上海市级医院安防监控系统集成平台构建与应用*

曹玲燕 徐 诚 魏建军

医院作为提供治疗、护理、康复等医疗服务的公共场所，具有人员构成复杂、危险物品集中等特征[1]，且易发生医疗安全不良事件(如患者跌倒、管路滑脱等)[2-3]，这些都给安全稳定的就医环境带来了挑战。因此，构建完备的安防监控系统具有重要意义。国家及各省市有关部门均颁发了一系列政策文件，以推动医院安防监控系统的建设和升级。2015年，国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会联合颁布《医院安全技术防范系统要求》(GB/T 31458-2015)，对医院安全技术防范系统的基本要求、防护对象及防护要求、系统技术要求等作出规定[4]。2019年，上海市市场监督管理局发布《重点单位重要部位安全技术防范系统要求 第11部分：医疗机构》(DB31/T 329.11-2019)，规定了上海市医疗机构安全技术防范系统设计、施工、评审、检验、验收和运营维护等要求[5]。2021年9月，国家卫生健康委等8部委发布《关于推进医院安全秩序管理工作的指导意见》(国卫医发〔2021〕28号)，明确指出医院要积极应用物联网、5G、大数据等技术手段，按照有关国家标准和行业标准部署智能安防系统，以提高重大突发事件的快速反应和处置能力[6]。

上海申康医院发展中心(以下简称“申康中心”)作为上海市级医院的办医主体，肩负着上海市级医院安防监控信息化系统建设与发展的责任。近年来，申康中心不断加大对上海市级医院安防监控系统的建设投入，使医院安防监控系统的建设水平逐步提升，目前已基本实现了市级医院院区楼宇视频监控全覆盖。然而，由于市级医院安防监控系统独立存在且品牌不一、型号多样，未能实现与申康中心数据总平台的数据互通。在无法掌握所属市级医院安防监控系统运行数据的情况下，申康中心无法对上海市级医院安防监控系统的运行绩效进行客观评价，不利于及时发现存在问题。

2021年，申康中心在市级医院现有安防监控系统基础上，应用边缘计算及多码流处理等信息技术，构建了市级医院安防监控系统集成平台。该平台是申康中心主导建设的市级医院后勤运维评价与促进平台的重要组成部分[7]。本研究对该平台的建设及运行绩效进行阐述。

1 传统安防监控系统存在问题

上海市级医院安防监控系统具有设备部署密集、特殊要求多等特点，对信息查询的便捷性和突发事件的响应要求较高。然而，传统安防监控系统运行维护基本依赖人工手段，设备巡检和维护技术落后，当意外事件发生时处理效率低下。主要存在以下问题：(1)设备巡检耗时严重，且不能及时发现设备异常；(2)设备巡检流于形式，设备在线状态、录像完整性等设备参数异常难以被发现；(3)设备建设时期不同、品牌多样、型号繁杂，设备巡检和维护难度大；(4)设备运行绩效评价缺乏量化指标体系，不利于监控设备设施的精细化管理。

2 平台构建

为解决传统安防监控系统存在问题，申康中心亟需建立能够融合多家市级医院安防监控系统特性的集成平台。然而，若简单的将市级医院院区、楼宇或门急诊大厅的安防监控系统采用互联网或内部网络等方式汇总连接到申康中心云计算中心，则需要占用更多的带宽和服务器资源[8]。有研究表明[9]，应用边缘计算和云计算，可提高视频图像数据价值，在降低带宽、时延的同时，还能提高处理效率[10]。对此，申康中心通过改造升级智能摄像头、增加数据采集模块、布设边缘服务器设备等方式，利用边缘计算及多码流处理等技术，建成了市级医院安防监控系统集成平台。该平台的主要优点是可以将视频流传输、存储、计算等任务下沉到各医院的监控边缘设备上，通过全天候、高清晰、无间断的动态监视及警医联动，确保各市级医院运行安全。

2.1 系统设计

边缘计算是一种在网络边缘执行计算的新型计算模式。与将所有信息传输到云端中心处理后再反馈的云计算不同，边缘计算在信息的获取与处理上更加及时，能够在物与数据的源头进行信息处理并将有效信息直接传输，大大提高了信息处理的及时性[10]。此外，边缘计算还能更好地保障信息安全，减少信息流动过程中数据流量的损耗。安防行业通常包含视频监控、报警器、防盗门禁等子系统，近年来已开始引入边缘计算这一新兴技术[10]。

码流作为视频编码中画面质量控制最重要的部分，是指视频文件在单位时间内使用的数据流量。多码流技术则是指在视频编码过程中，同时产生多种不同码流及分辨率的流媒体数据。为了平衡网络传输与本地存储之间的矛盾，多码流技术可以根据用户实际网络带宽条件自动分配最佳解码画质。不同市级医院安装的安防监控设备品牌不同、型号各异，所产生的视频流格式也不同，难以作为有效数据被使用。运用多码流视频技术，申康中心能够流畅地调取各医院视频，通过视频方式进行监管复核，提升监管效率。

2.2 平台功能

上海市级医院安防监控系统集成平台包括医院边缘物联网设备、医院数据分平台、申康中心数据总平台3个部分，其设备安装拓扑图如图1所示。

集成平台在各医院安保专网部署边缘物联网设备，包括边缘数据采集、计算和传输装置，主要用于连接医院的安防监控设备，采集设备运维数据，通过内嵌视频分析算法进行预处理，分析参数异常情况，并将数据上传至医院数据分平台。医院数据分平台是医院边缘物联网设备与申康中心数据总平台之间的桥梁，主要接收医院边缘物联网设备上传的运维数据，实时呈现医院安防监控系统的运行数据，并将运维数据传送至申康中心数据总平台。申康中心数据总平台作为上层数据分析平台，主要用于接收、汇总、分析各医院数据分平台上传的运维数据，通过计算得到医院安防监控系统运行绩效评价指标，进而对各家医院安防监控系统的运行情况进行客观评价和可视化呈现。

图1 上海市级医院安防监控系统集成平台设备安装部署拓扑图

2.3 平台应用

截至2022年8月，相关边缘计算设备已覆盖23家市级医院院区，覆盖摄像机数量27 000余台，录像机450余台。通过该平台可以实时获取不同市级医院的摄像机总数、摄像机当前在线率、录像机总数、录像机每日在线率、录像机录像保存情况、录像机平均缺失时长等信息。

此外，通过该平台可更直观地展示全部医院的总体安防监控运行状况，便于同步建设安防监控系统可视化集成平台。在可视化集成平台首页地图上点击不同医院图标，即可进入具体医院，从而了解该院不同安防监控绩效指标变化情况。

3 运行绩效分析

3.1 运行绩效评价指标选取

为了客观地评价市级医院安防监控系统运行状态，申康中心通过实际调研和专家论证，最终确定两项关键指标用于评价安防监控系统运行绩效，分别为“数字监控设备在线率”和“录像平均缺失时长”，计算公式如下：

数字监控设备在线率=数字摄像机总数-掉线数字摄像机累计数量/数字摄像机总数×100%

录像平均缺失时长=录像机视频所有通道录像缺失时长之和/数字摄像机总数×100%

此外，为确保采集数据质量及可靠性，申康中心编制《市级医院后勤智能化平台运维及数据管理要求》并下发落实。该文件明确了数据采集的字段定义、采集频次与时间点定义、后续管理运维流程等。例如，要求医院在安防监控系统发生设备新增、修改、删除等变化时，及时按照《边缘物联网设备配置管理手册》进行信息更新，以确保医院实际部署的设备情况与边缘物联网设备中所管理的设备情况保持一致。此外，医院还应定期对边缘物联网设备的运行状态和运行环境进行检查，以保障边缘物联网设备能够正常进行数据采集、计算、上传等工作。

3.2 运行绩效评价指标应用

通过从该平台调取数据，本研究计算并对比了23家市级医院在2022年6月初平台上线和2022年8月底平台运行一段时间后的两项指标数据，如表1所示。

从表1可以看出，在平台上线的初期，监测发现多数医院的数字监控设备在线率更低或录像平均缺失时长更长。现场调研发现，数字监控设备在线率低的常见原因包括电源中断、网络中断、设备重启、设备损坏或死机以及IP地址配置错误等；录像存储缺失的常见原因包括摄像机掉线、摄像机网络异常、硬盘录像机损坏、死机以及未设置录像存储计划等。在医院层面，通过分析两项指标结果，医院内部可以及时进行安防监控设备的维护。例如，当数字监控设备在线率低于100%时，可追溯发生故障的摄像机所在位置并进行调试。在申康中心层面，通过对比两项指标结果，可以指导所属医院进行管理改善，以提升医院安防监控系统整体运行水平。申康中心将该两项指标反馈至医院保卫部门，由保卫部门依据结果指标进行自查和整改，及时消除安防监控系统存在的问题。表1指标结果显示，平台应用期间大多数医院的安防监控水平均有了不同程度的提升。在数字监控设备在线率方面，增幅最大的为医院20(33.29%)；在录像平均缺失时长方面，降幅最大的为医院18(100.00%)。

表1 上海市级医院安防监控系统集成平台运行绩效评价指标对比/%

4 讨论与建议

随着智慧医院建设进程的不断加快，医院安防系统信息化建设在医院智慧后勤中的作用也将越来越大。可以说，医院安防监控系统的日常维护、维修等是医院安防监控系统运行质量提升的关键。然而，对于大型市级医院而言，数字监控设备总量较大，有的医院甚至高达2 000个。如果按照传统人工巡检方式进行检查，不仅耗时较长且准确率不高，难以满足日益增长的监控系统维护管理需求。

上海市级医院安防监控系统集成平台的建设对于医院安防管理水平的提升具有重要的现实意义，主要体现在以下3方面：(1)实现了医院安防设备的自动化巡检，颠覆了以往人工巡检的工作模式，较为真实客观地采集设备参数、分析问题，规避了人工设备巡检缺项、漏项、走过场等人为风险。(2)实现了对医院安防设备全天侯、不间断地实时监测，及时掌握设备运行状况，大幅度缩短了设备异常的发现周期，从而保障安防设备持久稳定运行。(3)实现了医院不同品牌、不同类型安防设备的统一接入运维，并通过统一的管理入口对各前端设备进行巡检，大幅度提升了巡检运维效率，减轻了各医院设备巡检的工作压力，降低了医院的巡检运维成本。

该平台融合了边缘计算、多码流、物联网、大数据等信息技术手段，可灵活设置设备巡检策略，根据管理需要和实际情况设置巡检计划，全天侯、自动化完成对设备在线状态、时钟状态、硬盘状态、录像状态等安防系统核心参数的巡检。同时，通过将多家市级医院安防系统统一管理，减少医院内部不同部门之间以及不同医院之间安防信息系统的“信息孤岛”现象。基于该平台反馈的安防监控系统运行状态，医院保卫部门可以及时对掉线的数字监控设备进行调试或修复。

在医院安防监控系统集成平台的建设和运维过程中，还需要注意以下事项：(1)设备部署方面，需要确保边缘巡检系统所在机房的环境安全，如供网、供电、温度、湿度等符合要求。如需通过边缘巡检系统进行视频转发时，需确保目的主机与边缘巡检系统之间网络通畅，具体带宽要求由实际要求传输数据量进行测算。(2)数据安全方面，建议边缘巡检系统与目的主机之间采用https加密传输方式。(3)设备维护方面，需确保实际在用安防设备与边缘巡检系统添加的安防设备信息保持一致，如果增加、拆除安防设备、变换IP地址等，需同步在边缘巡检系统中进行更新。(4)培训方面，建议面向一线工作人员、管理层等不同角色用户，从设备维护、产品使用等方面进行全面培训、考核。此外，医院安防监控系统的运行需要协同医院主管部门、工程商、维保商、平台商等多方共同参与，将安防监控系统的巡检、报修、维保等流程纳入监管，实现医院安防监控系统运行维护的闭环管理。

本研究也存在一定的局限，首先是安防监控系统运行绩效指标还不够健全，仅采用了数字监控设备在线率和录像平均缺失时长两项指标。各医院需要结合自身的功能需求，在科学规划监控设备布局的基础上，有针对性地选取关键指标进行监测。其次需要在现有安防监控系统基础上，结合机器学习、图像识别等技术，强化对视频内容的分析。例如，对于视频图像识别出的潜在危险因素及时发布预警机制，通知医院相关部门提前做好准备。这些也为医院安防监控系统下一步的研究提供了发展方向。