Evde bakım hizmetleri servis rotalama probleminin sezgisel yöntemler kullanılarak optimizasyonu
Optimization of home care services service problem using heuristic methods
Yazar: RECEP ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. TUNCAY YİĞİT ; DOÇ. DR. ALİ HAKAN IŞIK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: En kısa yol problemi = Shortest path problem ; Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; Sezgisel algoritmalar = Heuristic algorithms ; Tedarik optimizasyonu = Supply optimization

Özet:
Evde bakım hizmeti, hastaların kendi ev adreslerinde bakım ve tedavi hizmeti aldığı, sağlık kuruluşlarında yürütülen geleneksel bakım ve tedavi yöntemlerine göre daha ekonomik bir yöntemdir. Dünyada farklı türde uygulama örnekleri olan evde bakım hizmeti, ülkemizde Sağlık Bakanlığı tarafından çıkarılan yönetmeliklerle düzenlenmiş ve evde sağlık hizmeti olarak şekillendirilmiştir. Yapılan düzenlemeler ile ev ziyaretlerinin farkı sayıda ve türde sağlık çalışanı bulunan ekipler tarafından ve randevu esasına göre yapılması gerekmektedir. Evde sağlık bakımı hizmetinde çok sayıda ve farklı konumlarda bulunan hastaların istedikleri zaman penceresinde ve kendi adreslerinde ziyaret edilmesi, hizmetin planlanmasını ve hasta ziyaret güzergâhları için uygun rotaların oluşturulmasını gerektirmiştir. 
Bu tez çalışması ile, Sağlık Bakanlığı'nın belirlemiş olduğu esaslara göre servis rotaların oluşturulması amaçlamıştır. Çalışma ile ekip beceri ve hasta ihtiyaçlarının doğru şekilde eşleştirilebilmesini sağlayan ikilik sayılarla ifade edilmiş her bitin farklı birer sağlık bakımı işlemine karşılık geldiği yeni bir model önerilmiştir. Hastaların, sağlık çalışanı cinsiyet tercihinde bulunabilmesi için literatürde daha önce rastlanmayan cinsiyet bitleri kavramı ortaya atılmıştır. Cinsiyet bitleri hasta ihtiyaç ve ekip beceri eşlemesinde de kullanılan sağlık bakımı bitleri ile sağlanmıştır. Hasta işlem bitlerinden bir tanesi kadın, bir tanesi de erkek biti olarak tanımlanmıştır. Var olan hasta işlem bitlerinin cinsiyet içinde kullanılması ile matematiksel modele yeni kısıtlar girilmeden cinsiyet tercihinin çözülmesini sağlamıştır. Problem hasta tercihleri, ekip tercihleri, en kısa mesafe, ekip iş yükü dengesi gibi çok amaçlı olarak modellenmiştir. Sağlık kuruluşu her bir amaç fonksiyonu için farklı katsayılar belirleyerek istediği amacı ön plana çıkaran farklı sonuçlar elde edebilmektedir. Çok amaçlı bir optimizasyon problemi olarak ele alınan evde bakım hizmetleri rotalama problemi, meta sezgisel bir yöntem olan Genetik Algoritma (GA) ile çözülmüştür. GA'nın çözüme etkisini ölçmek için probleme özgü Açgözlü (Greedy) bir algoritma geliştirilmiş ve üretilen rotalar karşılaştırılmıştır. 
Sonuç olarak, Sağlık Bakanlığı'nın tanımını yaptığı evde sağlık hizmetlerinin sunulabilmesi için hasta zaman tercihi, ekip zaman tercihi, ekip iş yükü dengesi, hasta ihtiyaç ekip beceri eşleşmesini sağlayan ve ayrıca rota mesafelerini kısaltan matematiksel bir model tanımlanmıştır. GA ile tanımlanan model çözülerek rotaların gerçek zamanlı bir harita üzerinde gösterilebildiği bir uygulama yazılımı geliştirilmiştir.

Abstract:
Home care service is a more economical method compared to traditional care and treatment methods carried out in health institutions where patients receive care and treatment services at their home addresses. Home care service, which has different types of application examples in the world, has been regulated by the regulations issued by the Ministry of Health in our country and has been shaped as home health service. With the arrangements made, home visits should be made by teams with different numbers and types of healthcare professionals and on an appointment basis. Visiting a large number of patients from different locations in home healthcare services at the time window they want and at their own addresses required planning the service and creating appropriate routes for patient visit routes.
With this thesis, it was aimed to create routes according to the principles determined by the Ministry of Health. With the study, a new model has been proposed, in which each bit corresponds to a different health care process, expressed in binary numbers, which ensures that team skills and patient needs can be matched correctly. The concept of gender lice, which has not been encountered before in the literature, has been proposed in order for patients to make healthcare professional gender preferences. Gender lice were provided by healthcare lice, which are also used in patient needs and team ability matching. One of the health care process bit was defined as female and one as male. Using the existing health care process bits within gender, it was possible to solve the gender preference without entering new constraints in the mathematical model. The problem has been modelled for multiple purposes such as patient preferences, team preferences, shortest distance, team workload balance. By determining different coefficients for each purpose function, the home healthcare center can obtain different results that highlight the desired purpose. The home care routing problem, which is considered as a multi-purpose optimization problem, has been solved with the Genetic Algorithm (GA), which is an intuitive method. To measure the effect of GA on the solution, a problem-specific Greedy algorithm was developed and the generated routes were compared.
As a result, a mathematical model was defined to provide home health services defined by the Ministry of Health, which provides patient time preference, team time preference, team workload balance, patient-team ability match and also shorten route distances. Application software has been developed in which routes can be displayed on a real-time map by solving the model defined with GA.