Ottimizzazione dei siti per il rendez-vous elicottero-ambulanza nelle missioni di elisoccorso

The present thesis, developped with the auxiliary of AREU of Milan, is about the optimisation of the helicopter rescue missions. Moreover, the aim is to find the best solution for the rendez-vous between the ambulance and the helicopter through te use of appropriate sites where the patient is brought and loaded on the helicopter, which can land and act on the patient thanks to the presence of capable medical staff, and carry the patient to the appropriate hospital quicker. The aim is to define an analytical method through which it is possible to locate the best combination of HEMS sites (Helicopter Emergency Medical Service) to improve the time needed for such emergency. Therefore, the following decisional problems have been modeled: Minimum HEMS Site Opening (MHSO), Maximum Coverage of Demand Points (MCDP) and Maximum Coverage of Weighted Demand Points (MCWDP). In this study the last two problems have been compared in order to detect the difference between searching the solution that best solves the problems of maximal covered area and maximal covered population. In addition, the MCDP problem has been solve for both the cases in which only two helicopters were available (actual situation in region for night time) and five helicopters were available (actual situation in region for day time). The MSHO, MCDP and MCWDP have been solved through the heuristic functions i ArcGIS for Desktop 10.4. Then, such results have been compared with the ones obtained through the mathematical modeling and the use of the optimal solutor Gurobi 7.2.0. Finally, thanks to the precious contribution of AREU, it has been possible to make an affidability analysis on the transport network the has been used, comparing real missions of the years 2015 end 2016 with their simulations on ArcGIS for Desktop 10.4.

Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con l'AREU (Azienda Regionale Emergenza Urgenza ) di Milano, riguarda l'ottimizzazione delle operazioni di elisoccorso. In particolare si vuole ottimizzare il cosiddetto rendez-vous tra ambulanza ed elicottero in appositi siti dove il paziente è portato dall'ambulanza e dove l'elicottero può atterrare per intervenire sul paziente con personale medico ed effettuarne il trasbordo per una sua rapida ospedalizzazione. L'obiettivo è quello di ricercare un metodo analitico che consenta di identificare la localizzazione ottima dei siti HEMS (Helicopter Emergency Medical Service) per migliorare le tempistiche di intervento medico sul paziente e di ospedalizzazione. Per questo motivo sono stati elaborati tre problemi decisionali: Minimum HEMS Site Opening (MHSO), Maximum Coverage of Demand Points (MCDP) e Maximum Coverage of Weighted Demand Points (MCWDP). In questo studio sono anche stati messi a confronto i risultati degli ultimi due modelli, che permettono, rispettivamente, di garantire la copertura di un'area più ampia e di una maggiore porzione di popolazione. Inoltre, per verificare come la disponibilità di elicotteri spazialmente distribuiti possa migliorare il servizio fornito ai pazienti, la soluzione al problema MCDP è stata ottenuta in due casi differenti: con due elicotteri a disposizione (situazione attuale in Lombardia per la fascia notturna) e con cinque elicotteri a disposizione (situazione attuale in Lombardia per la fascia diurna). I problemi MHSO, MCDP e MCWDP sono stati risolti grazie a risolutori euristici implementati in ArcGIS for Desktop 10.4. Per verificarne l'accuratezza e la velocità di esecuzione, i problemi sono stati modellati mediante la programmazione matematica e risolti mediante il solutore Gurobi 7.2.0. Infine, grazie al prezioso contributo fornito da AREU, è stato possibile eseguire un'analisi di affidabilità dei modelli utilizzati per il trasporto terrestre e aereo, effettuando delle simulazioni per alcune delle missioni effettivamente svolte negli anni 2015 e 2016.