深圳居民健康水平評(píng)估與測(cè)控模型研究

鄂 寧，叢瑞雪

(哈爾濱金融學(xué)院 應(yīng)用數(shù)學(xué)教研室，哈爾濱 150030)

1 深圳居民健康水平評(píng)估與測(cè)控的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，疾病的種類開(kāi)始呈現(xiàn)多樣性發(fā)展趨勢(shì)，人類正在遭遇“進(jìn)化失配”導(dǎo)致的慢性非傳染性疾病和各種外部環(huán)境污染的雙重攻擊。必須轉(zhuǎn)變 “以治病為中心”的末端應(yīng)對(duì)方式，采取“以健康為中心”的全面測(cè)控，形成“社會(huì)共治”的新型預(yù)防模式。

2 深圳居民健康水平的發(fā)展趨勢(shì)

搜集居民人均可支配收入、空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良比例、個(gè)人衛(wèi)生總支出占衛(wèi)生總費(fèi)用的比重、健康水平素養(yǎng)、經(jīng)常參加體育鍛煉人數(shù)、生物和生命健康產(chǎn)業(yè)規(guī)模造成的影響等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，見(jiàn)表1。

表1 2011—2018年度影響深圳市居民健康水平的定量分析Tab.1 Quantitative analysis of the impact on the health level of Shenzhen residents from 2011 to 2018

A．輸入輸出層的設(shè)計(jì)。由每組數(shù)據(jù)的指標(biāo)作為輸入值，輸出為人均預(yù)期壽命，故輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為6，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

圖1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of neural network structure

C．隱層神經(jīng)元的激勵(lì)函數(shù)選擇了S型正切函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)的輸出在[-1,1]范圍內(nèi)，預(yù)測(cè)模型輸出層神經(jīng)元的激勵(lì)函數(shù)選擇S型對(duì)數(shù)函數(shù)。

D．結(jié)果的輸出。人均壽命的真實(shí)值和擬合值如圖2所示。實(shí)線為真實(shí)值，虛線為擬合值，數(shù)字1～8分別對(duì)應(yīng)2011—2018年。

圖2 人均壽命的真實(shí)值和擬合值Fig.2 Real value and fitting value of life expectancy

采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)2020年—2030年深圳市人均壽命，如圖3所示。

圖3 2020年—2030年深圳市人均壽命的變化趨勢(shì)Fig.3 Change trend of life expectancy in Shenzhen from 2020 to 2030

圖3可看出2020年—2030年的居民健康水平趨勢(shì)，并肯定“健康水平行動(dòng)計(jì)劃”的積極意義。

3 影響居民健康水平的評(píng)價(jià)指數(shù)

以層次分析法為基礎(chǔ)建立模型，模型結(jié)構(gòu)如圖4。

圖4 層次分析結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Hierarchical analysis structure

構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，采用1-9標(biāo)度法，如表2所示；隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的對(duì)應(yīng)值數(shù)據(jù)如表3所示。

表2 1-9標(biāo)度法示意圖Tab.2 1-9 schematic diagram of scale method

模型排序：

A．準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層。

OC1C2C3C4C111/221/3C22142/3C31/21/411/6C433/261

經(jīng)計(jì)算得出，最大特征值為4，CR=CI/RI=0，權(quán)向量W′=[-0.6360，0.4240，0.1060，0.6360]T。

對(duì)于n≥3的成對(duì)比較矩陣A，將它的一致性指標(biāo)CI與同階的隨機(jī)一致性指標(biāo)RI之比稱為一致性比率CR，CR=CI/RI，CI=CI=(p-n)/(n-1)，其中p為最大特征值，n為矩陣階數(shù)。當(dāng)CR<0.1，A的不一致性在容許范圍內(nèi)。因此，通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

B．方案層對(duì)準(zhǔn)則層。

C1B1B2B3B1125B21/212B31/51/21

經(jīng)計(jì)算得出，最大特征值為3.0055，CR=CI/RI=0.58/3<0.1。

通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)向量W1=[0.595，0.277，0.129]T

表3 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的對(duì)應(yīng)值Tab.3 Corresponding values of random consistency index RI

經(jīng)計(jì)算得到最大特征值為3.0015，CR=CI/RI=0.58/3<0.1。

通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)向量W2=[0.082,0.236,0.682]T

C3B1B2B3B1134B21/311B31/411

經(jīng)計(jì)算得到最大特征值為3.0092，CR=CI/RI=0.58/3<0.1。

通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)向量W3=[0.633,0.193,0.175]T

C4B1B2B3B1111/4B2111/4B3441

經(jīng)計(jì)算得到最大特征值為3，CR=CI/RI=0。

通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)向量W4=[0.166,0.166,0.668]T

準(zhǔn)則層對(duì)方案層的權(quán)矩陣為

方案層B對(duì)準(zhǔn)則層C的權(quán)矩陣W″×準(zhǔn)則層C對(duì)目標(biāo)層O的權(quán)向量W′，得到組合權(quán)向量W，此向量即為決策向量

W=W′× W″=[-0.1710,0.0499,0.6505]T

以上結(jié)果均由matlab得出，觀察決策向量可知，綜合考慮飲食習(xí)慣、生活方式、工作壓力和醫(yī)療保障等方面的影響，“對(duì)癥治療”為最佳方案?？梢詫?duì)四種因素的影響值和社會(huì)公共衛(wèi)生環(huán)境進(jìn)行宏觀監(jiān)測(cè)，還可以對(duì)個(gè)體建立測(cè)控?cái)?shù)據(jù)采集機(jī)制，利用方案層選取準(zhǔn)則層的權(quán)重方案。在提升深圳居民健康水平的同時(shí)，產(chǎn)生關(guān)聯(lián)效應(yīng)，通過(guò)改善居民的膳食結(jié)構(gòu)，影響餐廚垃圾的產(chǎn)量和成份，從而改善深圳的生態(tài)環(huán)境，達(dá)到治理環(huán)境污染的目的。