基于EMS V5s能源管理系統(tǒng)的醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)應(yīng)用實(shí)踐*

——胡曉妍 胡 鋮 陳 峰 冉懋君 王道雄

目前，大型公共建筑用能強(qiáng)度是普通公共建筑的2倍～3倍，是居住建筑的5倍左右[1]。大型醫(yī)院能耗計(jì)量點(diǎn)位繁多，數(shù)據(jù)采集多采用傳統(tǒng)的人工模式，難以保證計(jì)量管理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[2]。為了對(duì)醫(yī)院能耗進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用能情況，需建立一個(gè)完善的監(jiān)管體系。同濟(jì)醫(yī)院基于EMS V5s能源管理系統(tǒng)的醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的構(gòu)建[3]，在輔助原有成本核算工作的同時(shí)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)醫(yī)院各大系統(tǒng)用能情況，查找不合理的用能點(diǎn)，以提高后勤管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

1 系統(tǒng)介紹

能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)是以提高醫(yī)院能源利用效率和管理效率為目的而搭建的一系列軟硬件配套設(shè)施，通過監(jiān)測(cè)平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)，可為能耗統(tǒng)計(jì)、能耗分析、能耗診斷、節(jié)能改造、能源資源管理等提供數(shù)據(jù)支撐。

醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)具備能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和通訊、遠(yuǎn)程傳輸、自動(dòng)分類統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)比對(duì)、圖表顯示、報(bào)表管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)上傳、配電監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、制冷站管理及能效評(píng)估、報(bào)警管理、能源費(fèi)用管理等功能，可滿足醫(yī)院能源監(jiān)管要求。

2 模塊介紹

2.1 基礎(chǔ)功能模塊

基礎(chǔ)功能模塊主要輔助工作人員進(jìn)行能耗日常管理，其中包括用戶首頁(yè)、全局報(bào)警、能耗報(bào)告、報(bào)表打印、工作日歷等5項(xiàng)?；A(chǔ)功能模塊一方面可對(duì)能耗情況進(jìn)行公示，另一方面可為能耗管理工作者提供多種便捷性的管理工具。通過用戶首頁(yè)，不論是臨床使用人員還是能耗管理人員，都能直觀了解到系統(tǒng)中的信息，對(duì)全院能耗情況有一個(gè)總體性的認(rèn)知。頁(yè)面模塊使用者可根據(jù)日常需求，將自己希望看到的信息以圖表的形式展示在首頁(yè)上，包括能耗GIS地圖導(dǎo)視、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)數(shù)值顯示、日周月年的能耗對(duì)比分析、數(shù)據(jù)同期對(duì)比等。

EMS V5s能源管理系統(tǒng)是第五代建筑能源管理系統(tǒng)，其特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，能將每天采集到的能耗數(shù)據(jù)整合成直觀明了的圖表，方便工作人員了解當(dāng)日總體能源消耗情況、用電監(jiān)測(cè)情況以及重點(diǎn)位置的環(huán)境品質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，并將設(shè)備報(bào)警信息通知相關(guān)人員，填補(bǔ)了用能日常管理的空缺。

2.2 數(shù)據(jù)分析模塊

傳統(tǒng)能耗管理只重視計(jì)量表用量，而不對(duì)計(jì)量過程進(jìn)行分析，無(wú)法得知統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)計(jì)量數(shù)據(jù)發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和用能規(guī)律，后期也無(wú)法進(jìn)行調(diào)查和改進(jìn)，相關(guān)節(jié)能工作也無(wú)法深入推進(jìn)。能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析模塊可有效解決這些問題。

該模塊將醫(yī)院用電情況分為4大類：插座照明用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電、特殊區(qū)域用電。根據(jù)國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委頒布的建設(shè)要求，將4大分項(xiàng)進(jìn)行能源拆分和能耗對(duì)比，分析各個(gè)分項(xiàng)的用能特點(diǎn)。另外，可以從不同能源類型、不同建筑物、不同區(qū)域、不同分戶的角度去分析能耗去向和比例，直觀展示醫(yī)院電、水、煤、氣、油等能源消耗量情況以及占比情況。結(jié)合醫(yī)院情況制定合理化能耗指標(biāo)，并對(duì)能源的使用情況實(shí)時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問題，分析建筑用能現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)能耗發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，可以進(jìn)行能耗排名，并結(jié)合醫(yī)院科室業(yè)務(wù)量密度排名，予以獎(jiǎng)勵(lì)和懲處，結(jié)合這些情況指引工作人員找到節(jié)能潛力最大的部門或科室。數(shù)據(jù)分析模塊為能耗管理工作提供了專業(yè)的分析和對(duì)標(biāo)功能，使能耗管理工作技術(shù)水平得以提升。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊

能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)冷站和配電室的監(jiān)控，設(shè)置冷站系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和配電監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)冷站中設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和配電系統(tǒng)中各支路的實(shí)時(shí)用電參數(shù)，能從根源上發(fā)現(xiàn)能源流向和用能規(guī)律。進(jìn)行配電分析，可以查詢每條配電支路的歷史數(shù)據(jù)，如歷史峰值功率或異常值，從而對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊可根據(jù)配電管理規(guī)定或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各個(gè)用電支路或設(shè)備進(jìn)行安全門限設(shè)置，包括異常跳閘、過流、欠壓、三相不平衡、功率因素過低等，并與安全報(bào)警模塊聯(lián)動(dòng)。對(duì)特殊的大型醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行能耗監(jiān)控，有助于診斷醫(yī)療設(shè)備本體耗能情況，查找大型醫(yī)療設(shè)備用能特點(diǎn)，預(yù)防安全隱患。

2.4 管理應(yīng)用模塊

管理應(yīng)用模塊更便于管理人員錄入計(jì)量數(shù)據(jù)和發(fā)布信息。一方面，建立和維護(hù)設(shè)備臺(tái)賬，記錄節(jié)能項(xiàng)目信息，輔助建筑審計(jì)。另一方面，可靈活設(shè)置人工填報(bào)功能。由于醫(yī)院能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)在建設(shè)中，還有部分位置的計(jì)量表未更換成智能表，需要人工抄表后將信息錄入系統(tǒng)，與其他智能表上傳的計(jì)量信息共同進(jìn)行科室成本核算。人工填報(bào)與報(bào)表打印功能相關(guān)聯(lián)，工作人員可根據(jù)報(bào)表模板靈活選定能耗主體或分項(xiàng)，可快速生成各類業(yè)務(wù)報(bào)表。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

3.1 訪問數(shù)據(jù)更方便

醫(yī)院能源管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器，只要擁有醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)訪問權(quán)限，打開瀏覽器，即可通過網(wǎng)址訪問到系統(tǒng)。相比智能抄表系統(tǒng)，避免了關(guān)閉客戶服務(wù)端會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失的情況。

3.2 設(shè)置單獨(dú)的應(yīng)用服務(wù)器

除數(shù)據(jù)服務(wù)器外，設(shè)置單獨(dú)的應(yīng)用服務(wù)器，保證了系統(tǒng)的使用效果。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要用于保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換以及起到冗余、容錯(cuò)等作用，是對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)以及后期數(shù)據(jù)分析的來(lái)源。應(yīng)用服務(wù)器將數(shù)據(jù)服務(wù)器部分系統(tǒng)訪問的I/O任務(wù)承擔(dān)過來(lái)，分擔(dān)數(shù)據(jù)服務(wù)器壓力，提高訪問數(shù)量，保證數(shù)據(jù)服務(wù)器穩(wěn)定性，避免訪問醫(yī)院監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)卡頓或者死機(jī)等情況。

3.3 可多終端配合使用

根據(jù)使用人群和使用場(chǎng)景的不同，可搭配PC機(jī)、平板電腦、手機(jī)等多種終端使用，不受使用時(shí)間和空間的限制，提高了管理效率。同時(shí)，可增加編輯、刪除等功能，不同用戶所具有的權(quán)限不同，所能訪問的軟件功能不同。工作人員也可通過不同類型功能的組合，實(shí)現(xiàn)能耗檔案管理、能耗分析管理、能耗報(bào)警管理、能耗成本統(tǒng)計(jì)、重點(diǎn)設(shè)備能耗監(jiān)測(cè)等功能，實(shí)現(xiàn)不同子模塊的自由組合與擴(kuò)展。既滿足了使用者的個(gè)性化需求，也保證了數(shù)據(jù)安全。

3.4 注重?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的搭建為制定能耗管理決策提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。一方面，輔助分析人員把關(guān)注點(diǎn)從計(jì)量結(jié)果向計(jì)量過程轉(zhuǎn)變，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)能耗路徑擴(kuò)散特點(diǎn)，查找能源流動(dòng)過程中各級(jí)損耗及用能分配特點(diǎn)。另一方面，方便科室管理人員隨時(shí)隨地掌握本科室的能耗及費(fèi)用信息，為醫(yī)院主管部門提供全面、準(zhǔn)確、可視化的各類能耗指標(biāo)分析報(bào)表，使科室能源管理更加便捷。

4 討論

在建設(shè)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)過程中，由于老院區(qū)存在多處因科室遷移房屋改造、管線路混亂等問題，在不影響臨床醫(yī)療工作的前提下，采取了必要的應(yīng)對(duì)措施。

(1)平臺(tái)建設(shè)初期，發(fā)現(xiàn)院區(qū)存在多處因科室遷移房屋改造導(dǎo)致計(jì)量表被封閉、樓棟施工圖紙不全、水電表對(duì)應(yīng)閥門位置不清、管道井口過于狹窄等問題。改造過程中，對(duì)水電管線路方便改道的區(qū)域重新布設(shè)，并重新選取點(diǎn)位安裝計(jì)量表，對(duì)舊表計(jì)量區(qū)域不準(zhǔn)確的位置也進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。對(duì)于管道更改和計(jì)量表更換均不便的區(qū)域，則放棄安裝點(diǎn)位，在能耗計(jì)量軟件上采取總-分模式計(jì)算，不影響采集結(jié)果。

(2)計(jì)量表及配套設(shè)施安裝會(huì)涉及停水停電，盡量避免影響醫(yī)療工作。醫(yī)院針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)的特殊時(shí)期，制定了停水停電預(yù)案，與門診、住院部、放射科等重點(diǎn)區(qū)域負(fù)責(zé)人提前溝通告知，錯(cuò)開用電高峰期，確認(rèn)停水停電時(shí)間后通知護(hù)理部、門診辦公室及維修中心。同時(shí)，針對(duì)不能斷電的區(qū)域，如手術(shù)室、ICU等點(diǎn)位，提前準(zhǔn)備不間斷電源或發(fā)電機(jī)，確保醫(yī)療工作正常開展。

(3)由于該院老院區(qū)樓宇使用年限較長(zhǎng)，科室搬遷房屋改造的情況時(shí)有發(fā)生，也造成電網(wǎng)線路混亂，存在計(jì)量不夠精細(xì)的情況，影響了水電成本核算精細(xì)化。在能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)一期項(xiàng)目建設(shè)過程中，只更換了老舊機(jī)械表為智能傳輸表，先保證醫(yī)院能耗成本核算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，在二期建設(shè)中將考慮增加計(jì)量點(diǎn)位，確?？剖夷芎挠?jì)量更精細(xì)、更準(zhǔn)確。

(4)根據(jù)醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)準(zhǔn)則，醫(yī)院分類能耗電量應(yīng)分為照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電、特殊區(qū)域用電，在低壓配電柜所有總進(jìn)線及其他必要用電支路進(jìn)行計(jì)量，并對(duì)各個(gè)醫(yī)療辦公樓的分區(qū)、分戶用電進(jìn)行詳細(xì)計(jì)量。按功能水表計(jì)量分為門診、病房、醫(yī)技、后勤、辦公等分項(xiàng)能耗，對(duì)于主干管上安裝的水表，除監(jiān)測(cè)流量外還需監(jiān)測(cè)壓力，以實(shí)現(xiàn)總量監(jiān)測(cè)和管網(wǎng)監(jiān)控與水平衡分析。

(5)更換為智能傳輸表后，不需要人工抄表，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理。因手術(shù)室、ICU等區(qū)域計(jì)量表抄錄數(shù)據(jù)時(shí)，人工抄錄較麻煩但又是耗能大戶，因此一期項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)優(yōu)先考慮對(duì)這些區(qū)域換表。智能電表在提供了較大便利的同時(shí)，對(duì)初始值、歷史用電數(shù)據(jù)等其他常數(shù)均可以保存，更便于用戶查詢。電路超負(fù)荷或欠壓時(shí)可予以報(bào)警，也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和避免用電障礙，彌補(bǔ)了機(jī)械表的不足。

5 小結(jié)

現(xiàn)代醫(yī)院能耗管理的總體思路是利用互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)分析等前沿技術(shù)[4]，從能耗源頭到各用能路徑，設(shè)計(jì)科學(xué)的監(jiān)測(cè)和管理新模式，并注重對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與分析，確保能源合理利用[5]，并輔助管理人員制定切實(shí)可行的節(jié)能措施，逐步剔除用能不合理支出，減輕醫(yī)院運(yùn)行負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院能耗管理工作的科學(xué)化和智能化。

目前，通過能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的搭建和應(yīng)用，使得醫(yī)院能耗管理工作初步從人工管理過渡到計(jì)算機(jī)管理。隨著計(jì)量時(shí)間的增長(zhǎng)，計(jì)量數(shù)據(jù)量也不斷增加，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量和處理速度對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)器又是一個(gè)考驗(yàn)。另外，一期建設(shè)還需要更加精細(xì)化，后期建設(shè)將繼續(xù)完善和細(xì)化模塊功能，考慮與醫(yī)院辦公系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)管理一體化[6]。能耗管理工作涉及電子電路、基建、統(tǒng)計(jì)學(xué)等相關(guān)知識(shí)，要做好醫(yī)院能源資源科學(xué)化管理，挖掘醫(yī)院各大耗能區(qū)域的節(jié)能點(diǎn)，還需要管理人員不斷提升專業(yè)知識(shí)水平，多部門協(xié)作管理。

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