Towards a cloud-based web application for automated input data management for discrete event simulation models in an emergency department context

Abstract

Las salas de emergencia son espacios propensos a congestionarse por el alto número de pacientes. Este problema conocido como overcrowding, tiene efectos negativos en el tiempo de espera de los pacientes. Una de las alternativas para mitigar dichos efectos es analizar el flujo de pacientes mediante la Simulación de Eventos Discretos (DES), la cual es una poderosa herramienta para modelar la operación de un sistema a través de una secuencia de eventos. Esta técnica requiere datos de entrada de alta calidad, por lo que estos datos deben ser gestionados previamente en un proceso complejo de preparación conocido como Input Data Management (IDM). El objetivo del presente estudio es determinar cómo automatizar eficientemente el proceso de IDM requerido para los modelos DES que atacan el problema de overcrowding en salas de emergencia de hospitales y clínicas, de manera que se pueda validar la calidad de datos, reproducir y versionar los datos de entrada para un modelo DES, garantizando la seguridad y la disponibilidad de la información de los usuarios. Para abordar este problema fue necesario realizar un caso de estudio con datos reales para contextualizar el problema y evaluar los métodos estadísticos requeridos, así como realizar un ejercicio de comparación de características de las herramientas actuales para establecer las brechas entre las funcionalidades ofrecidas y las requeridas en este contexto. A partir de estos resultados, se planteó y desarrolló un prototipo que permitió satisfacer los requerimientos identificados mediante una aplicación web basada en una arquitectura cloud que da respuesta al problema planteado.

Emergency rooms are spaces prone to congestion due to the high number of patients. This problem, known as overcrowding, has negative effects on patient waiting time. One of the alternatives to mitigate such effects is to analyze patient flow using Discrete Event Simulation (DES), which is a powerful tool to model the operation of a system through a sequence of events. This technique requires high-quality input data, so this data must be previously managed in a complex preparation process known as Input Data Management (IDM). The objective of the present study is to determine how to efficiently automate the IDM process required for DES models that tackle the problem of overcrowding in hospital and clinic emergency rooms in order to validate data quality, reproduce and version the input data for a DES model, guaranteeing the security and availability of user information. To address this problem, it was necessary to conduct a case study with real data to contextualize the problem and evaluate the required statistical methods, as well as to perform a comparison exercise of the characteristics of the current tools to establish the gaps between the functionalities offered and those required in this context. Based on these results, a prototype was designed and developed to satisfy the requirements identified through a web application based on a cloud architecture that responds to the problem posed.