摘要：+18217320706/本文介紹了合理利用能源、優(yōu)化醫(yī)院建設(shè)能源的重要性，闡述了能源管理體系建設(shè)的理念和框架，分析了能源管理體系在PDCA運行模式中的應(yīng)用，為促進醫(yī)院節(jié)能提供了理念。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院能源消耗；能源管理；節(jié)能；PDCA

0前言

如今，發(fā)展需求與能源約束之間的矛盾喚醒和增強了人們的能源危機意識。從家庭到企業(yè)和政府，尋找提高能源利用效率的解決方案已成為全社會的共同責任。作為一個社會服務(wù)單位，醫(yī)院建筑是能耗密度高的公共建筑之一。合理利用能源，優(yōu)化能源利用效率，不僅是社會責任，也是建設(shè)經(jīng)濟型醫(yī)院的重要舉措。合理利用能源的前提是了解醫(yī)院自身的能源利用特點和行業(yè)水平。在此基礎(chǔ)上，運用管理和技術(shù)手段實施節(jié)能措施，論證和反饋實施后的效果，建立能源管理的“規(guī)劃”－實施－檢查－處置（Plan-Do-Check-Act，PDCA）”運行模式。這是一個系統(tǒng)工程，通常通過總體規(guī)劃和逐步實施逐步完善。能耗監(jiān)管體系的建設(shè)是整個能源管理體系實施和能源控制的重要環(huán)節(jié)。按照“十二五”規(guī)劃，國家要求廣東省在“十二五”期間，單位GDP能耗下降18%。作為廣州市耗能單位，廣州醫(yī)科大學附屬第五醫(yī)院(以下簡稱“廣州醫(yī)科大學第五醫(yī)院”)需要承擔一定的節(jié)能減排任務(wù)。所以，2016年醫(yī)院實施了節(jié)能工作試點，建立了全院能耗監(jiān)管體系。

1、醫(yī)院能源管理概況

以2014年的能耗結(jié)構(gòu)為例，廣州醫(yī)科大學第五醫(yī)院使用的能源包括電力、水、天然氣和燃料。其中，電力成本占84.37%，其次是10.22%的水，2.79%的天然氣（主要用于食堂），2.62%的柴油和汽油。

經(jīng)過58年的變化，醫(yī)院本著合理利用的原則，在醫(yī)院成立初期一直使用大部分建筑和能源供應(yīng)系統(tǒng)。雖然一級和二級測量已經(jīng)在整個醫(yī)院實現(xiàn)，但大部分都是用非智能表進行監(jiān)控，并派專人按月抄表統(tǒng)計能耗數(shù)據(jù)，存單用紙質(zhì)文件。抄表是為了計算醫(yī)院的能耗成本，所以沒有能源分析和數(shù)據(jù)共享。

醫(yī)院設(shè)有節(jié)能管理辦公室，主要完成年度節(jié)能指標。在全院開展節(jié)能宣傳活動，通過技術(shù)節(jié)能手段實現(xiàn)節(jié)能降耗。

2、能源管理體系建設(shè)

基于廣州醫(yī)科大學第五醫(yī)院的能源管理現(xiàn)狀和長期建設(shè)，安裝智能儀器的條件非常有限。在能源消耗測量是否需要覆蓋以及簡單設(shè)計是否能夠?qū)崿F(xiàn)既定目標之間，需要考慮適當?shù)钠胶恻c。能源管理體系建設(shè)的目標分為三個方面：一是實施各種建筑節(jié)能措施；二是優(yōu)化能源管理模式；第三，所有員工都參與節(jié)能，并實施部門評估?；驹瓌t是以這一目標為導(dǎo)向，以安全生產(chǎn)為前提，結(jié)合現(xiàn)有條件構(gòu)建系統(tǒng)。

1.感知層系統(tǒng)

感知層是能耗數(shù)據(jù)的直接來源，根據(jù)設(shè)計目標的三條技術(shù)路線，完成電、水、氣能耗數(shù)據(jù)的測量、本地存儲和接口傳輸。根據(jù)每個能耗采集點的實際安裝條件，區(qū)分設(shè)備的安裝方式，對現(xiàn)有線路和管道進行必要的改造。

2.采集層系統(tǒng)

作為應(yīng)用層和感知層之間的連接部分，采集層負責按照一定的格式將分散在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層，并且可以緩存至少30天的數(shù)據(jù)。它由以太網(wǎng)和RS485或M等現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線兩層通信網(wǎng)絡(luò)組成-BUS。

3.應(yīng)用層系統(tǒng)

應(yīng)用層采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，根據(jù)模型提取采集的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)倉庫，并通過可視化技術(shù)用各種圖表顯示能耗數(shù)據(jù)。它是一個在服務(wù)器中運行的軟件系統(tǒng)。建立不同的數(shù)據(jù)模型，如區(qū)域、建筑類型、部門、分類項目、設(shè)備等。原理如圖所示。

數(shù)據(jù)層：建立模型的數(shù)據(jù)源。一部分是傳感器收集的能耗數(shù)據(jù)，另一部分是HIS系統(tǒng)提取的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，一些數(shù)據(jù)需要手動輸入。

模型層：定制醫(yī)院管理需求，選擇不同的能耗模型組合。

工具層：以監(jiān)督和管理為基礎(chǔ)，使用模塊化功能工具構(gòu)建關(guān)注界面，滿足用戶的使用要求。

業(yè)務(wù)層：根據(jù)醫(yī)院管理的特點，提取能耗指標、設(shè)備效率、部門評估、能源地圖等相關(guān)業(yè)務(wù)。服務(wù)層：系統(tǒng)通過后臺專業(yè)人員定期提供付費服務(wù)

完成醫(yī)院能耗監(jiān)管系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分為大數(shù)據(jù)自動化處理技術(shù)、智能網(wǎng)關(guān)采集技術(shù)和基于采集編碼的數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)三個要點。

1.大數(shù)據(jù)自動化處理

海量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)：通過對傳感數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，可以有效地消除明顯的錯誤和冗余數(shù)據(jù)，并對所選數(shù)據(jù)中的有用部分進行清理。

數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：數(shù)據(jù)存儲在大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上。為了減少網(wǎng)絡(luò)帶寬資源在數(shù)據(jù)批量同步遷移過程中的占用，智能網(wǎng)關(guān)用于就近存儲，以平衡傳輸負載。

數(shù)據(jù)索引技術(shù)：大數(shù)據(jù)包括時態(tài)流數(shù)據(jù)和空間流數(shù)據(jù)，對于時態(tài)流數(shù)據(jù)，主要的查詢類型是間隔查詢，采用B-Tree、Bitmap索引等。對于空間流數(shù)據(jù)，常見的查詢操作是使用多維索引技術(shù)在有限的存儲空間中建立優(yōu)秀的索引，以便系統(tǒng)能夠滿足有限存儲空間中所有符合特定條件的對象的效率要求。

2.智能網(wǎng)關(guān)

智能網(wǎng)關(guān)是物聯(lián)網(wǎng)的萬物連接。不同感知層設(shè)備的數(shù)據(jù)和參數(shù)可通過現(xiàn)場總線到達智能網(wǎng)關(guān)，并通過其內(nèi)部A8的高速處理器對多個模塊進行處理，如驗證、錯誤和異常處理、數(shù)據(jù)包裝和解包、數(shù)據(jù)加密和解密、數(shù)據(jù)重新傳輸處理等，形成可以在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)姆纸M，然后上傳到服務(wù)器和主站系統(tǒng)。

3.基于采集量編碼的數(shù)據(jù)挖掘

大數(shù)據(jù)能耗監(jiān)管系統(tǒng)通過智能儀器完成能耗相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。采集量主要包括電參數(shù)據(jù)、水信號數(shù)據(jù)、氣信號數(shù)據(jù)、溫度和濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)。相關(guān)數(shù)據(jù)通過智能網(wǎng)關(guān)進行匯總、壓縮和加密，然后上傳到服務(wù)器端。為了確保能耗數(shù)據(jù)可以通過平臺自動識別和處理，確保數(shù)據(jù)得到有效的管理和支持查詢服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)組織、存儲和交換的一致性，本項目統(tǒng)一編碼每個采集量，由采集量編碼和時間戳組成能耗信息點，并通過系統(tǒng)對海量能耗數(shù)據(jù)信息點進行評估

3、安科瑞AcrelEMS-MED醫(yī)院能源管理平臺

安科瑞醫(yī)院能源管理系統(tǒng)建立基于云平臺的“監(jiān)、控、維”一體化的能源管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)分析、異常預(yù)警、運維派單、系統(tǒng)架構(gòu)和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，幫助醫(yī)院后勤管理部門了解醫(yī)院能源運行情況，關(guān)注消防和電氣安全，及時預(yù)警異常情況，提高運維效率。它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所運維云平臺，配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能耗管理系統(tǒng)，智能照明控制系統(tǒng)，智慧消防平臺，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，防火門監(jiān)控系統(tǒng)，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)，電能質(zhì)量治理解決方案，醫(yī)療隔離電源解決方案。

4、結(jié)束語

在短期內(nèi)，系統(tǒng)應(yīng)用形成的運行模式取得了初步成效。由于歷史數(shù)據(jù)累計時間短，目前尚未實施和驗證技術(shù)節(jié)能。在實際應(yīng)用中，醫(yī)院在審查階段進一步挖掘了醫(yī)院優(yōu)化能源消耗的潛力。例如，食堂改造的節(jié)能潛力將從技術(shù)方案、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益三個方面計算改造的具體參數(shù)和未來節(jié)能工作計劃中預(yù)期的節(jié)能效果?？紤]到可行性和經(jīng)濟性，在實施節(jié)能工作后，繼續(xù)使用系統(tǒng)進行驗證，并根據(jù)PDCA循環(huán)管理模式繼續(xù)優(yōu)化醫(yī)院能源利用。

參考文獻

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2022.05版安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊．

作者簡介：謝滬嘉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司工作。