基于AI 與物聯網環境下的用電安全管理與服務

張羽翔，關京浩

首都醫科大學附屬北京中醫醫院總務處辦公室，北京 100010

醫院作為電力一級用戶，下級通常有手術室、重癥監護、大型醫療設備等重要負荷，電力系統一旦發生問題，可能會威脅患者的生命安全、造成財產損失、影響醫院的正常運行秩序，所以電力系統的平穩運行對于醫療安全具有重要意義。同時，潛在的用電安全隱患是影響醫院安全運行的重要因素，其中包括違規用電、應急處置不當以及人員意識淡薄等，這些安全隱患都容易導致設備故障、電氣火災等事故的發生，甚至可能造成二次事故，擴大影響范圍。因此，在后勤運行保障中要結合科技手段和管理方法，運用技術優勢提高供電的可靠性，提前預警、防范電氣故障的發生，提高后勤人員的響應和處理速度。管理上變被動維修為主動巡檢，加強對醫務人員和患者的用電安全科普，提高后勤服務質量。

1 用電管理和服務中的痛點和難點

1.1 對于變配電設備的運行情況不能實時掌握

該院于1956 年建院，建院時間久，樓宇硬件條件較差，變配電室的分布較為分散，目前共有：總配電室、“315”配電室、門診配電室、門診空調配電室、師承樓配電室5個主要配電室，分別分布在綜合維修樓、門診樓和急診樓，運行人員巡視一個周期需要2 h 左右，位置較為分散的布局使巡視周期較長。以總配電室為例，高低壓變配電設備于2008 年投入使用，包括13 臺KYN28-12 高壓配電柜、24 臺ID2000 型低壓配電柜，至今已經使用十余年的時間，很多設備和部件已經停止生產。 在這種硬件條件下，對于設備安全運行情況的實時掌握是十分重要的，對于及時發現和處理設備的隱患和故障，避免擴大事故的影響范圍具有重要意義。而實際情況是在運行人員數量有限的條件下，無法對設備的運行狀態進行實時監測，更不易發現設備內在的故障和隱患。

1.2 配電設備缺少故障分析和記憶功能

目前，該院配電設備均沒有故障分析和記憶功能，這給盡快判斷故障類型，確定故障位置并恢復供電帶來難度。近幾年，隨著該院的發展需求，逐步引進了3T 核磁、高精度超聲等醫療儀器設備。3T 核磁設備電源來自總配電室，在運行過程中先后出現過兩次越級跳閘的情況，本級保護開關沒有動作而總配電室保護開關出現動作；超聲設備的電源來自“315”配電室，在運行過程中出現過一次自保護，無法正常開機，而保護開關沒有動作。通過電工和設備廠家對故障原因進行排查，醫療設備、電源及線路均不存在故障，且重新送電后設備能夠正常運行。經過后期分析和檢測，開關誤動作是由于醫療設備運行產生諧波造成的。由于配電設備沒有故障記憶功能，給電力系統管理人員的日常工作帶來不便，同時一定程度上也影響了對于臨床供電的可靠性。

1.3 一些常見維修項目報修量居高不下

該院每年班組的總維修量為6 000 件左右，其中電工班組維修量為1 200 件左右，維修量排名前幾位的是更換燈管、插座等項目，占到了全部維修量的40%。由于該院科室安裝的全部是單體式和多聯機空調，在夏季，空調維修、清洗的報修量可達到500 件左右，給空調班組的運行帶來很大壓力。近幾年，通過“一站式”后勤服務中心大數據統計分析，一些常見維修項目的報修量一直處于居高不下的狀態，班組人員忙于被派出維修，而不是通過主動巡視發現問題和隱患，這對于用電安全隱患的風險管控顯然是被動的。如何逐漸降低常見項目的報修量，加大對用電安全隱患的管控力度，提高運行保障效率，為醫務人員和患者提供更好的服務是值得思考的問題。 見圖1。

圖1 2019 年后勤班組維修量分布

1.4 對臨床人員的用電安全宣教不足

2019 年全國共接報火災23.3 萬起，其中有52%系電氣原因引起[1]，尤其是各類家用電器、電動車、電氣線路引發的火災越來越突出。在實際的用電管理過程中發現，臨床存在一些用電安全隱患和違規用電的情況。 例如，住院患者在氧氣治療帶上使用手機充電器，并且在未給手機充電的情況下，充電器被長時間插在治療帶的插座上，對醫療安全造成一定影響；醫護人員在休息室違規使用大功率電器或將接線板串接使用，帶來一定的火災風險。 這些情況反映出了在用電管理上存在的一些問題：一方面，對臨床的用電安全巡視檢查還存在死角，沒有實現全覆蓋；另一方面，一些患者和醫護人員用電的規范性和安全意識不強，說明在日常巡檢和維修過程中對于臨床人員的安全宣教還遠遠不足，給用電安全管理帶來一定阻力。

1.5 用電安全隱患無法及時落實

在日常巡視檢查過程中發現的安全隱患和問題通常直接反饋給醫護人員和患者，然而，很多問題在檢查后沒有及時整改或在整改后依舊反復發生，這種情況大多是由于問題沒有反饋至科室主任等第一責任人，從而安全責任沒有層層壓實，導致隱患整改落實力度較弱，缺乏監督和執行力。另外，缺少電力系統管理人員對科室隱患整改落實情況的追蹤與核實，從而在管理上沒有形成閉環機制，不利于用電安全管理。

2 從技術與管理上的解決思路及實踐

2.1 運用人工智能（AI）技術提高運行水平

目前，人工智能已經被廣泛地運用于各個行業，在電力系統中的應用方向主要有電網智慧調度、電力巡檢、設備本質安全等方面[2]。 國家電網公司已經在北京、天津、山東、廣西、廣東、浙江等十幾個省、自治區、直轄市的變電站進行智能巡檢機器人的推廣使用[3]，提高自動化水平和供電可靠性。 智能監控主要是應用視頻分析算法，利用計算機的視覺技術有效地對視覺范圍內的目標實現捕捉、行為分析和提取內容，用于記錄取證和狀態預警，其應用更加廣泛，包括交通場所、重點企業、購物和娛樂場所等。

在醫院總配電室日常管理中，可以把人工智能作為輔助技術手段，通過智能巡檢機器人和智能監控實現對總變電室設備和環境的實時監測。在變電室中應用的智能巡檢機器人系統應包括機器人分系統、任務載荷分系統和綜合保障分系統：其中，機器人分系統包括機器人平臺、通訊系統和監控后臺系統；機器人平臺要具備IP54的防護等級；任務載荷分系統包括可見光攝像機、紅外熱成像儀、聲音采集設備以及局部放電和超聲波監測設備等，設備讀數誤差小于±5%且具有良好的電磁抗擾能力；綜合保障分系統主要是機器人的動力供給、備品備件等[4]。智能監控主要實現對設備外觀、外圍環境安全的實時監控，一旦出現設備起火冒煙、外來人員闖入、小動物侵入等情況，通過移動監測記錄以及聲光報警等方式自動發出提示，及時通知運行人員進行人工干預。 見圖2。

圖2 配電室智能巡檢機器人

特別是在傳染病疫情防控期間，可以充分發揮人工智能技術對于監測末端配電、用電設備的優勢和作用。例如，在疫情傳播和擴散期間，發熱門診、急診、重癥監護室、呼吸科、兒科、手術室等可能直接接收和接觸發熱患者的區域，通常被列為醫院的高度風險區域，在這些區域的工作人員需要按照相關要求配備最高等級的個人防護[5]。在這些區域的配電設施、設備上安裝電子監測裝置，可以實時監測電氣設備運行的各項指標，對設備存在或者可能出現的故障提前報警，判斷故障類型，并及時通知值班維修電工前往排除故障。通過人工智能技術，可以減少維修人員進入高風險區域巡視的頻率，最大程度規避非醫療人員交叉感染的風險，保障維修人員的人身安全。對重癥監護室、手術室等區域的高度易感者同樣起到了一定的保護作用。另外，通過提前預警、故障分析縮短了維修人員的響應時間和工作效率，間接提高了供電的可靠性，保障醫療秩序平穩運行。

因此，通過人工智能技術手段可以更全面、有效地發現潛在問題，進一步提高運行效率和供電可靠性，輔助運行人員的日常管理甚至實現總配電室的無人值守，使人員把更多精力投入到對臨床的用電安全巡檢和宣教，為醫護人員和患者做好后勤服務工作。

2.2 日常管理方式由被動轉向主動

針對電工常見維修項目以及夏季空調維修、清洗的報修量居高不下的狀況，該院在2019 年先后制定了空調班組巡檢機制和安全用電巡檢機制；空調班組梳理全院范圍內的科室，通過分區域、分批次制定詳細的進度計劃，確保夏季每月與維保單位共同完成所有空調的消毒清洗工作。 每臺空調消毒清洗后，由班組長進行驗收并在室內機上粘貼“空調已消毒，請放心使用”標簽，標簽上明確標注消毒清洗的日期，讓醫務人員和患者一目了然。電工班組將全院所有科室劃分為12 個區域，按照每日巡檢一次配電室、每周巡檢一次末端配電設施、每月巡檢一次電纜線路和電纜井溝、每季度巡檢一次末端用電設備的要求，進行全覆蓋式巡檢，并由電氣工程師督促整改落實。 班組人員在巡檢過程中發現用電安全隱患，能整改的立行立改，不能立即整改的錄入“一站式”后勤服務中心數據平臺，并張貼便利貼予以溫馨提示。同時，對醫護人員和患者進行用電安全宣傳教育，加強職工規范用電的意識。

通過“一站式”后勤服務中心數據統計，2018 年第三季度空調維修、清洗的報修量為301 件，2019 年同期為279 件，報修量同比下降7.3%；通過班組主動巡檢，報修量呈現下降趨勢，讓醫護人員把更多精力放在醫療工作上。 見圖3。

圖3 近兩年空調維修、清洗報修量變化

2.3 借助物聯網（IOT）技術提高管理效能

隨著物聯網技術的發展，其應用范圍也越來越廣泛。該院自“一站式”后勤服務中心平臺上線以來，后勤各個系統通過平臺形成了整體，通過不斷實踐，感受到后勤管理信息化和智能化帶來的高效和便捷。 同時，不斷思考如何拓展平臺功能，更好地服務于日常管理工作。 結合主動巡檢機制，通過一站式后勤物服中心平臺，將巡檢各科室過程中發現的安全隱患情況及時反饋至科室負責人，是安全責任橫到邊縱到底，實現隱患的閉環管理。另外，借助物聯網技術，管理人員通過個人移動終端實時查詢總變電室的實時運行狀況和數據，便于及時掌握設備狀況、管理和分配電力負荷，更好地為臨床用電做好保障和服務。

3 結語

在科技快速發展的今天，只有解放思想，創新發展，才能夠更好地順應時代的潮流和趨勢。該文結合工作實踐，將人工智能（AI）和物聯網（IOT）技術以及新的管理方式融入到后勤用電管理與服務中，從而提高了后勤的管理效率和保障水平，為臨床的醫護人員和患者提供更優質的服務。