基于窮舉算法優化的醫院區域導航路徑選擇

吳冠朋， 楊麗娜

（山東省立第三醫院， 濟南 250031）

0 引言

隨著醫院規模不斷擴大，功能區域也越來越細化。 面對室內結構復雜、就診人數也不少的情況，患者在就診時較容易找不到具體就診位置；在就診過程中，患者就要經常詢問咨詢臺人員、醫護人員才能找到診治地址，從而降低了就診體驗，同時院方也要付出相當多的服務成本。 醫院借助物聯網及5G 技術的發展，加大物聯網及5G 技術在醫療方面的建設投入，同時為了滿足《國家衛生健康委辦公廳關于印發醫院智慧服務分級評估標準體系》通知中智慧服務分級要求，在便利患者的就診流程、提高患者就診體驗以及滿意度情況下，院內導航系統［1－3］應運而生，既方便了患者，又可以更好地服務于醫院運營。 院內導航系統是基于物聯網時代的藍牙技術來構建醫院物聯網基礎框架，院內導航的建設包含硬件設備和軟件，同時還需要算法的支持。 本文以山東省立第三醫院院內導航建設為例，介紹院內導航建設的硬件設備和軟件開發。 其中，硬件設備包含iBeacon 藍牙定位信標、導航大屏、BeaconPAD 藍牙智慧天線陣列等。 軟件包含全院區室內3D 高精地圖、三維定位技術、數據統計分析系統。 通過將各個診室和院區CAD 圖紙坐落框架，形成院內外地圖一體化，通過窮舉優化算法計算到達目的地最優路徑，使得患者可以通過手機小程序進行目的地的導航指引。 院內導航系統硬件組成如圖1 所示。

圖1 院內導航系統硬件組成Fig. 1 Hardware composition of hospital navigation system

1 院內導航研究

本次研究工作主要集中于院內導航的路徑規劃上。 院內導航系統由6 部分組成，分別包括：進行室內iBeacon 硬件部署、地圖制作及地圖引擎SDK、路徑規劃引擎SDK（跨IOS 和Android 平臺）、定位引擎SDK（跨IOS 和Android 平臺）、 APP 和導航SDK（跨IOS 和Android 平臺）、導航微信公眾號或小程序SDK。 其中，最主要的研究內容就是完成了定位和路徑規劃導航。

1.1 基于窮舉算法的路徑優化

窮舉思想，即窮盡所有可能，前期按照規則庫來定義距離、時間、常用路線等條件，窮舉所有可能路線，并進行綜合評判確定優化路線。 后期經過大數據綜合對比分析，以常用路線使用次數為主要判定因素，綜合考慮導航距離、時間成本、體能消耗因素，確定最優路線。

針對同一就診目的地存在多種路徑的情況，對不同路徑進行窮舉，并通過大數據人群實際導航的時間、距離、方便性、無障礙等多種判定條件，選出最優路徑，同時當規劃路徑存在不可達時，還可對路徑進行手動修改。 例如，就診人可以根據導航提示選擇跨樓層的方式，可以選擇扶梯、電梯或者步行樓梯，當出現某處電梯處于維修狀態時，就診人可及時更改路線，讓就診人以智能推薦路線到達診室。 以某就診人目前在住院二部3 樓健康管理科，需要前往北院門診CT 室為例進行模擬，如圖2 所示。

圖2 導航路線智能推薦Fig. 2 Intelligent recommendation of navigation route

1.2 代碼設計部分

（1）患者所在位置。 文中給出的研發代碼具體如下。

2 患者就醫全流程導航

院內導航建設設計、并融合患者就診流程如圖3 所示。 由圖3 可知，患者在來醫院前先在醫院公眾號進行預約掛號，預約成功后會開啟消息推送，并設置就診診室導航位置連接，點擊后自動規劃院外患者到醫院診室的路線，接下來患者一鍵導航至就診區后進行相關的就診、取藥、檢驗、檢查相關地點的院內導航。 通過如上精準的院內導航服務，有效解決了醫院就診過程中浪費時間問題，減少了三長一短現象，優化了資源配置，服務質量也得以明顯提升。 與此同時，也滿足了智慧醫院建設的院內導航建設要求。

圖3 患者就診流程圖Fig. 3 Patient visit flow chart

3 結束語

通過基于窮舉算法的院內導航，貫穿患者就診全流程，提供精準的院內導航位置，綜合大數據就診實際導航的時間、距離、方便性、無障礙等多種判定條件，選出最優路徑，通過院內導航的建設，提升了患者就醫體驗，節省了就診時間，一并提高了醫院服務質量。