宋奕 吴莹：COVID-19常态化防控背景下深圳市社区医疗资源配置研究

一、绪论

新冠疫情爆发后中国政府采取了有效的防控措施，一方面，扩大核酸检测范围，对确诊病例应收尽收，阻断新冠肺炎的传播链；另一方面，对新冠肺炎确诊病例和疑似病例进行分层管理，优化医院的诊疗效率，减少死亡率。从中国的抗疫经验来看，社区医院在新冠肺炎疫情的源头管理、中间分流、末端追踪的全链条防控措施中起到了重要作用。

公共设施的配置理论最早由Teitz提出，其主要思想为，在考虑公共设施的位置、可达性、分布模式、对城市的影响以及其外部性的情况下，以效率和公平性最大化的规则进行公共设施的分配。公共设施配置的模型可分为两类：面向效率的模型及面向公平的模型。面向效率的模型的优化过程是在设施花销最小化的条件下使需求得到最大化满足。现已有多种模型用于这类问题的求解，例如线性规划、最大覆盖算法、位置分配模型等。与此相反，面向公平的模型更加注重怎样足够和公平地分配公共服务设施，从而达到积累的社会福利最优化。面向公平的模型着重于社区的人口需求和需要，而弱化效率在模型中的地位。

在常规的社区医疗资源规划中，主要采用的是面向公平的模型。目前对于社区医院资源的规划方案是依据社区人口和服务区域决定，标准为1—3万人配备一个社区医院，服务半径为15分钟的步行距离。但是在防控新冠肺炎疫情的形势下，按照常规方案规划社区医疗资源是不够的，现有对COVID-19的研究发现，各个年龄段的人群均易感，但是有将近一半的患者（47.7%）年龄≥50岁。其中中老年群体因自身免疫力相对较弱，常患有慢性基础性疾病，抵抗疾病的能力相对较弱，故患病风险高，死亡率也较高。除此之外，为了控制聚集性传染和院内感染，医院都实行预约制，容量有限，社区医院还需承担抵抗力较弱人群如儿童和老年人的基础疾病的治疗，因此不能仅按照社区总人口和统一服务距离来规划社区医院资源配置。我们在社区医疗资源配置模型中考虑了易感人群的数量以及抵抗力较弱人群的数量，此外，针对行动不便的老年人和儿童增加了距离限制，而不是采用统一的服务半径。

行为地理学家认为，公共设施配置的研究应重点考虑人的作用，而当前大多关于医疗资源配置的研究将人群进行了同质化的设定，未考虑不同类型人群的行为特性。在大流行病中，虽然所有人群都易感，但是有一部分人的感染风险要高于其他人，以COVID-19为例，超过半数的确诊患者大于50岁。对于这类人群的行为模式分析，我们发现他们更偏好距离最近的固定的医疗设施。因此在建立大流行病下的多目标医疗资源配置模型中，我们将人群根据感染风险分为易感人群和普通人群，并根据不同人群的行为特点和出行特征设定了不同的服务半径和分配方案，使结果更具有现实意义。

二、研究区域与数据

深圳位于中国广东南部，地处东经113°43′至114°38′，北纬22°24′至22°52′之间，是国家定位的全国经济中心城市和国际化城市、国家创新型城市、国际科技产业创新中心、全球海洋中心城市、国际综合交通枢纽。根据深圳市统计局2018年的年度统计年鉴，深圳市总人口约为1252.83万，数据还在不断增长，如此庞大的人口规模给城市的公共服务设施带来了巨大的挑战。深圳市人口密度如图1所示。

我们从卫生局网站获取了社区医疗设施的列表(http://wjw.sz.gov.cn/)，然后通过百度API获取了经纬度坐标，结果如图1所示。

图1   深圳市人口密度与社区医疗设施分布

三、医疗资源配置模型

首先，我们使用2SFCA（两步移动搜索法模型）来计算每个需求点的医疗资源空间可达性；然后，提出了基于P-median的以服务能力最大化，成本最小化的多目标规划模型，因该模型的求解属于NP-hard问题，所以我们使用了基于贪婪算法的爬山算法和模拟退火算法进行求解，最后,我们结合可达性和多目标优化的计算结果来确定新的社区医疗设施的位置。

输入数据由深圳的土地使用情况、需求点集、社区医疗设施的现有位置和可能的设施地点集组成。深圳地形多山，因此有些地区不能用作医疗设施。我们将深圳划分为1km*1km的网格，剔除不能建设设施的网格，最终得到1217个可以作为潜在设施场地集合的网格，如图2所示。

图2   社区医疗设施的可建设区域

四、计算结果

通过2SFCA模型计算的深圳市各需求点的医疗资源可达性如图3所示。

图3   深圳市社区医疗资源可达性

基于深圳市的空间分布，需求点的数量有2199个，社区医疗设施的可选位置有1217个。

因资源配置属于NP-hard问题，所以我们采用了两个启发式算法进行计算。

爬山算法（Hill Climbing）基于贪婪思想，从一个候选解开始，持续地在其邻域中搜索，直至邻域中没有更好的解。

模拟退火 (Simulated Annealing) 是一种通过在邻域中寻找目标值相对小的状态从而求解全局最优的算法。

图4   社区医疗资源配置结果

从结果可以看出，无论是关外还是关内医院设施资源十分匮乏，关外和关内医疗资源分布差异大，整体医院设施服务水平不高，因此需在社区人口密集区新建医院改善这一现象。关外宝安区、龙华区、龙岗区新建医院多为2个以上的社区很多，而关内南山区、罗湖区和福田区的一些大型社区需新增1个医院较多。建立完善的分级诊疗制度，且在社区卫生中心等覆盖面广的初级诊疗机构建立优势医疗资源的巡诊机制，或利用网络等手段提供医疗服务咨询等，方便居民就诊，缓解中心区就医压力，完善较为公平的医疗体系。

五、结论

区位分配问题在城市研究和政府决策中发挥了重要作用。本文考虑了如何在一个地理异质性的区域内定位和分配社区医疗设施。通过双目标优化和2SFCA模型的综合方法，研究了医疗设施选址中目标间的最优权衡问题，并通过贪婪算法和模拟退火算法进行求解,最后,我们结合可达性和优化的结果来确定新的医疗设施的位置和数量。我们认为本文所提出的综合方法可以用于其他目标不同的城市，其结果可以为政府规划政策提供支持和建议。