基于EMS V5s能源管理系统的医院能耗监测平台应用实践*

——胡晓妍 胡 铖 陈 峰 冉懋君 王道雄

目前，大型公共建筑用能强度是普通公共建筑的2倍～3倍，是居住建筑的5倍左右[1]。大型医院能耗计量点位繁多，数据采集多采用传统的人工模式，难以保证计量管理的准确性和科学性[2]。为了对医院能耗进行精细化管理，实时监测用能情况，需建立一个完善的监管体系。同济医院基于EMS V5s能源管理系统的医院能耗监测平台的构建[3]，在辅助原有成本核算工作的同时，可实时监测医院各大系统用能情况，查找不合理的用能点，以提高后勤管理水平和服务质量。

1 系统介绍

能耗监测平台是以提高医院能源利用效率和管理效率为目的而搭建的一系列软硬件配套设施，通过监测平台采集的数据，可为能耗统计、能耗分析、能耗诊断、节能改造、能源资源管理等提供数据支撑。

医院能耗监测平台具备能耗数据实时采集和通讯、远程传输、自动分类统计、数据分析、指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传、配电监测、重点设备监测、环境监测、管网监测、制冷站管理及能效评估、报警管理、能源费用管理等功能，可满足医院能源监管要求。

2 模块介绍

2.1 基础功能模块

基础功能模块主要辅助工作人员进行能耗日常管理，其中包括用户首页、全局报警、能耗报告、报表打印、工作日历等5项。基础功能模块一方面可对能耗情况进行公示，另一方面可为能耗管理工作者提供多种便捷性的管理工具。通过用户首页，不论是临床使用人员还是能耗管理人员，都能直观了解到系统中的信息，对全院能耗情况有一个总体性的认知。页面模块使用者可根据日常需求，将自己希望看到的信息以图表的形式展示在首页上，包括能耗GIS地图导视、分项能耗数据数值显示、日周月年的能耗对比分析、数据同期对比等。

EMS V5s能源管理系统是第五代建筑能源管理系统，其特点是可实现数据可视化，能将每天采集到的能耗数据整合成直观明了的图表，方便工作人员了解当日总体能源消耗情况、用电监测情况以及重点位置的环境品质监测情况，并将设备报警信息通知相关人员，填补了用能日常管理的空缺。

2.2 数据分析模块

传统能耗管理只重视计量表用量，而不对计量过程进行分析，无法得知统计区域内计量数据发生的时间、地点和用能规律，后期也无法进行调查和改进，相关节能工作也无法深入推进。能耗监测平台的数据分析模块可有效解决这些问题。

该模块将医院用电情况分为4大类：插座照明用电、空调用电、动力用电、特殊区域用电。根据国家卫生计生委颁布的建设要求，将4大分项进行能源拆分和能耗对比，分析各个分项的用能特点。另外，可以从不同能源类型、不同建筑物、不同区域、不同分户的角度去分析能耗去向和比例，直观展示医院电、水、煤、气、油等能源消耗量情况以及占比情况。结合医院情况制定合理化能耗指标，并对能源的使用情况实时进行对比分析，及时发现存在问题，分析建筑用能现状、预测能耗发展趋势。同时，可以进行能耗排名，并结合医院科室业务量密度排名，予以奖励和惩处，结合这些情况指引工作人员找到节能潜力最大的部门或科室。数据分析模块为能耗管理工作提供了专业的分析和对标功能，使能耗管理工作技术水平得以提升。

2.3 实时监控模块

能耗监测平台实时监控模块可实现对冷站和配电室的监控，设置冷站系统监测和配电监测，监测冷站中设备的运行参数和配电系统中各支路的实时用电参数，能从根源上发现能源流向和用能规律。进行配电分析，可以查询每条配电支路的历史数据，如历史峰值功率或异常值，从而对配电系统进行优化设计。实时监控模块可根据配电管理规定或设计标准，对各个用电支路或设备进行安全门限设置，包括异常跳闸、过流、欠压、三相不平衡、功率因素过低等，并与安全报警模块联动。对特殊的大型医疗设备进行能耗监控，有助于诊断医疗设备本体耗能情况，查找大型医疗设备用能特点，预防安全隐患。

2.4 管理应用模块

管理应用模块更便于管理人员录入计量数据和发布信息。一方面，建立和维护设备台账，记录节能项目信息，辅助建筑审计。另一方面，可灵活设置人工填报功能。由于医院能耗监测平台在建设中，还有部分位置的计量表未更换成智能表，需要人工抄表后将信息录入系统，与其他智能表上传的计量信息共同进行科室成本核算。人工填报与报表打印功能相关联，工作人员可根据报表模板灵活选定能耗主体或分项，可快速生成各类业务报表。

3 系统优势

3.1 访问数据更方便

医院能源管理系统采用B/S架构，数据存储在服务器，只要拥有医院内部局域网访问权限，打开浏览器，即可通过网址访问到系统。相比智能抄表系统，避免了关闭客户服务端会造成数据丢失的情况。

3.2 设置单独的应用服务器

除数据服务器外，设置单独的应用服务器，保证了系统的使用效果。数据服务器主要用于保证数据存储、交换以及起到冗余、容错等作用，是对数据的保护以及后期数据分析的来源。应用服务器将数据服务器部分系统访问的I/O任务承担过来，分担数据服务器压力，提高访问数量，保证数据服务器稳定性，避免访问医院监测系统时卡顿或者死机等情况。

3.3 可多终端配合使用

根据使用人群和使用场景的不同，可搭配PC机、平板电脑、手机等多种终端使用，不受使用时间和空间的限制，提高了管理效率。同时，可增加编辑、删除等功能，不同用户所具有的权限不同，所能访问的软件功能不同。工作人员也可通过不同类型功能的组合，实现能耗档案管理、能耗分析管理、能耗报警管理、能耗成本统计、重点设备能耗监测等功能，实现不同子模块的自由组合与扩展。既满足了使用者的个性化需求，也保证了数据安全。

3.4 注重数据统计分析

能耗监测平台的搭建为制定能耗管理决策提供了科学的数据支撑。一方面，辅助分析人员把关注点从计量结果向计量过程转变，通过数据统计分析发现能耗路径扩散特点，查找能源流动过程中各级损耗及用能分配特点。另一方面，方便科室管理人员随时随地掌握本科室的能耗及费用信息，为医院主管部门提供全面、准确、可视化的各类能耗指标分析报表，使科室能源管理更加便捷。

4 讨论

在建设能耗监测平台过程中，由于老院区存在多处因科室迁移房屋改造、管线路混乱等问题，在不影响临床医疗工作的前提下，采取了必要的应对措施。

(1)平台建设初期，发现院区存在多处因科室迁移房屋改造导致计量表被封闭、楼栋施工图纸不全、水电表对应阀门位置不清、管道井口过于狭窄等问题。改造过程中，对水电管线路方便改道的区域重新布设，并重新选取点位安装计量表，对旧表计量区域不准确的位置也进行适时调整。对于管道更改和计量表更换均不便的区域，则放弃安装点位，在能耗计量软件上采取总-分模式计算，不影响采集结果。

(2)计量表及配套设施安装会涉及停水停电，尽量避免影响医疗工作。医院针对能耗监测平台建设的特殊时期，制定了停水停电预案，与门诊、住院部、放射科等重点区域负责人提前沟通告知，错开用电高峰期，确认停水停电时间后通知护理部、门诊办公室及维修中心。同时，针对不能断电的区域，如手术室、ICU等点位，提前准备不间断电源或发电机，确保医疗工作正常开展。

(3)由于该院老院区楼宇使用年限较长，科室搬迁房屋改造的情况时有发生，也造成电网线路混乱，存在计量不够精细的情况，影响了水电成本核算精细化。在能耗监测平台一期项目建设过程中，只更换了老旧机械表为智能传输表，先保证医院能耗成本核算基础数据采集，在二期建设中将考虑增加计量点位，确保科室能耗计量更精细、更准确。

(4)根据医院建筑能耗监管系统建设技术准则，医院分类能耗电量应分为照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊区域用电，在低压配电柜所有总进线及其他必要用电支路进行计量，并对各个医疗办公楼的分区、分户用电进行详细计量。按功能水表计量分为门诊、病房、医技、后勤、办公等分项能耗，对于主干管上安装的水表，除监测流量外还需监测压力，以实现总量监测和管网监控与水平衡分析。

(5)更换为智能传输表后，不需要人工抄表，实现了计算机管理。因手术室、ICU等区域计量表抄录数据时，人工抄录较麻烦但又是耗能大户，因此一期项目建设中应优先考虑对这些区域换表。智能电表在提供了较大便利的同时，对初始值、历史用电数据等其他常数均可以保存，更便于用户查询。电路超负荷或欠压时可予以报警，也可及时发现和避免用电障碍，弥补了机械表的不足。

5 小结

现代医院能耗管理的总体思路是利用互联网、计算机、大数据分析等前沿技术[4]，从能耗源头到各用能路径，设计科学的监测和管理新模式，并注重对每个环节数据进行深度挖掘与分析，确保能源合理利用[5]，并辅助管理人员制定切实可行的节能措施，逐步剔除用能不合理支出，减轻医院运行负担，实现医院能耗管理工作的科学化和智能化。

目前，通过能耗监测平台的搭建和应用，使得医院能耗管理工作初步从人工管理过渡到计算机管理。随着计量时间的增长，计量数据量也不断增加，数据存储量和处理速度对于数据服务器又是一个考验。另外，一期建设还需要更加精细化，后期建设将继续完善和细化模块功能，考虑与医院办公系统对接，实现管理一体化[6]。能耗管理工作涉及电子电路、基建、统计学等相关知识，要做好医院能源资源科学化管理，挖掘医院各大耗能区域的节能点，还需要管理人员不断提升专业知识水平，多部门协作管理。

[1] 孙永和. 加强医院能源管理 降低运行成本[J].中国医院管理,2004,24(8):53-54.

[2] 冯 文,任 涛. 某市医院能源使用现状的分析与评价[J].中国医院,2014,18(7):22-24.

[3] 聂 敏. 浅谈医院节能[J].现代医院,2011(9):128-132.

[4] 陈学文,张玉莲,焦丽敏. 大型综合医院管理创新与实践[J].中国卫生质量管理,2016,23(4):105-108.

[5] 戴明浪，王莉莉. 浅谈医院的能耗管理[J].中国医疗设备, 2013,11(11):2.

[6] 郑明明，陈 硕.建筑能耗监测平台的研究[J].建筑节能,2009,9(6):3-5.