здравоохранения, включающая анализ исходных статистических данных (временных рядов), прогнозирования спроса на услуги и оптимизацию распределения инвестиционных ресурсов.

Во второй главе рассматривается предпрогнозный анализ временных рядов заболеваемостей с использованием математического аппарата фрактального и фазового анализа. Фрактальный анализ базируется на алгоритме последовательного анализа, выявляющий фундаментальные качественные и системные свойства, а именно: глубина долговременной памяти и ее оценка в терминах теории нечетких множеств, мера хаотичности или, наоборот, трендоустойчивости, квазицикличность, самоподобие.

В третьей главе обоснован выбор инструментария теории нелинейной динамики, изложена технология прогнозирования временных рядов на базе линейных клеточных автоматов. Реализована двухуровневая модель прогнозирования потребности в медицинской помощи в Государственном республиканском учреждении здравоохранения «Карачаево-Черкесская республиканская больница», и оптимизации распределения инвестиционных ресурсов. Приведена численная апробация и оценка практической применимости разработанной двухуровневой модели.

В заключении сформулированы выводы и предложения на основе проделанной работы.

^ II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

Первая группа проблем диссертационного исследования связана с анализом теоретических основ моделирования управления ресурсами в здравоохранении.

Научная разработка финансово-экономических и управленческих систем в здравоохранении остаётся весьма актуальной. Наиболее опасным недостатком существующих методик стала вынужденная необходимость искусственно занижать реальный спрос на медицинские услуги и укладывать его в возможности бюджета. Такой подход приводит к заведомому искажению реально необходимых показателей оказываемой медицинской помощи и не позволяет достоверно оценить необходимые объёмы базовых программ, размеры страховых тарифов и т.п.

Для реализации целей диссертационного исследования осуществлена оценка реальных возможностей инструментария статистического анализа для прогнозирования временных рядов, построенных на основе статистических данных ежедневного количества обратившихся за медицинской помощью за период с 01.01.2007 года по 27.12.2009 год в Государственное республиканское учреждение здравоохранения «Карачаево-Черкесской республиканской больницы». Выявленная слабая адекватность реальным исходным данным классических методов прогнозирования, базирующихся на трендах и автокорреляции, обусловила необходимость выбора такой математической модели прогнозирования, которая базируется на инструментарии клеточных автоматов и теории нечетких множеств. Дается содержательное описание концепции двухуровневого подхода к моделированию эволюционных социально-экономических процессов и систем, показатели которых не подчиняются нормальному закону распределения. Для них характерны множественность и противоречивость целей и критериев, стохастичность, интервальность или нечеткость значений исходных данных и хаотичность структуры связей. Математическая модель верхнего уровня – это модель теории оптимизации, на базе которой строится и обосновывается наиболее целесообразное управление распределением инвестиций. На нижнем уровне осуществляется моделирование исходных данных для модели верхнего уровня. Графическое представление двухуровневого подхода к моделированию инвестиционных решений в здравоохранении приведено на рисунке 1.

Автором разработана математическая формализация концептуальной модели, базирующаяся на методах нелинейной динамики.



Рис. 1. Структурная схема двухуровневого подхода к моделированию инвестиционных решений в здравоохранении.

На нижнем уровне предложен достаточно общий подход и инструментарий использования предпрогнозных фрактальных характеристик временных рядов как для оценки их прогнозируемости, так и для качественной оценки устойчивости и тенденции в динамике развития процессов планирования медицинских ресурсов.

На верхнем уровне моделируется спрос на медицинские услуги в регионе. Прогнозирование базируется на линейных клеточных автоматах, а также предполагает использование операции агрегирования.

Алгоритм прогнозирования на базе клеточного автомата реализуется в системном единстве с процессом моделирования долговременной памяти и завершается получением прогноза заболеваемостей, включая валидацию (оценивание погрешности результата). Алгоритм реализации двухуровневой состоит из следующих шести этапов.

Этап 1. Использование статистических методов и визуализация для предварительного анализа данного временного ряда на предмет выявления наличия или отсутствия тяжелых хвостов, трендов, циклических или сезонных компонент и др.

Этап 2. Фрактальный анализ данного временного ряда с целью установления в нем долговременной памяти, включая оценку ее глубины, а также выявления в поведении временного ряда таких характеристик и тенденций, как трендоустойчивость или, наоборот, хаотичность, персистентность или антиперсистентность и др. Вычислительная часть фрактального анализа базируется на алгоритме - анализа. Оценки, получаемые на выходе этого этапа, имеют числовую природу: наиболее адекватным является их представление в терминах и понятиях нечетких множеств.

Этап 3. Преобразование числового временного ряда в лингвистический временной ряд с целью обеспечить возможность применить квазигенетический алгоритм, работающий с комбинаторными конфигурациями, составляющими собой структуру лингвистического временного ряда и его терм-множество

Этап 4. Построение определяемой данным лингвистическим временным рядом генетической памяти клеточного автомата состоит из подэтапов:

- формирование множества всех -конфигураций, содержащих в полученном лингвистическом временном ряде, , где - глубина памяти этого лингвистического временного ряда;

- вычисление частот и частостей переходов - конфигураций из в состояния-термы.

Этап 5. Формирование прогноза для рассматриваемых числового и лингвистического временного ряда путем реализации «мягких вычислений» на базе построенной памяти клеточного автомата:

- получение прогноза в виде нечеткого лингвистического множества;

- преобразование нечеткого лингвистического множества в числовое нечеткое множество, которое при необходимости с помощью процедуры дефазификации можно перевести в четкий числовой прогноз.

Этап 6. Валидация, т.е. получение оценок погрешности для полученного прогноза числового и лингвистического временных рядов.

Все этапы предлагаемой прогнозной модели были осуществлены на 10 временных рядах числа зарегистрированных больных в 9 разно профильных отделениях и итого по всем отделениям республиканской больницы КЧР за 2007-2009 гг.

Вторая группа проблем исследования связана с детальным предпрогнозным анализом временных рядов заболеваемостей с использованием математического аппарата фрактального и фазового анализа.

Исходными статистическими данными в настоящем исследовании являются подневные временные ряды , где индексом перенумерованы годы рассматриваемого периода длиной лет, а – количество жителей данного населенного пункта, обратившихся за медицинской помощью в -й день года .

С целью анализа динамики наблюдаемых количеств заболевания были введены обозначения для всех десяти временных рядов:

,– терапевтическое отделение,

,– отделение неврологии,

,– отделение хирургии (взрослое),

,– нейрохирургическое отделение,

,– отделение ЛОР (взрослое),

,– глазное отделение,

,– отделение пульмонологии,

,– отделение кардиологии,

,– детское анестезиолого-реанимационное отделение,

,– итого по всем отделениям.

Рассматривая численные значения статистических показателей всех 10 временных рядов (ВР), получаем:

– значения коэффициента асимметрии А по абсолютной величине далеки от нуля, т. е. эмпирические распределения не симметричны и относятся к классу распределений с «тяжелыми хвостами», в силу чего для их анализа и прогноза классическая методология прогнозирования приемлема в малой степени.

– коэффициент эксцесса Е отклоняется в меньшую сторону от значения коэффициента эксцесса, присущего нормальному распределению, этот факт объясняется тем, что область определения эмпирического распределения для рассматриваемых рядов в большинстве случаев принадлежит окрестности , где М – математическое ожидание, - среднеквадратическое отклонение.

– большинство рассмотренных ВР отличаются повышенной вариабельностью, а именно, коэффициент вариации принимает значения из интервала (0,5; 1).
  1   2   3   4   5

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией