基于AI 与物联网环境下的用电安全管理与服务

张羽翔，关京浩

首都医科大学附属北京中医医院总务处办公室，北京 100010

医院作为电力一级用户，下级通常有手术室、重症监护、大型医疗设备等重要负荷，电力系统一旦发生问题，可能会威胁患者的生命安全、造成财产损失、影响医院的正常运行秩序，所以电力系统的平稳运行对于医疗安全具有重要意义。同时，潜在的用电安全隐患是影响医院安全运行的重要因素，其中包括违规用电、应急处置不当以及人员意识淡薄等，这些安全隐患都容易导致设备故障、电气火灾等事故的发生，甚至可能造成二次事故，扩大影响范围。因此，在后勤运行保障中要结合科技手段和管理方法，运用技术优势提高供电的可靠性，提前预警、防范电气故障的发生，提高后勤人员的响应和处理速度。管理上变被动维修为主动巡检，加强对医务人员和患者的用电安全科普，提高后勤服务质量。

1 用电管理和服务中的痛点和难点

1.1 对于变配电设备的运行情况不能实时掌握

该院于1956 年建院，建院时间久，楼宇硬件条件较差，变配电室的分布较为分散，目前共有：总配电室、“315”配电室、门诊配电室、门诊空调配电室、师承楼配电室5个主要配电室，分别分布在综合维修楼、门诊楼和急诊楼，运行人员巡视一个周期需要2 h 左右，位置较为分散的布局使巡视周期较长。以总配电室为例，高低压变配电设备于2008 年投入使用，包括13 台KYN28-12 高压配电柜、24 台ID2000 型低压配电柜，至今已经使用十余年的时间，很多设备和部件已经停止生产。 在这种硬件条件下，对于设备安全运行情况的实时掌握是十分重要的，对于及时发现和处理设备的隐患和故障，避免扩大事故的影响范围具有重要意义。而实际情况是在运行人员数量有限的条件下，无法对设备的运行状态进行实时监测，更不易发现设备内在的故障和隐患。

1.2 配电设备缺少故障分析和记忆功能

目前，该院配电设备均没有故障分析和记忆功能，这给尽快判断故障类型，确定故障位置并恢复供电带来难度。近几年，随着该院的发展需求，逐步引进了3T 核磁、高精度超声等医疗仪器设备。3T 核磁设备电源来自总配电室，在运行过程中先后出现过两次越级跳闸的情况，本级保护开关没有动作而总配电室保护开关出现动作；超声设备的电源来自“315”配电室，在运行过程中出现过一次自保护，无法正常开机，而保护开关没有动作。通过电工和设备厂家对故障原因进行排查，医疗设备、电源及线路均不存在故障，且重新送电后设备能够正常运行。经过后期分析和检测，开关误动作是由于医疗设备运行产生谐波造成的。由于配电设备没有故障记忆功能，给电力系统管理人员的日常工作带来不便，同时一定程度上也影响了对于临床供电的可靠性。

1.3 一些常见维修项目报修量居高不下

该院每年班组的总维修量为6 000 件左右，其中电工班组维修量为1 200 件左右，维修量排名前几位的是更换灯管、插座等项目，占到了全部维修量的40%。由于该院科室安装的全部是单体式和多联机空调，在夏季，空调维修、清洗的报修量可达到500 件左右，给空调班组的运行带来很大压力。近几年，通过“一站式”后勤服务中心大数据统计分析，一些常见维修项目的报修量一直处于居高不下的状态，班组人员忙于被派出维修，而不是通过主动巡视发现问题和隐患，这对于用电安全隐患的风险管控显然是被动的。如何逐渐降低常见项目的报修量，加大对用电安全隐患的管控力度，提高运行保障效率，为医务人员和患者提供更好的服务是值得思考的问题。 见图1。

图1 2019 年后勤班组维修量分布

1.4 对临床人员的用电安全宣教不足

2019 年全国共接报火灾23.3 万起，其中有52%系电气原因引起[1]，尤其是各类家用电器、电动车、电气线路引发的火灾越来越突出。在实际的用电管理过程中发现，临床存在一些用电安全隐患和违规用电的情况。 例如，住院患者在氧气治疗带上使用手机充电器，并且在未给手机充电的情况下，充电器被长时间插在治疗带的插座上，对医疗安全造成一定影响；医护人员在休息室违规使用大功率电器或将接线板串接使用，带来一定的火灾风险。 这些情况反映出了在用电管理上存在的一些问题：一方面，对临床的用电安全巡视检查还存在死角，没有实现全覆盖；另一方面，一些患者和医护人员用电的规范性和安全意识不强，说明在日常巡检和维修过程中对于临床人员的安全宣教还远远不足，给用电安全管理带来一定阻力。

1.5 用电安全隐患无法及时落实

在日常巡视检查过程中发现的安全隐患和问题通常直接反馈给医护人员和患者，然而，很多问题在检查后没有及时整改或在整改后依旧反复发生，这种情况大多是由于问题没有反馈至科室主任等第一责任人，从而安全责任没有层层压实，导致隐患整改落实力度较弱，缺乏监督和执行力。另外，缺少电力系统管理人员对科室隐患整改落实情况的追踪与核实，从而在管理上没有形成闭环机制，不利于用电安全管理。

2 从技术与管理上的解决思路及实践

2.1 运用人工智能（AI）技术提高运行水平

目前，人工智能已经被广泛地运用于各个行业，在电力系统中的应用方向主要有电网智慧调度、电力巡检、设备本质安全等方面[2]。 国家电网公司已经在北京、天津、山东、广西、广东、浙江等十几个省、自治区、直辖市的变电站进行智能巡检机器人的推广使用[3]，提高自动化水平和供电可靠性。 智能监控主要是应用视频分析算法，利用计算机的视觉技术有效地对视觉范围内的目标实现捕捉、行为分析和提取内容，用于记录取证和状态预警，其应用更加广泛，包括交通场所、重点企业、购物和娱乐场所等。

在医院总配电室日常管理中，可以把人工智能作为辅助技术手段，通过智能巡检机器人和智能监控实现对总变电室设备和环境的实时监测。在变电室中应用的智能巡检机器人系统应包括机器人分系统、任务载荷分系统和综合保障分系统：其中，机器人分系统包括机器人平台、通讯系统和监控后台系统；机器人平台要具备IP54的防护等级；任务载荷分系统包括可见光摄像机、红外热成像仪、声音采集设备以及局部放电和超声波监测设备等，设备读数误差小于±5%且具有良好的电磁抗扰能力；综合保障分系统主要是机器人的动力供给、备品备件等[4]。智能监控主要实现对设备外观、外围环境安全的实时监控，一旦出现设备起火冒烟、外来人员闯入、小动物侵入等情况，通过移动监测记录以及声光报警等方式自动发出提示，及时通知运行人员进行人工干预。 见图2。

图2 配电室智能巡检机器人

特别是在传染病疫情防控期间，可以充分发挥人工智能技术对于监测末端配电、用电设备的优势和作用。例如，在疫情传播和扩散期间，发热门诊、急诊、重症监护室、呼吸科、儿科、手术室等可能直接接收和接触发热患者的区域，通常被列为医院的高度风险区域，在这些区域的工作人员需要按照相关要求配备最高等级的个人防护[5]。在这些区域的配电设施、设备上安装电子监测装置，可以实时监测电气设备运行的各项指标，对设备存在或者可能出现的故障提前报警，判断故障类型，并及时通知值班维修电工前往排除故障。通过人工智能技术，可以减少维修人员进入高风险区域巡视的频率，最大程度规避非医疗人员交叉感染的风险，保障维修人员的人身安全。对重症监护室、手术室等区域的高度易感者同样起到了一定的保护作用。另外，通过提前预警、故障分析缩短了维修人员的响应时间和工作效率，间接提高了供电的可靠性，保障医疗秩序平稳运行。

因此，通过人工智能技术手段可以更全面、有效地发现潜在问题，进一步提高运行效率和供电可靠性，辅助运行人员的日常管理甚至实现总配电室的无人值守，使人员把更多精力投入到对临床的用电安全巡检和宣教，为医护人员和患者做好后勤服务工作。

2.2 日常管理方式由被动转向主动

针对电工常见维修项目以及夏季空调维修、清洗的报修量居高不下的状况，该院在2019 年先后制定了空调班组巡检机制和安全用电巡检机制；空调班组梳理全院范围内的科室，通过分区域、分批次制定详细的进度计划，确保夏季每月与维保单位共同完成所有空调的消毒清洗工作。 每台空调消毒清洗后，由班组长进行验收并在室内机上粘贴“空调已消毒，请放心使用”标签，标签上明确标注消毒清洗的日期，让医务人员和患者一目了然。电工班组将全院所有科室划分为12 个区域，按照每日巡检一次配电室、每周巡检一次末端配电设施、每月巡检一次电缆线路和电缆井沟、每季度巡检一次末端用电设备的要求，进行全覆盖式巡检，并由电气工程师督促整改落实。 班组人员在巡检过程中发现用电安全隐患，能整改的立行立改，不能立即整改的录入“一站式”后勤服务中心数据平台，并张贴便利贴予以温馨提示。同时，对医护人员和患者进行用电安全宣传教育，加强职工规范用电的意识。

通过“一站式”后勤服务中心数据统计，2018 年第三季度空调维修、清洗的报修量为301 件，2019 年同期为279 件，报修量同比下降7.3%；通过班组主动巡检，报修量呈现下降趋势，让医护人员把更多精力放在医疗工作上。 见图3。

图3 近两年空调维修、清洗报修量变化

2.3 借助物联网（IOT）技术提高管理效能

随着物联网技术的发展，其应用范围也越来越广泛。该院自“一站式”后勤服务中心平台上线以来，后勤各个系统通过平台形成了整体，通过不断实践，感受到后勤管理信息化和智能化带来的高效和便捷。 同时，不断思考如何拓展平台功能，更好地服务于日常管理工作。 结合主动巡检机制，通过一站式后勤物服中心平台，将巡检各科室过程中发现的安全隐患情况及时反馈至科室负责人，是安全责任横到边纵到底，实现隐患的闭环管理。另外，借助物联网技术，管理人员通过个人移动终端实时查询总变电室的实时运行状况和数据，便于及时掌握设备状况、管理和分配电力负荷，更好地为临床用电做好保障和服务。

3 结语

在科技快速发展的今天，只有解放思想，创新发展，才能够更好地顺应时代的潮流和趋势。该文结合工作实践，将人工智能（AI）和物联网（IOT）技术以及新的管理方式融入到后勤用电管理与服务中，从而提高了后勤的管理效率和保障水平，为临床的医护人员和患者提供更优质的服务。