피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법
Method for ambulance routing to minimize the radiation exposure dose
특허 요약
환자들의 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법이 개시된다. 상기 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법은, 오염물질확산모델을 이용하여 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 초기경로를 설정하는 단계 및 타부 서치 알고리즘, 이웃탐색방법 및 상기 오염물질확산모델을 이용하여 상기 초기경로를 수정함으로써 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 최선경로를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

적어도 하나의 누출지점에서 방사능이 누출되는 경우 최대 용량이 설정되어 있는 k 대(k는 자연수)의 구급차 각각이 출발병원에서 출발하여 N(N은 자연수)개의 노드에 있는 환자를 태워서 최대 용량이 설정되어 있는 도착병원들 중 하나의 도착병원에 도착하는 동안 상기 환자들의 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법에 있어서, 오염물질확산모델을 이용하여 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 초기경로를 설정하는 단계; 및타부 서치 알고리즘(Tabu Search Algorithm), 이웃탐색방법(Neighborhood Search Method) 및 상기 오염물질확산모델을 이용하여 상기 초기경로를 수정함으로써 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 최선경로를 설정하는 단계를 포함하고,상기 이웃탐색방법은,상기 초기경로 또는 상기 이웃탐색방법을 이용하여 수정된 수정경로에서 상기 구급차의 도착병원을 변경하는 제 1 방법, 상기 초기경로 또는 상기 수정경로에서 상기 구급차에 할당된 환자들을 변경하는 제 2 방법 및 상기 초기경로 또는 상기 수정경로에서 상기 구급차에 할당된 환자들의 수를 변경하는 제 3 방법 중 하나의 방법이며, 상기 최선경로를 설정하는 단계는,상기 초기경로 또는 상기 수정경로에서 상기 이웃탐색방법을 이용하여 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 수정경로를 설정하는 단계; 및상기 환자의 누적 피폭량, 상기 구급차의 최대용량 위반 여부 및 상기 도착병원의 최대용량 위반 여부를 고려하여 상기 수정경로가 상기 최선경로인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

2

삭제

3

제1항에 있어서, 상기 최선경로를 설정하는 단계는,상기 초기경로를 설정한 경우 타부리스트, 반복횟수, 병원용량 위반 페널티승수 및 구급차용량 위반 페널티 승수를 초기화하는 제 1 단계;상기 제 1 방법 내지 제 3 방법 중 하나의 방법을 상기 이웃탐색방법으로 선택하는 제 2 단계;상기 선택된 이웃탐색방법을 이용하여 수정경로를 설정하고 판단하여 최선의 수정경로를 찾는 제 3 단계;상기 최선의 수정경로가 상기 타부리스트에 포함되어 있지 않거나 상기 최선의 수정경로가 제약조건을 만족하는 경우 상기 수정경로를 상기 타부리스트에 업데이트하고 상기 수정경로를 상기 최선경로로 설정하는 제 4 단계;상기 최선의 수정경로가 상기 타부리스트에 포함되어 있지만 상기 제약조건을 만족하지 않는 경우 상기 제 2 단계부터 다시 수행하는 제 5 단계; 및상기 제 4 단계를 수행한 경우 상기 반복횟수, 상기 병원용량 위반 페널티승수 및 상기 구급차용량 위반 페널티승수를 업데이트한 후 종료조건(ternal condition)에 해당할 때까지 상기 제 2 단계부터 다시 수행하는 제 6 단계를 포함하고,상기 제약조건은,상기 구급차의 최대용량을 위반하지 않아야 하는 조건 및 상기 도착병원의 최대용량을 위반하지 않아야 하는 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

4

제1항에 있어서, 상기 초기경로를 설정하는 단계는,상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 k대의 구급차 중 하나의 구급차에 환자를 할당하는 단계;상기 구급차의 용량이 차면 현재 상기 구급차의 위치에서 가장 가까운 위치의 병원을 도착병원으로 설정하는 단계; 및상기 N개의 노드의 모든 환자가 상기 구급차에 할당될 때까지 상기 환자를 할당하는 단계 및 상기 도착병원으로 설정하는 단계를 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

5

제1항에 있어서, 상기 오염물질 확산모델은,가우시안 퍼프 모델(Gaussian Puff model) 또는 가우시안 플룸 모델(Gaussian Plume model)인 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

6

제1항에 있어서, 상기 초기경로를 설정하는 단계는,목적함수 ()( 는 환자 i가 구급차 k로 이송되기 전까지의 피폭량, 는 환자 I가 병원 h 까지 구급차 k로 이송되는 동안 누적된 피폭량)를 만족하는 경로를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

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제6항에 있어서, 상기 목적함수와 관련된 제약식들은,( 는 모든 환자들의 집합, 는 환자들의 수, 는 모든 구급차들의 집합, 는 구급차 k가 병원 h에서 출발하면 1이고 그렇지 않으면 0을 가지는 이진변수, 는 구급차가 출발하는 출발병원의 집합, 는 도착병원의 집합, 는 구급차의 용량, 는 병원들의 용량, 은 임의의 큰 숫자(페널티), 는 환자 i와 환자 j 사이의 거리, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 y축 거리, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 x축 거리, 는 각각의 환자 i의 위치에서의 수직방향의 가우시안 분포의 표준편차, 는 각각의 환자 i의 위치에서의 바람방향의 가우시안 분포의 표준편차, 는 퍼프(puff)의 전체 양, 은 대기의 혼합 높이(m), 는 실제 방사능 누출높이에서의 바람 속도, 는 구급차 k가 환자 i와 환자 j 사이의 경로를 주행하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수, 는 구급차 k가 환자 j보다 환자 i를 먼저 방문하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수, 는 환자 i에 도착할 때까지 구급차 k의 누적 피폭량, 는 구급차 k가 환자 i에 도착한 시간, 는 구급차 k가 환자 i와 환자 j 사이의 경로를 주행하는 동안 환자 i와 환자 j의 피폭량, 는 서브투어 방지 변수(sub-tour prevention variables), 는 구급차 k가 병원 h에 도착했을 때 병원 h에 수용된 환자 수, 는 구급차 k가 병원 h에 도착하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수)인 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

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제6항에 있어서, 상기 오염물질확산모델은,가우시안 퍼프 모델()( 는 퍼프(puff)의 전체 양(g), 는 각각의 환자 i의 위치에서의 수직방향의 가우시안 분포의 표준편차(m), 는 각각의 환자 i의 위치에서의 바람방향의 가우시안 분포의 표준편차(m), 은 대기의 혼합 높이(m), 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 x축 거리(m), 는 실제 방사능 누출높이에서의 바람 속도(m/s), 는 구급차 k가 환자 i에 도착한 시간, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 y축 거리(m), 는 모든 환자들의 집합, 는 모든 구급차들의 집합)인 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

9

적어도 하나의 누출지점에서 방사능이 누출되는 경우 최대 용량이 설정되어 있는 k 대(k는 자연수)의 구급차 각각이 출발병원에서 출발하여 N(N은 자연수)개의 노드에 있는 환자를 태워서 최대 용량이 설정되어 있는 도착병원들 중 하나의 도착병원에 도착하는 동안 상기 환자들의 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법에 있어서, 오염물질확산모델을 이용하여 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 초기경로를 설정하는 단계; 및타부 서치 알고리즘(Tabu Search Algorithm), 이웃탐색방법(Neighborhood Search Method) 및 상기 오염물질확산모델을 이용하여 상기 초기경로를 수정함으로써 상기 구급차가 상기 환자에 도착할 때까지 환자의 누적 피폭량 및 상기 구급차를 타고 가는 동안 상기 환자의 누적 피폭량이 최소가 되도록 상기 구급차들의 최선경로를 설정하는 단계를 포함하고,상기 이웃탐색방법은,상기 초기경로 또는 상기 이웃탐색방법을 이용하여 수정된 수정경로에서 상기 구급차의 도착병원을 변경하는 제 1 방법, 상기 초기경로 또는 상기 수정경로에서 상기 구급차에 할당된 환자들을 변경하는 제 2 방법 및 상기 초기경로 또는 상기 수정경로에서 상기 구급차에 할당된 환자들의 수를 변경하는 제 3 방법 중 하나의 방법이며,상기 최선경로를 설정하는 단계는,목적함수 ()( 는 환자 i가 구급차 k로 이송되기 전까지의 피폭량, 는 환자 I가 병원 h 까지 구급차 k로 이송되는 동안 누적된 피폭량, 는 병원용량 위반 페널티승수, 는 병원용량 전체 위반량, 는 구급차용량 위반 페널티승수, 는 구급차용량 전체 위반량)를 만족하는 경로를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

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제9항에 있어서, 상기 목적함수와 관련된 제약식들은,( 는 모든 환자들의 집합, 는 환자들의 수, 는 모든 구급차들의 집합, 는 구급차 k가 병원 h에서 출발하면 1이고 그렇지 않으면 0을 가지는 이진변수, 는 구급차가 출발하는 출발병원의 집합, 는 도착병원의 집합, 는 구급차의 용량, 는 병원들의 용량, 은 임의의 큰 숫자(페널티), 는 환자 i와 환자 j 사이의 거리, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 y축 거리, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 x축 거리, 는 각각의 환자 i의 위치에서의 수직방향의 가우시안 분포의 표준편차, 는 각각의 환자 i의 위치에서의 바람방향의 가우시안 분포의 표준편차, 는 퍼프(puff)의 전체 양, 은 대기의 혼합 높이(m), 는 실제 방사능 누출높이에서의 바람 속도, 는 구급차 k가 환자 i와 환자 j 사이의 경로를 주행하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수, 는 구급차 k가 환자 j보다 환자 i를 먼저 방문하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수, 는 환자 i에 도착할 때까지 구급차 k의 누적 피폭량, 는 구급차 k가 환자 i에 도착한 시간, 는 구급차 k가 환자 i와 환자 j 사이의 경로를 주행하는 동안 환자 i와 환자 j의 피폭량, 는 서브투어 방지 변수(sub-tour prevention variables), 는 구급차 k가 병원 h에 도착했을 때 병원 h에 수용된 환자 수, 는 구급차 k가 병원 h에 도착하면 1, 그렇지 않으면 0인 이진변수)인 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.

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제9항에 있어서, 상기 오염물질확산모델은,가우시안 퍼프 모델()( 는 퍼프(puff)의 전체 양(g), 는 각각의 환자 i의 위치에서의 수직방향의 가우시안 분포의 표준편차(m), 는 각각의 환자 i의 위치에서의 바람방향의 가우시안 분포의 표준편차(m), 은 대기의 혼합 높이(m), 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 x축 거리(m), 는 실제 방사능 누출높이에서의 바람 속도(m/s), 는 구급차 k가 환자 i에 도착한 시간, 는 방사능 누출지점에서 환자 i 위치까지의 y축 거리(m), 는 모든 환자들의 집합, 는 모든 구급차들의 집합)인 것을 특징으로 하는 피폭량을 최소화하는 구급차 경로 설정 방법.