詹少偉，沈慧強，金寶云（南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司，江蘇南京210019）

基于云計算的醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)研究

詹少偉，沈慧強，金寶云（南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司，江蘇南京210019）

為落實節(jié)能減排政策，建設節(jié)約型醫(yī)院，各家醫(yī)院必須從粗放管理型向精細化管理轉變，實現(xiàn)能耗管理信息化。文中引入云計算技術，對應于醫(yī)院的不同規(guī)模，介紹了三種云計算模式的特點和醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)的具體實現(xiàn)形式。在最大化利用醫(yī)院現(xiàn)有IT資源的基礎上，通過相對低成本的投入來實現(xiàn)定期的能耗體檢、能耗智能診斷、節(jié)能指導等功能，促使醫(yī)院能耗管理工作邁上新臺階。

云計算；醫(yī)院；能耗管理；節(jié)能

引言

近年來，醫(yī)院能耗開支不斷攀升，建設節(jié)約型醫(yī)院，對于促進醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。另一方面，當前國內各醫(yī)院信息化水平不均衡，許多醫(yī)院的信息化水平依然保留在傳統(tǒng)IT架構和傳統(tǒng)系統(tǒng)平臺的層次，在傳統(tǒng)信息孤島上進行硬件、軟件的高投入這一模式仍在持續(xù)進行中。沒有采集到足夠的能耗數(shù)據，缺乏匯總歸類的歷史能耗數(shù)據，也無法接收到行業(yè)能耗管理的指導，醫(yī)院的管理節(jié)能及技術節(jié)能工作面臨信息化制約瓶頸，難有更多突破。

1 醫(yī)院能耗管理現(xiàn)狀

不少醫(yī)院在推動節(jié)能項目時，依然傾向于技術節(jié)能層面。因缺乏足夠的能耗數(shù)據支撐，在管理節(jié)能層面，系統(tǒng)節(jié)能始終難以落實。醫(yī)院能耗管理普遍存在如下問題：

（1）能耗數(shù)據采集技術手段落后。目前國家衛(wèi)生計生委的44家委管醫(yī)院已實現(xiàn)能耗信息化，但其他許多醫(yī)院還是采用人工抄表制度，因缺乏技術手段，數(shù)據誤差大，時間不能統(tǒng)一到同一時間節(jié)點，精細度不夠且沒有針對能耗設備進行分類分項采集能耗數(shù)據[1]；

（2）缺乏能耗數(shù)據分析和診斷。對于已建立能耗監(jiān)測的醫(yī)院，大量能耗數(shù)據依然深埋在各自數(shù)據庫中而沒有得到最大化利用。許多醫(yī)院采集到的能耗數(shù)據主要還是用來核算成本，并沒有應用到節(jié)能管理中，也沒有與上級能耗監(jiān)管平臺互聯(lián)，用到能源優(yōu)化配置和決策上。

2 云計算引入醫(yī)院能耗管理的必要性

2.1 傳統(tǒng)IT模式的局限

長期以來，各醫(yī)院一直遵循傳統(tǒng)IT基礎架構發(fā)展各自的信息系統(tǒng)，即一個業(yè)務就占用一臺或多臺服務器，通過對硬件及軟件進行不斷地投入，最終建立起醫(yī)院各業(yè)務信息系統(tǒng)。隨著業(yè)務增長，信息系統(tǒng)的服務器數(shù)量越來越多，機房空間壓力、能耗、成本以及管理復雜度驟增。對于醫(yī)院新實施的能耗管理系統(tǒng)，一般歸屬醫(yī)院后勤部門來管理，若按照傳統(tǒng)IT模式，勢必后勤部門又要投入較高成本來新增硬件、建立新的系統(tǒng)，且相對孤立于醫(yī)院信息部門管理的臨床信息系統(tǒng)等。而實際上，隨著云計算、虛擬化等技術的發(fā)展，目前服務器整合技術已經相當成熟，且部分醫(yī)院也已開始將傳統(tǒng)業(yè)務（HIS、LIS、PACS等）向云計算模式改變，在此趨勢下，按照云計算模式來建立能耗管理系統(tǒng)，并逐步融入現(xiàn)代化醫(yī)院綜合管理云平臺，將是醫(yī)院信息化發(fā)展的必然之路[2]。

2.2 云計算模式的優(yōu)勢

云計算是一種資源交付和使用模式，它通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合，形成一個具有強大計算能力的資源池，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先進的商業(yè)模式，以按需服務的形式向終端用戶提供計算服務。云計算的本質是計算、軟件及數(shù)據的集中式虛擬化服務。相較于傳統(tǒng)醫(yī)院的IT系統(tǒng)架構，云計算模式的顯著優(yōu)勢在于彈性收縮與快速擴展能力，以及其高資源利用率與性價比。將云計算技術引入到醫(yī)院節(jié)能領域，可以帶來諸多好處，它可以減少管理和維護煩惱，降低醫(yī)院信息化建設成本，有效解決海量能耗數(shù)據的處理問題，并能通過一定措施保證數(shù)據安全性和可靠性[3]。

3 醫(yī)院能耗管理云計算的實現(xiàn)方式

在云計算時代，云平臺部署有3種方式：公有云、私有云、混合云。

3.1公有云

公有云指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云，公有云一般可通過Internet使用，成本相對低廉，比如現(xiàn)在的阿里云和百度云。對于中小型醫(yī)院，按照能耗監(jiān)測的需要，可以從公有云購買并獲得相應的計算資源與應用服務，而無需支出物理環(huán)境建設費用和遞增的維護費用，醫(yī)院的能耗數(shù)據經由采集器轉發(fā)進入云端的數(shù)據處理應用中。采用公有云的醫(yī)院能耗管理，具體來說有如下兩種實現(xiàn)形式：

（1）中小型醫(yī)院可以自行租用云服務器，并與專業(yè)的能耗管理公司合作，將能耗管理系統(tǒng)部署到公有云服務器上，并進行能耗數(shù)據接入。平時由醫(yī)院相關技術人員進行云服務器上平臺的簡單維護；

（2）專業(yè)的能耗管理公司已在公有云服務器上搭建好能耗管理系統(tǒng)，從云端以SaaS方式向中小型醫(yī)院直接提供能耗管理和設備運維應用服務。這種形式下，醫(yī)院用較低的成本，即可享用到專業(yè)的能耗管理軟件服務，且無需關注后續(xù)的系統(tǒng)維護工作。

3.2 私有云

私有云是指醫(yī)院擁有自己的云數(shù)據中心。私有云可由醫(yī)院自己的IT部門構建，部署在醫(yī)院數(shù)據中心的防火墻內。私有云也可由云計算提供商進行構建，由其在醫(yī)院數(shù)據中心內安裝、配置和運營基礎設施。對于大型醫(yī)院，考慮到業(yè)務上的可靠性、安全性和可控性，令其放棄對自己數(shù)據和業(yè)務的完全掌控，而將其核心業(yè)務遷移到公有云上，這一做法基本不現(xiàn)實。另一方面，大型醫(yī)院已建立了完善的硬件設施，只要進行必要的升級和改造，這些硬件資源就可以在私有云的建設中被充分利用起來。采用私有云的醫(yī)院能耗管理實現(xiàn)形式為：專業(yè)的能耗管理公司在醫(yī)院云數(shù)據中心上實施部署能耗管理系統(tǒng)。

3.3 混合云

混合云融合了公有云和私有云，通過將公有云和私有云進行混合和匹配，以獲得最佳效果。它突破了私有云的硬件限制，利用公有云的可擴展性，可以隨時獲取更高的計算能力。這種模式下，醫(yī)院可以把核心業(yè)務和機密數(shù)據存放在私有云中，而把非核心業(yè)務和非機密數(shù)據移動到公有云區(qū)域，并充分利用公有云的計算資源，另外，還可以把公有云作為災難轉移平臺。這樣可以降低對內部私有云的壓力和需求，控制醫(yī)院云數(shù)據中心的規(guī)模。大型醫(yī)院在規(guī)劃混合云部署時，可以結合自身的實際情況，決定能耗管理系統(tǒng)及能耗數(shù)據部署到公有區(qū)域還是私有區(qū)域。

針對不同規(guī)模的醫(yī)院，圖1中示意了相應的能耗管理系統(tǒng)云部署方案。

圖1 醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)云部署示意圖

4 醫(yī)院能耗管理云計算的功能

醫(yī)院能耗管理云計算主要對醫(yī)院的水、電、氣等能耗數(shù)據進行監(jiān)測、存儲、分析、展示、轉發(fā)和發(fā)布，最后實現(xiàn)醫(yī)院能耗的統(tǒng)計、預測、審計及配額管理和考核、能效測評和公示、節(jié)能服務和輔助決策等。醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)支持多時間尺度（日、月、季、年）的日常統(tǒng)計報表的生成，支持能源預測、輔助決策等高級應用功能可視化所需的各種數(shù)據曲線、餅圖、柱狀圖的生成。

醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)應建立醫(yī)院各區(qū)域能耗的基礎數(shù)據庫，并按約定的報文規(guī)約向上級節(jié)能監(jiān)管平臺傳送能耗數(shù)據及文件，接受上級監(jiān)管部門的能耗標桿數(shù)據、節(jié)能措施經驗庫等節(jié)能指導。醫(yī)院能耗管理云計算具體應完成如下功能：

（1）定期的能耗體檢。將基礎數(shù)據庫里的區(qū)域能耗標桿值和區(qū)域實際使用能耗值進行對比，一旦發(fā)現(xiàn)明顯不合理的能耗偏差，及時提醒醫(yī)院后勤管理人員對相應的設備和區(qū)域進行檢查。另一方面，通過與上級節(jié)能監(jiān)管平臺的典型建筑類型、行業(yè)/業(yè)態(tài)類型、所處氣候分區(qū)的能耗數(shù)據標桿庫互通、定期對比，更清楚地了解自己用能狀況的差距，明確節(jié)能方向。

（2）能耗智能診斷。以能耗體檢報告數(shù)據為基礎，通過同期能耗數(shù)據對比、同類區(qū)域整體能耗指標評價、分項能耗指標評價、非工作時段能耗評估等方法對各能耗區(qū)域的用能情況進行全方位診斷分析，給出能耗偏差原因。

（3）給出優(yōu)化的節(jié)能建議。針對能耗智能診斷所給出的用能不合理之處，能耗管理系統(tǒng)應依據云端策略及經驗庫的指導，提供一些節(jié)能建議，并依據節(jié)能措施實施難度和投資成本大小將這些節(jié)能建議進行排序。

（4）除了支持常規(guī)的瀏覽器方式訪問，能耗管理系統(tǒng)還需支持在iPhone手機等移動終端上進行瀏覽訪問。醫(yī)院相關管理人員可通過手機、平板電腦或者云終端等，隨時隨地登錄到云端的系統(tǒng)中，査看自己管轄范圍內的能耗使用情況。

5 結束語

當前，國家有關部門主導建設的全國性醫(yī)院能耗數(shù)據中心平臺正在實施中，利用云計算技術搭建的各醫(yī)院能耗管理系統(tǒng)，可以和它通過統(tǒng)一接口進行數(shù)據對接，并從該平臺處獲得專業(yè)的節(jié)能服務和指導。云計算技術可以幫助醫(yī)院進行能耗精細化管理、深挖節(jié)能潛力，為醫(yī)院降本增效，它必將在低碳生態(tài)醫(yī)院的建設中發(fā)揮不可估量的作用。

[1]徐軼群.中小型企業(yè)能耗管理“云”服務公共平臺構建與應用[J].中國能源，2016，38（5）：45～47.

[2]全筱筱，郭岱琦，熊文舉，蔡志明.基于云平臺的現(xiàn)代化醫(yī)院綜合管理系統(tǒng)的構建[J].中國醫(yī)院，2013（8）：43～45.

[3]張志新，魏石磊.基于云計算平臺的信息化醫(yī)院架構研究[J].建筑電氣，2015（3）：38～41.

TP277

A

2095-2066（2016）34-0152-02

2016-11-23

詹少偉（1981-），男，安徽肥東人，工程師，碩士，主要從事信息系統(tǒng)集成項目管理、能源管理方面的工作。

沈慧強（1977-），男，江蘇泰州人，工程師，學士，主要從事能源管理方面的開發(fā)和管理工作。

金寶云（1976-），男，江蘇南京人，副總工程師，主要從事能源管理方面的研究工作。