智慧配電能效管理平臺在醫(yī)院后勤中的應(yīng)用

1醫(yī)院能源管理現(xiàn)狀與問題

醫(yī)院能源結(jié)構(gòu)種類復(fù)雜、繁多，用能地點(diǎn)分散，用能設(shè)備龐雜，用能強(qiáng)度隨時變化，醫(yī)院的能源及資源消耗主要來自水、電、天然氣、醫(yī)用氣體等方面，能源管理缺乏系統(tǒng)的管理、有效的節(jié)約措施等問題，在行為節(jié)能及能源精細(xì)化管理上存在較大難度。

1.1資源保障不足

能源管理工作需要一定的經(jīng)濟(jì)投入，如果缺乏先進(jìn)的能源技術(shù)和設(shè)施、足夠的人力資源，能源管理的有效性和效率就會受到限制，無法滿足能源管理工作的需求。

1.1.1能源管理制度不完善

能源管理目標(biāo)不明確，缺乏專門的節(jié)能管理機(jī)構(gòu)、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，就會導(dǎo)致責(zé)任不明、工作混亂和效率低下。

1.1.2節(jié)能措施執(zhí)行效率不高

缺乏系統(tǒng)性的監(jiān)測和評估機(jī)制，導(dǎo)致節(jié)能措施執(zhí)行不力，節(jié)能意識普及不夠，對節(jié)能措施的認(rèn)知不足，難以有效推動實(shí)施。

1.2缺少信息化支持節(jié)能管理

后勤信息化建設(shè)的滯后難以高效匹配前端醫(yī)療快速發(fā)展，特別是在能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、能耗設(shè)備使用以及用能綜合監(jiān)測等方面，信息孤島難以打破。各種能源未能在統(tǒng)一平臺下實(shí)現(xiàn)管理運(yùn)營，數(shù)據(jù)難以集中，單位能耗無法核算。設(shè)備缺乏在線監(jiān)視及維護(hù)計劃，易形成安全隱患。

1.2.1缺乏醫(yī)院在線監(jiān)測計量

由于缺乏智能化運(yùn)用，無法對能源死角監(jiān)控，致使數(shù)據(jù)采集不全且無遠(yuǎn)傳功能，無法準(zhǔn)確掌握醫(yī)院能耗的相關(guān)靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)。

1.2.2缺乏能耗數(shù)據(jù)分析

傳統(tǒng)能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計完全依賴于人工記入，不能及時統(tǒng)計、分類、分項(xiàng)計量?？己酥笜?biāo)難以量化，更無法有效地發(fā)掘各個能耗設(shè)備的節(jié)能點(diǎn)，不利于醫(yī)院成本核算及控制。

2建設(shè)思路與目標(biāo)

某醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院（以下簡稱“該院”）以綠色醫(yī)院建設(shè)為目的，從硬件設(shè)備、軟件平臺兩方面雙管齊下搭建后勤智慧能源管理平臺，對能源設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，突破節(jié)能“瓶頸”，使運(yùn)維更加智能、及時、直觀和高效。同時，加強(qiáng)后勤科學(xué)的節(jié)能管理機(jī)制建設(shè)，主動去發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律、異常情況，為醫(yī)院在資源規(guī)劃和科學(xué)調(diào)度上打好基礎(chǔ)，推進(jìn)能源優(yōu)化、能耗降低、能效提高，降低醫(yī)院運(yùn)營成本。

2.1平臺建設(shè)思路

2.1.1硬件方面

實(shí)行物聯(lián)網(wǎng)(internetofthings，IOT)技術(shù)運(yùn)用，傳感器和監(jiān)測設(shè)備通過平臺實(shí)時采集能源的使用情況和相關(guān)數(shù)據(jù)，例如電量、水量和氣量的消耗情況，能源管理人員可以對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，借助自動化控制子系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)連接不同能源設(shè)備和子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對能源設(shè)備和能源子系統(tǒng)的智能控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源的整合和協(xié)同效應(yīng)。

2.1.2軟件方面

一個完整的后勤智慧能源管理平臺，需將各項(xiàng)子系統(tǒng)進(jìn)行集成和管理，實(shí)現(xiàn)一體化管理，平臺作為應(yīng)用和運(yùn)行的基礎(chǔ)架構(gòu)和架構(gòu)鏈接，打通能源數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，對傳感器和監(jiān)測設(shè)備收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、分析和報告，以識別能源使用模式，發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會，并進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化能源消耗。同時，聯(lián)動自動化控制子系統(tǒng)，通過智能算法和控制策略，實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備的自動化控制和優(yōu)化，根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)和設(shè)定目標(biāo)，調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)、節(jié)能策略，提高能源利用效率。通過直觀的可視化界面，展示能源數(shù)據(jù)和狀態(tài)，以圖表、報表等形式呈現(xiàn)，了解能源消耗情況和效果，評估能源利用率，方便作出決策和優(yōu)化能源管理。

2.2平臺建設(shè)目標(biāo)

2.2.1能源監(jiān)測與分析

通過傳感器、監(jiān)測設(shè)備等技術(shù)手段，實(shí)時采集水電氣等能源消耗情況，實(shí)現(xiàn)對能源的實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，包括能源消耗情況、效率分析、用能結(jié)構(gòu)等，以便為決策提供依據(jù)，并發(fā)現(xiàn)能源消耗的問題和潛在的改進(jìn)點(diǎn)。

2.2.2能源節(jié)約與環(huán)保減排

通過智能控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和高效利用，減少能源浪費(fèi)，提高能源利用效率，降低能源成本；通過能源管理平臺，實(shí)時監(jiān)測和控制能源子系統(tǒng)的運(yùn)行，減少不必要的能源消耗。

2.2.3安全運(yùn)行管理與維護(hù)

通過傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置采集關(guān)鍵參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，對能源設(shè)備和子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和維護(hù)管理，從高壓到低壓，末端用電負(fù)荷等設(shè)備，一圖總覽實(shí)時掌控供配電系統(tǒng)運(yùn)行態(tài)勢，保障供配電安全，提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。

2.2.4建立指標(biāo)體系推進(jìn)能源標(biāo)準(zhǔn)化

參考能源管理標(biāo)準(zhǔn)和指南，結(jié)合平臺制定醫(yī)院內(nèi)部的能源管理標(biāo)準(zhǔn)，同時設(shè)立考核機(jī)制，定期評估能源管理績效，對比實(shí)際數(shù)據(jù)與設(shè)定的指標(biāo)，分析差距并采取改進(jìn)措施，推動能源管理標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施。

3建設(shè)內(nèi)容與主要功能

3.1平臺建設(shè)內(nèi)容

采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)場感知層（能源計量終端）、網(wǎng)絡(luò)層（通訊管理終端）和平臺層（后勤智慧能源管理平臺）3個部分組成。其中，感知層是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型傳感器，各系列帶通信功能的電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及水表、氣表、冷熱量表等，實(shí)現(xiàn)從表計和傳感器獲取讀數(shù)向服務(wù)器傳輸原始數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)層是智能網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備層，可進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和存儲，將數(shù)據(jù)上傳至平臺，保證原始數(shù)據(jù)的完整性，修復(fù)數(shù)據(jù)錯誤/丟失；平臺層主要包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器（各項(xiàng)

子系統(tǒng)），可在PC端和移動端實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，分析能耗數(shù)據(jù)提供節(jié)能診斷依據(jù)。

通過平臺建設(shè)將各個子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，解決醫(yī)院的核心數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、無法共享等問題，同時為設(shè)備安全、節(jié)能降耗、成本核算及進(jìn)一步信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

3.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系標(biāo)準(zhǔn)化

對醫(yī)院現(xiàn)有的人員、空間、設(shè)備、業(yè)務(wù)、運(yùn)行等信息，按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的編碼并存儲于服務(wù)器上，再通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合各子系統(tǒng)，記錄其互通數(shù)據(jù)狀態(tài)，使得醫(yī)院各類與后勤相關(guān)的信息形成數(shù)字資產(chǎn)。

3.1.2數(shù)據(jù)中心建設(shè)

在形成的數(shù)字資產(chǎn)和各后勤系統(tǒng)運(yùn)用的基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)中臺和業(yè)務(wù)中臺，以充分發(fā)揮不同數(shù)據(jù)指標(biāo)的靈活應(yīng)用價值。數(shù)據(jù)中臺對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、建模、分析。業(yè)務(wù)中臺對醫(yī)院后勤能源、安全、品質(zhì)等管理業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)字流程線上再造。

3.1.3標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)庫建設(shè)

平臺的價值體現(xiàn)于后勤各類指標(biāo)的提升,建設(shè)一個標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)庫是非常必要的，指標(biāo)的數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)國家三級公立醫(yī)院績效考核操作手冊》《醫(yī)院智慧管理分級評估標(biāo)準(zhǔn)體系》等政策文件的解讀，醫(yī)院智慧化建設(shè)指標(biāo)分類為預(yù)算、成本、安全、節(jié)能降耗、服務(wù)、應(yīng)急、績效、培訓(xùn)考核8大類型。將各類指標(biāo)分解至后勤全年規(guī)劃，并按目標(biāo)任務(wù)落實(shí)，從而整體提升后勤智慧運(yùn)營質(zhì)量與效率。

3.2平臺主要功能

根據(jù)四川省衛(wèi)生健康委《關(guān)于推進(jìn)能耗監(jiān)管體系建設(shè)實(shí)施方案》的通知要求，該院針對性設(shè)計監(jiān)測點(diǎn)位，配備能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測點(diǎn)計量器具，實(shí)現(xiàn)分戶計量、分區(qū)計量和主要用能設(shè)備計量，實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理，滿足了GB/T29149—2012《公共機(jī)構(gòu)能源資源計量器具配備和管理要求》的規(guī)定。目前已上線后勤智慧能源管理平臺，有7大具體功能。

3.2.1功能覆蓋無盲區(qū)

平臺首要的功能是實(shí)現(xiàn)能源一體化系統(tǒng)集成，實(shí)時監(jiān)測醫(yī)院的能源使用情況，并通過物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，從而能夠?qū)δ茉吹氖褂们闆r進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，清晰展示當(dāng)日用電趨勢、日/周/月/年能耗總覽、能源占比、電能耗評價等所涉院區(qū)的各類能耗指標(biāo)。

3.2.2數(shù)據(jù)溯源可定位

將智能電表覆蓋到醫(yī)院重點(diǎn)樓棟及樓層科室，實(shí)現(xiàn)水、電、氣等各種能源在線采集監(jiān)控，通過智能電表收集用電數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)分析預(yù)測未來的能源需求，實(shí)現(xiàn)樓層科室用能監(jiān)測及精準(zhǔn)分?jǐn)偅瑸榭剖矣媚芸己颂峁?shù)據(jù)支撐，由被動節(jié)能轉(zhuǎn)向主動節(jié)能，并積累能源大數(shù)據(jù)，為深入挖掘節(jié)能潛力提供依據(jù)。

3.2.3多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與評估

（1）通過對建筑和業(yè)態(tài)兩個維度的能耗模型分析，實(shí)時查看水、電及總能耗的走向趨勢，以及各建筑能耗數(shù)據(jù)對比及排名信息。

（2）根據(jù)不同能耗類別、區(qū)域建筑提供能源的分類分項(xiàng)計量功能，將醫(yī)院整體能耗按比例分?jǐn)傊敛煌c(diǎn)位。管理人員可按分?jǐn)倢ο筮x擇查詢條件，調(diào)整用能方式，挖掘節(jié)能潛力，提高用能分析水平。

3.2.4負(fù)荷峰值預(yù)測與用能優(yōu)化

（1）預(yù)測能耗趨勢，預(yù)估未來能耗走向，通過設(shè)置用能設(shè)備的預(yù)警上限和下限，當(dāng)越過閾值時系統(tǒng)自動發(fā)送預(yù)警短信。另外，系統(tǒng)還可生成三相電壓/電流不平衡等數(shù)據(jù)實(shí)時曲線圖，為電能質(zhì)量監(jiān)測與分析提供參考依據(jù)。

（2）通過平臺查詢不同對象在選定時間段內(nèi)電的峰值，經(jīng)自動分析，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，節(jié)省能源費(fèi)用及應(yīng)用管理節(jié)能。

3.2.5報告報表即時生成

平臺自動生成數(shù)據(jù)報表，解決人工抄表帶來的各類問題。平臺支持能源分析報告、能源統(tǒng)計報表的在線預(yù)覽及多形式輸出，掌握院區(qū)能源實(shí)際情況，實(shí)時多維度分析，快速發(fā)現(xiàn)用能異常。

3.2.6降本增效優(yōu)化節(jié)能策略

平臺支持能耗對標(biāo)體系的管理、標(biāo)桿值進(jìn)行配置，支持醫(yī)院/部門對標(biāo)數(shù)據(jù)查詢等。通過智能分析，幫助管理人員查找能耗薄弱環(huán)節(jié)，為調(diào)整和優(yōu)化用能方式提供理論依據(jù)，實(shí)現(xiàn)用能可控，提升能源利用率。

3.2.7能耗預(yù)警動態(tài)響應(yīng)

平臺對醫(yī)院已有電力監(jiān)控進(jìn)行對接及數(shù)據(jù)互通，并將醫(yī)院供水系統(tǒng)、配電房的變壓器、低壓主進(jìn)線回路以及空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)24小時秒級值守，實(shí)時推送能耗異常信息，及時發(fā)現(xiàn)能源使用中的漏洞和不足，通過平臺自動跟蹤與分析，防止用能異常，推進(jìn)院內(nèi)多業(yè)務(wù)統(tǒng)一監(jiān)、管、控，提升運(yùn)營效益。

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審核編輯 黃宇