手术部作为医院的核心部门是医疗资源最为密集的单位之一,对手术室及相关资源进行合理规划和调度是医院管理急需解决的问题,对医院的经济和社会效益具有重要影响。手术室调度需要针对不同类型病人的手术需求采取不同的调度方式,其中,择期病人的手术时间相对灵活,可提前由外科医生向手术室管理者预约手术时间。医生在预约时,可能要求将手术排在特定的时间段,以平衡其多项任务的时间安排。管理者在进行调度规划时,需要综合考虑所有医生的时间要求或偏好及其他调度限制进行决策。医生的时间偏好包括其时间可用性(availability)及其对不同时间区间的偏好(preference)。现有手术室调度通常将医生的时间可用性作为已知因素进行考虑,然而,在一些情形下,由于数据收集成本及其他限制,医生完整的时间可用性信息较难获得,且医生对不同时间区间的偏好不同。在这种分布式背景下,传统集中式调度优化方法不再适用,为手术室调度带来了新的挑战。此时,手术室管理者在进行调度时需要咨询医生的时间安排以协商其手术可用时间,管理者可以要求医生主动提供其时间可用性信息,由其综合考虑所有信息后进行反馈;或者给出备选方案,由医生根据个人时间偏好从备选方案中选择。然而,为了获得竞争优势并被分配到其偏好的时间区间,医生可能不愿意提供其完整的时间可用性信息;当管理者提供备选方案供医生选择时,备选方案的内容、质量以及医生偏好的整合方式是需要考虑的问题。本文将医生的时间可用性信息作为医生的私有信息进行考虑,深入研究医生在提交时间可用性信息时为了被分配到其偏好时间区间可能采取的博弈行为,研究如何设计有效机制自动引出必要的医生时间可用性信息以使管理者与医生之间的交互更加高效;当需要采取措施对不同医生的时间偏好进行协调时,研究采用何种方式对不同医生的时间偏好进行整合以更加高效的得到符合大多数医生时间偏好的调度结果。主要研究内容如下:(1)考虑医生时间偏好的手术室资源调度研究。对医生的时间可用性信息是其私有信息的分布式手术室调度问题进行研究。在管理者收集信息进行集中决策的基础上,考虑博弈环境下医生提交其时间可用性信息的战略行为。为了在获得高质量调度方案的同时有效保护医生的私有信息,采用迭代竞标机制对问题进行求解。在所提机制中,医生采取策略提交时间可用性信息进行投标,在竞标终止条件不满足时,通过构建的考虑手术室适用性的调度模型选择获胜者,直至终止条件满足得到最终调度方案。在所提机制下,证明了近视策略是医生竞标的弱优势策略。采用数值实验验证了所提机制的有效性并讨论了该机制在现实中的应用。(2)考虑医生时间偏好及多资源限制的手术调度研究。考虑医生及其他可重复使用资源的时间可用性限制,对手术具有多资源需求的调度问题进行研究,其中,医生的时间可用性信息是其私有信息。考虑医生在提交时间可用性信息时的战略行为,采用拍卖机制对问题进行求解以最大化手术权重和。在机制中,医生根据其时间可用性信息和手术资源需求采用基于需求的投标结构进行投标。在竞标过程中,当终止条件不满足时通过构建的资源约束模型来选择获胜者,直至终止条件满足得到最终调度方案。给出了医生在所提机制下竞标的优势策略。数值实验表明所提机制在不同供需比下与最优解相比都能获得较高的效率,私有信息损失率则随着供需比的增加呈下降趋势。(3)考虑医生时间偏好的主手术调度研究。考虑医生时间偏好为手术小组分配手术室时间以构建主手术调度方案,其中,医生的时间可用性信息是其私有信息。为了协调手术小组之间以及组内不同医生的时间偏好,将投票与调度优化相结合对问题进行求解,目标为在最大化手术室利用率的条件下最大化总体医生满意度。在投票机制中,管理者通过给出备选调度方案的方式与医生进行协商,医生按照规定的方式选择备选方案以表达其时间偏好。为了保证最终调度方案的质量,通过构建的最大化管理者目标的调度模型得到备选调度方案。考虑医生时间偏好以及不同医生的权重,采用加权认可投票法和加权borda投票法作为投票规则,并分析两种投票规则的优缺点及相关性质。采用数值实验对两种投票规则进行对比,测试不同调度方案数量对结果的影响,并讨论了所提方法在现实中的应用。本研究将经济相关理论与方法、计算科学与调度优化相结合,丰富了医疗调度优化理论。本文考虑医生时间偏好进行手术室调度规划,采用协调机制对问题进行求解,为管理者与医生的互动方式提供了新方法,有利于提高调度效率,减少人力成本以及多边协商的复杂性。