基于主成分分析的公立医院特征选取研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:朱文倩(1990),女,汉族,浙江宁波人。-134-基于主成分分析的公立医院特征选取研究 朱文倩 上海申康卫生基建管理有限公司,上海 200000 摘要:摘要:公立医院建设项目投资预测的准确性是公立医院建设项目全过程造价管理的决定性因素。但由于影响公立医院投资预测的特征值过于繁杂,为了能够快速地得到投资估算的预测值,现阶段主要使用建筑面积、床位数等特征值作为投资预测模型的特征值。本文通过主成分分析法,基于医疗功能维度及医疗建筑维度,18 项指标进行分析,最终选取 5 项指标作为公立医院投资预测的特征值。由于本文
2、的案例数有限,所选取的特征值可能存在偏差,但验证了主成分分析法在公立医院特征选取方面的可行性,为构建公立医院投资预测模型库提供基础。关键词:关键词:主成分分析;公立医院;特征选取 中图分类号:中图分类号:TP181 0 引言 公立医院的诊疗模式在不断改变、建设内容、建设要求及建造技术在不断提升,建设区域范围不断扩大,建设政策不断更新。在这样的前提下,确定公立医院建设项目的特征体系是公立医院建设项目投资预测模型构建的基础性工作,是确保案例推理过程在公立医院投资预测工作中可以得到准确、合理运用的必要保障。通常情况下,公立医院建设项目的投资预测特征体系的各项指标需能够反映公立医院建设的特点,同时能够
3、体现出公立医院建设的主要构成要素。公立医院建设项目投资预测预测模型中,特征是构建案例库、实现案例检索、案例特征匹配的依据,很大程度上影响案例推理预测的准确性。因此需要建立一个可反映公立医院建设特点又能够最大程度地应用的公立医院建设项目特征体系。1 公立医院的特征体系构建 1.1 特征体系构建原则 公立医院的建筑空间是提供医疗功能的综合建筑物。公立医院包含两种特征属性:一是医疗功能。医疗功能包括门诊部、急诊部、住院部、医技部、保障系统、行政管理、院内生活及其他特殊功能用房。各医疗功能之间存在或紧密联系或独立运行的特点。并且医疗建筑物本身需考虑建设用地、规划要求、建设地点、建筑类型、建设地点相关政
4、策等内容。故特征体系设计时,应基于定性及定量相结合的原则,选择可全面且准确地描述医院建筑的基本功能情况且与建筑投资预测有紧密相关性的关键性特征。(1)目标性原则:特征体系是案例推理可实践性的重要基础。体系中的特征选择要以公立医院的医疗特点及工程特点为基础,明确各特征值所代表的内涵及外延,全方位地考虑影响公立医院投资预测的特征项。(2)有选择性原则:由于个人主观理解的差异性及外部因素的不可穷尽性,特征项的选择过程中要“抓大放小”,在尽可能罗列所有特征值后,需要分析特征值内在的逻辑关系,通过相关性分析,将存在特征值重复的指标进行合并,调整为单一性指标;并且通过敏感性分析或占比分析舍弃对投资预测目标
5、影响较小的部分特征值。(3)可实践性原则:特征值的设计过程主要以实验者的经验为主,在设计过程中,实验者需明确每项特征值的具体内涵便于案例样本特征值采集、梳理。并且特征体系不便过于复杂和繁琐,过于细碎的特征体系无法有效实现模型训练,最终的模型精度也会有所影响。1.2 医院建设项目的特征体系 公立医院建设项目具有建设项目本身的基本属性。它主要描述建设项目的基本情况。并且医院不同的发展阶段,医院的建设内容及建设规模都对公立医院建设项目的投资决策造成影响。因此应从医疗功能和医院建筑两个维度来进行特征体系的构建。1.2.1 医疗功能维度下的特征体系 通过对综合医院建设标准(建标 110-2021)的分析
6、,可对公立医院的空间功能及相关特征体系有系中国科技期刊数据库 工业 A-135-统认知。医院建筑是提供医疗功能及与其相关的功能空间。包括七大功能用房及需额外承担预防保健、医学科研和教学培训任务的功能空间。医疗功能空间可直接选用区域面积作为特征表示。对实现医疗功能空间的机电系统,可根据系统所产生或所消耗的能源类型作为特征表示。1.2.2 医疗建筑维度下的特征体系 建筑物是提供安全、可靠的医疗建筑功能空间的物质构件。建筑物按照组成部分可分为围护工程、地下结构工程、地上结构工程等。医疗建筑可选用物质构件的形式、选材作为特征表示。基于医疗功能维度及医疗建筑维度下的特征体系整理如下:基础信息:建设地点(
7、地级市、内环内、内环外中环内、中环外外环内、外环外)、建设规模(床位数)、建设时期(“十五”规划、“十一五”规划、“十二五”规划、“十三五”规划、“十四五”规划);空间类:七大功能用房(如:门诊部面积)、特定医疗设备用房(洁净功能用房面积、手术室功能用房面积、放射防护屏蔽用房面积)、其他功能用房(其他功能用房、人防功能用房面积)、交通功能用房(停车位数量)、电力供电系统(用电负荷)、备用电源系统(用电负荷)、空调通风系统(冷热源工艺设备)、医用气体系统(床位数);建筑物类:围护工程(支护形式)、基础结构(基础结构形式)、上部结构()结构形式)。2 基于主成分分析法的特征属性约简提取 2.1 主
8、成分分析法的基本概念 主成分分析法也称为主分量分析法,是由霍特林于 1933 年首先提出的。在尽可能降低原始数据所涵盖的内在信息的基础上,将原始的多项指标简化为几项综合性指标的多元统计方法。主成分分析法的目的在于通过发现事物的内在规律,减少由噪声带来的影响,从而实现降低信息维度并进行特征提取的目的。基本理论:某一事物涉及p个指标,分别用x1,x2,xp表示。这p个指标构成的p维随机向量x=(x1,x2,xp),。设随机向量x的均值为,协方差矩阵为。对 x 进行线性变换,可以形成新的综合变量,用 F表示,即满足下式:F1=11x1+21x2+P1xPF2=12x1+22x2+P2xPFp=1px
9、1+2px2+PpxP(4.2)简 写 为:Fi=w1ix1+w2ix2+wpixp,i=1,2,p(4.3)在此,xi是n维向量,得到Fi也是n维向量。上述模型的线性变换约束在下面的原则之下:(1)Fi与Fj(ij;i,j=1,2,.p)不相关;(2)F1的方差大于F2的方差大于F3的方差,以此类推(3)wk12+wk22+wkp2=1,k=1,2,p 2.2 主成分分析法的基本步骤 根据研究对象确定初始的分析变量;根据初始变量的特性判断由协方差阵求主成分;求的协方差的特征根与对应的标准特征向量;求得主成分的表达式并确定主成分个数,选取主成分,计算公式如下:n=minl|ili=1j,0 l
10、 1oj=1(4.4)其 中:为 贡 献 率 阀 值,一 般 设 =0.8;ili=1joj=1表示前 l 个主成分的累计贡献率。计算主成分因子载荷矩阵,计算公式如下:ij=ijj,i=1,2,o,j=1,2,n(4.5)结合主成分研究的得出新的成分。2.3 公立医院的特征选取 对公立医院建设项目根据收集到的30个案例数据,采取主成分分析法对 18 个指标进行分析。各类指标包括数值型属性和非数值型属性。对于非数值型属性需进行数值型转换。2.3.1 非数值型属性进行数值型转换 公立医院建设项目特征属性中的定性指标需要进行量化能进行定量分析,根据施工的难以程度、设备价格的差异及施工造价的差异等标准
11、对非数值型进行量化处理。公立医院建设项目中空调通风系统的形式包含空气源冷热源一体机、螺杆式电制冷水机组、离心式电制冷水机组、磁悬浮离心式冷水机组特征属性,分别选用 1,1.2,1.5,1.7。公立医院建设项目中围护工程包含钢板桩及内支撑;钻孔灌注桩及内支撑;地下连续墙及内支撑;深层搅拌桩及内支撑特征属性,分别选用 0.5,1,1.3,1.5。中国科技期刊数据库 工业 A-136-公立医院建设项目中上部结构的木结构、砌体结构、钢筋砼框架剪力墙结构、钢结构和预制构件结构特征属性,分别选用 0.1,0.3,0.5,0.8,0.7。2.3.2 主成分分析法的效度检验 效度检验是用于检验数据是否适合进行
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