劉 航 孫 霞 王倩倩

（安徽理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 安徽淮南 232001）

門診是醫(yī)院收治病人環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，病人往往事發(fā)突然情況危急，施救是否及時(shí)、診斷是否正確、措施是否果斷得力，均將影響到病人的安危。及時(shí)、正確、果斷的急救，可以降低病人的死亡率，減少病人傷殘率。Petri網(wǎng)是分布式系統(tǒng)的建模和分析工具，實(shí)際流程問題復(fù)雜而交互，建模時(shí)遇到一些不一致或者不適用的情況時(shí)，借助Petri網(wǎng)及行為輪廓的相關(guān)理論知識(shí)加以優(yōu)化模型，是非常重要的一步[1]。

國內(nèi)外越來越多的專家學(xué)者專注于流程優(yōu)化，文獻(xiàn)[2]介紹了廣義隨機(jī)Petri 網(wǎng)（GSPN）應(yīng)用于技術(shù)系統(tǒng)合成和系統(tǒng)性能評(píng)估，對系統(tǒng)進(jìn)行直觀的建模和強(qiáng)大的分析。因此可以映射到連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈（CTMC），使用概率模型檢查的各種定量分析方法。文獻(xiàn)[3]本文描述了一種允許使用標(biāo)準(zhǔn)形式語義化不同業(yè)務(wù)流程模型的方法，流程模型完全自動(dòng)轉(zhuǎn)換為流程模型術(shù)語，使術(shù)語重寫系統(tǒng)規(guī)范化。文獻(xiàn)[4]介紹了一種在Petri網(wǎng)中進(jìn)行可達(dá)性檢查的技術(shù)，利用組合性來提高系統(tǒng)性能。文獻(xiàn)[5]介紹了一個(gè)使用用以提高性能的工具，討論了設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，確定改進(jìn)可能。文獻(xiàn)[6]介紹了門診看病流程的Petri網(wǎng)模型,根據(jù)實(shí)際情況產(chǎn)生的問題,通過增加相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)對模型進(jìn)行優(yōu)化,說明了流程模型優(yōu)化的有效性。

本文根據(jù)醫(yī)院實(shí)際門診流程，對門診流程進(jìn)行建模，并利用Petri網(wǎng)行為輪廓提出了一種門診流程優(yōu)化模型。

一、基本概念

定義1[7]（流程模型）流程：模型Petri網(wǎng)PN=(P,T,F,C)是一個(gè)四元組滿足以下條件：

(1)P?T≠Φ;

(2)P?T=Φ;

(3)F?(P×T)?(T×P);

(4)dom(F)=

(5)cod(F)=

可見，網(wǎng)PN=(P,T,F,C)的基本元素集合是P和T，在Petri網(wǎng)中，一般分別使用圓圈和方框表示。

定義2[1]（變遷發(fā)生規(guī)則）：設(shè)N=(P,T;F,M)稱作為Petri網(wǎng)，則：

（1）對于N=(P,T,F,M)，?t∈T，如果?p∈P:p∈?t：M(p)≥1，則稱t在M使能，記為M[t＞。

（2）在標(biāo)識(shí)M下使能的變遷t發(fā)生后，得到一個(gè)新的標(biāo)識(shí)M'（記為M[t＞M'），則有

定義3[1]（可達(dá)性）：設(shè)N=(P,T;F,M)為Petri網(wǎng)，如果存在t∈T使M[t＞M'則稱M'為從M直接可達(dá)的。如果存在變遷序列t1,t2,...,tk和標(biāo)識(shí)序列M1,M2,...,Mk使得M[t1＞M1[t2＞M2...Mk-1[tk＞Mk，則稱Mk是從M可達(dá)的。從M可達(dá)的一切標(biāo)識(shí)的集合記為R(M)。

定義4[8]（行為輪廓）：設(shè)(N,M0)是一個(gè)網(wǎng)，初始標(biāo)識(shí)為M0，將所有關(guān)系的集合稱為網(wǎng)系統(tǒng)的行為輪廓，記作BP=對任給的變遷對(t1,t2)∈(T×T)滿足下面關(guān)系：

若t1?t2，且t2?t1，則稱嚴(yán)格序關(guān)系，記作t1→t2；

若t1?t2，且t2?t1，則稱嚴(yán)格逆序關(guān)系，記作t1→-1t2；

若t1?t2，且t2?t1，則稱排他序關(guān)系，記作t1+t2；

若t1?t2，且t2?t1，則稱交叉序關(guān)系，記作

二、基于Petri網(wǎng)在門診流程模型優(yōu)化分析

通過對我國醫(yī)療情況的研究分析，隨著生活水平的提高，以及人民對健康的認(rèn)知提升，就醫(yī)人數(shù)大大增加，而醫(yī)療資源相對匱乏。而門診作為醫(yī)院就診環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)，需要準(zhǔn)確的判斷，迅速收治?；颊哚t(yī)院急診入院根據(jù)情況不同分為三種情況，急診t2和危診t3、門診患者t4，t2和t3是排他序都可以引發(fā)t5進(jìn)行搶救，t4和t5是排他序都可以引發(fā)t6開始預(yù)診，此時(shí)t6和t7是嚴(yán)格序獲得一卡通卡，此時(shí)t7引發(fā)t23上傳個(gè)人信息和t8檢查有無余額兩個(gè)并發(fā)關(guān)系，先看患者端t9和t10是排他序，如果無余額則由t9發(fā)生t11、t13兩個(gè)排他序，如果無現(xiàn)金則發(fā)生嚴(yán)格序t12刷卡繳費(fèi)并發(fā)生t25獲取充值信息，有現(xiàn)金或者卡內(nèi)余額都可以引發(fā)t14開始掛號(hào)，t14和t15等待叫號(hào)是嚴(yán)格序關(guān)系，并引發(fā)并發(fā)序t26上傳就診信息和t16進(jìn)行就診，在門診醫(yī)生處就診后引發(fā)t16拍片檢查和t17購買藥品，如果患者需要檢查則發(fā)生t27上傳檢查結(jié)果和t19復(fù)查兩個(gè)并發(fā)序關(guān)系，t17發(fā)生后，引發(fā)t28形成患者專屬的個(gè)人電子病歷。t19發(fā)生后，由醫(yī)生判斷有無問題，有問題則回到t16重新復(fù)查，無問題則與t17購藥都可以引發(fā)t22離院。

圖1 醫(yī)院門診流程Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

由以上流程可以看出，在緊急情況下按照急診流程存在一定問題，患者或者患者家屬因?yàn)槭掳l(fā)突然未必帶有現(xiàn)金或者銀行卡內(nèi)無錢，在這種情況下，為了讓患者獲得及時(shí)救治以及避免醫(yī)院發(fā)生患者治療后未付款離開醫(yī)院，利用Petri網(wǎng)的相關(guān)運(yùn)行規(guī)則，通過增加相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)對原模型進(jìn)行優(yōu)化如圖2所示。

圖2優(yōu)化部分從 t8 預(yù)診開始，t8 引發(fā) t7 復(fù)診和 t10 復(fù)查兩個(gè)排他序關(guān)系，如果患者是初診則引發(fā)嚴(yán)格序t8進(jìn)行用戶注冊、t9建卡，t9和t10復(fù)診的患者都可以引發(fā)t11看卡內(nèi)有無余額，如果無余額，則引發(fā)t14無現(xiàn)金和t15有現(xiàn)金，如果無現(xiàn)金且五銀行卡，則引發(fā)t31獲得銀行卡信息和t18申請凍結(jié)兩個(gè)并發(fā)序關(guān)系，t18和t19獲取額度是嚴(yán)格序關(guān)系，t13一卡通內(nèi)有余額，t15患者帶了現(xiàn)金，t17患者進(jìn)行刷卡繳費(fèi)這些最終都可以進(jìn)行掛號(hào)。

如模型所示，我們在進(jìn)行及時(shí)救治病人的同時(shí)，給予病人更多更便利的充值選擇，凍結(jié)銀行卡直接劃扣也展示了醫(yī)院的人道關(guān)懷，同時(shí)在一定程度上也保證了醫(yī)院的利益，防止醫(yī)療后患者未繳費(fèi)離開。

圖2 醫(yī)院門診流程優(yōu)化模型Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

三、利用PIPE軟件對優(yōu)化模型進(jìn)行模擬

為了檢驗(yàn)優(yōu)化后的醫(yī)院門診流程優(yōu)化模型Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖的正確性和可行性，本文利用了PIPE 軟件對模型模擬運(yùn)行。將模型在PIPE軟件上畫出，并點(diǎn)擊運(yùn)行，模型運(yùn)行結(jié)果如下圖3。

圖3 起始狀態(tài)的優(yōu)化模型

經(jīng)驗(yàn)證所有路徑都可準(zhǔn)確執(zhí)行，結(jié)果如圖4所示

圖4 優(yōu)化后門診流程的狀態(tài)空間分析

四、結(jié)束語

本文基于Petri網(wǎng)給出了醫(yī)院門診流程模型的一種優(yōu)化方法。根據(jù)Petri網(wǎng)的變遷發(fā)生規(guī)則及其可達(dá)性和行為輪廓的嚴(yán)格序、排他序等基本性質(zhì)，通過增加多個(gè)相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行優(yōu)化，為患者繳費(fèi)提供了便利，也為醫(yī)院保證了利益，未來將對此模型進(jìn)行基于Petri網(wǎng)的行為輪廓提出相應(yīng)的算法來計(jì)算分析其一致性。