一直以来,我国存在着三级医院人满为患,而社区医院医疗资源闲置的情况。即使为了简单或基础医疗服务,我国很多患者也倾向于去三级医院就诊,以获得优质的医疗服务。这种情况导致了严重的社会问题,医疗资源的不平衡使医疗服务的效率大打折扣。因此政府着手开展医疗联合体建设,促使优质医疗资源纵向下沉,解决大医院看病难等问题,推动形成基层首诊、双向转诊的分级诊疗模式,实现患者合理分流。医联体的建设至今颇有成效,但是在实施层面上依然存在的阻碍和挑战,特别是松散型医联体,主要问题在于收益分配机制不清晰和基层医疗服务能力较低。基于此,本文以三级医院和社区医院组成的两级医疗服务系统为研究对象,刻画医联体内医院之间双向转诊的流程,基于报童模型建立双向转诊的数学模型,并根据卫健委公布的医疗数据,对函数进行数值仿真分析。首先对紧密型医联体即集中式决策下的情形进行分析,寻求系统最优下转率。研究结果表明:（1）紧密型医联体内,当三级医院的初诊患者数量确定时,存在最优下转率使得系统期望收益最大化;当三级医院的初诊患者数量不确定时,只有当下转率满足一定条件时系统期望收益函数才存在最大值。（2）紧密型医联体内,无论三级医院的患者数量是否确定,社区医院的轻度患者比例和三级医院的轻度患者比例减小时,重度患者数量增加,系统的期望收益增加。随后,对松散型医联体即分散式决策下的情形进行分析。引入转诊报酬方案,探究其是否可以实现松散型医联体内部医疗服务系统的协调。研究结果表明:（1）松散型医联体内,转诊报酬方案无法实现两级医疗服务系统的协调,但是转诊报酬可以增加三级医院和系统的期望收益,同时提高三级医院下转率。虽然存在最优的转诊报酬方案使得社区医院的收益最大化,实现三级医院、社区医院和松散型医联体的三赢,但是该社区医院最优转诊报酬的数值很小。（2）三级医院的可用资源数量越多,三级医院的最优收益越大;但反直觉地,三级医院的可用资源数量越少,医联体的最优收益越大。原因在于,三级医院的可用资源数量多时,其最优下转率相对较小则资源闲置成本较小,所以此时三级医院的最优收益相对较高;三级医院的可用资源数量少时,系统的最优下转率相对较大,同样导致资源闲置成本较小,所以此时医疗服务系统的最优收益相对较高。这解释了实际中松散型医联体内的三级医院不愿过多下转患者的情况,下转患者数量过多将导致资源闲置成本升高而降低三级医院的期望收益。