医院信息智能统计分析

医院信息智能统计分析（精选十篇）

医院信息智能统计分析 篇1

近几年来, 我国各级医疗机构信息化的快速发展, 积累了海量的管理与临床医疗数据。但在这些信息资源的开发与应用方面, 普遍存在以下几种现象:原始信息多、加工整理少;孤立分散的多、联合共享的少;为宏观服务的多、为微观服务的少;静态的信息多、动态信息少。信息部门花费人力物力去维护却难以充分利用, 管理部门也无法利用这些数据帮助自己更好地了解医院的运营状况。因此, 开发一个快捷、高效、易用的智能统计分析平台可以快速提升医院信息化管理水平。

1 医院信息系统现状

我国医院的信息化建设大致包括4个部分:

(1) 以病人为中心面向患者的高效前台作业系统:医院信息系统 (HIS) , 用于病人管理、手术管理、住院管理、门诊管理等。

(2) 为医生临床治疗提供支持信息的作业系统:图片存档及通信系统 (PACS) 、实验室信息系统 (LIS) 、合理用药、重症护理病房 (ICU) 、血库管理系统等。

(3) 为医生提供规范化、标准化辅助临床活动的作业系统:用于电子病例、临床记录、医嘱等管理。

(4) 面向内部管理人员提升运营水平的后台管理系统:办公自动化系统 (OA) 、成本核算系统、人力资源管理系统等。

以上各个系统相互独立, 数据无法进行有效的共享, 管理者也不能全面了解医院运营状况。为此, 一些医院建立的基于院长查询的统计分析系统, 大多系统的报表设计是固定的, 不能更改, 一旦数据结构或者需求发生变化, 需要重新开发, 缺乏灵活性。另外, 也不能够进行多维数据分析, 实现的是传统的统计查询功能, 无法为领导决策提供支持。

2 医院信息智能统计分析系统的结构与功能

整合医院业务数据, 按照统一指标、统一统计口径、统一数据概念的要求[1], 搭建数据中心, 即建立综合查询分析中心、建设基于KPI (关键绩效指标法) 的医院绩效考核体系和领导决策提供支持中心。系统项目内容, 见图1。

通过规范数据信息流程和集中交换达到数据的一致性和准确性[2], 实现管理决策的适时性和动态性。通过对门诊分析、住院分析、经济收入分析、医疗质量分析、药品分析、物资分析等数据的整合, 使各个业务的数据相互共享、相互参照, 实现智能统计分析功能。

2.1 数据中心

医院内部经过多年的正常运行, 产生了大量的业务数据, 这些历史业务数据如果继续存储在业务系统或者Excel中, 不能对目前业务起参考价值, 使业务系统的历史数据价值大打折扣。如何做到既不影响业务系统的正常运行又最大限度地利用历史数据的价值, 唯一的办法就是建立数据中心, 定期将业务系统数据、其他相关数据, 按照统一指标、统一统计口径、统一数据概念的要求, 抽取到数据中心, 使各个业务系统的数据相互共享, 进行集中式处理和管理。

2.2 综合查询分析中心

运用商业智能 (BI) 技术将医疗信息数据分为两部分[3]:一是描述性的信息, 如日期、科室名称、病人身份、医生所属科室、药品名称等, 称之为维度;二是表示数量的信息, 如门急诊人次、收治病人数、费用等, 称之为量值。维度和量值构成分析报表的行和列, 两者任意组合就能够得到我们所需要的任意报表, 并在此基础上构建综合查询分析中心[4]。

在数据中心基础上搭建的综合查询分析平台不仅能实现单业务系统的简单查询, 还能实现如下业务系统所不能实现的查询分析功能: (1) 实时查询, 报表之间的相互关联查询; (2) 多业务系统之间的综合查询, 根据数据模型来实现数据的钻取、旋转、交叉等分析; (3) 线图、柱状图、饼图、面积图、直方图、ABC分类图等图表连动直观分析; (4) 数据统计分析以及分组统计分析; (5) 相关分析、趋势分析、趋势预测、聚类分析等高级分析。

2.3 基于KPI的医院绩效考核体系

在全面对医疗数量、医疗质量、医疗效率、医疗经济、科研统计分析的基础上, 选取关键指标, 并根据相应权重进行打分, 建立科室和个人绩效考评体系。

2.4 领导决策支持中心

一个成功的决策等于90%的信息加上10%的直觉。医院信息化最重要的目标之一就是决策支持[5]。充分利用现代统计学理论、商业智能技术整合医院业务数据, 规范数据信息流程实时为医院领导在宏观决策和微观管理中提供决策支持[6]。

3 医院信息智能统计分析系统的实现

系统整合以HIS为主, 兼顾LIS、PACS等系统的数据, 建立数据中心, 并且按照统一指标、统一统计口径、统一数据概念的要求, 将各个业务系统的数据按照统一的标准抽取到数据中心, 使各个业务系统的数据相互共享, 进行集中式处理和管理。然后, 将收集的历史数据根据业务流程、日期、部门等因素进行整理、汇总和分类, 通过对其进行分组统计分析、周期分析和趋势分析, 得到关键指标的变化情况和变化趋势, 并用简单直观的图表形式展示, 见图2。

系统为了将数据转化为知识, 利用了数据仓库、联机分析处理 (OLAP) 工具和数据挖掘等技术。其关键是从许多来自不同的医疗信息系统的数据库中提取出有用的数据并进行清理, 以保证数据的正确性, 然后经过抽取 (Extraction) 、转换 (Transformation) 和装载 (Load) , 即ETL过程, 合并到一个企业级的数据仓库里, 从而得到整个医院医疗管理数据的一个全局视图, 在此基础上利用合适的查询和分析工具、数据挖掘工具、多维OLAP (MOLAP) 、混合OLAP (HOLAP) 、关系OLAP (ROLAP) 等对其进行分析和处理, 使信息转变为辅助决策的知识, 最后将知识呈现给管理者, 为管理者的决策过程提供支持[7,8]。

4 结束语

该系统整合了以HIS数据库为主的医疗信息、物资管理、人事管理等其他信息资源, 建立统一的报表分析中心, 实现了全院信息系统的无缝链接, 不仅能够为医护人员进行科研工作提供数据分析依据, 而且能够在此基础上构建医院绩效考评体系, 进而为领导决策提供支持。真正实现了“信息一点就来, 报表一点就出”。

参考文献

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[7]刘兴淮.建立短信平台实现医疗设备效益分析[J].中国医疗设备, 2012, 27 (12) :59-61.

分析型CRM的智能信息架构 篇2

提出了一种面向客户生命周期价值和基于事件反馈机制的分析型CRM系统设计和实现方法,对目前分析型CRM研究中存在的不足之处进行了相应改进.采用这种方法,减少了决策分析的片面性,增加了系统的.可扩展性,并具有较好的灵活性和易用性.

作 者：李兵 刘文煌 李秀 王扶东 作者单位：李兵(对外经济贸易大学信息学院)

刘文煌,李秀(清华大学国家CIMS工程研究中心)

王扶东(中国科学院沈阳自动化研究所)

医院信息智能统计分析 篇3

摘 要：通过引入物联网技术，医疗信息全面互联互通和轻松共享能够推动医疗技术的不断创新和医疗服务的巨大改善。反观现阶段我国现状，离此远景存在着非常大的差距。尽管伴随着我国新医疗改革的不懈深入，医疗信息化取得了较大发展，但资源分布不均衡和"信息孤岛"的普遍存在依然是不争的事实。在此背景下，本文详细阐述和分析现有医院业务信息系统所面临的问题，并依此提出基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台。从标准制定、模型定义、数据中心建立、数据整合以及开放性支撑五个不同的角度出发，进一步完备建设思路，并给出一个平台的整体设计。

关键词：智慧医疗；医院信息集成平台；物联网

中图分类号：TP392 文献标识码：A

1 引 言

众所周知，“智慧医疗”是美国蓝色巨人IBM公司于2009年提出的[1][6]，与其说是一个概念，莫如说是为我们描绘出了一幅未来人类医疗的美好远景。物联网技术产生海量有价值的医疗信息，而全面的互联互通和轻松共享则更能够推动医疗技术的不断创新和医疗服务的巨大改善。但反观我国当前现状，差距不可谓之不大。同样是2009年，国务院提出“新医改”意见[2][7，8]，明确将信息化列为医疗改革的重要技术支撑和保障。近年来，医疗信息化在我国取得了较大发展，但资源分布不均衡和“信息孤岛”的普遍存在依然是不争的事实[11，12]。另一方面，由于历史的长期积累，许多医院的基础业务系统存在着各种各样阻碍其发展的瓶颈问题，集中表现在业务缺乏统一的数据标准，系统数据接口繁多复杂，基础业务系统可扩展性差，以及信息综合处理能力弱等方面[3][9，10]。有鉴于此，我们提出基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台。平台由一系列有机结合的核心组件构成。提供的核心功能包括数据的采集、标准化转换、数据缓存、数据安全、数据上传、数据整合、数据共享、数据路由、权限管理、配置管理、术语服务等。凭借这些功能强大的核心组件，平台可以集成医院以及医疗机构的业务数据，实现医疗信息系统的“互联、互通和互认”。进而满足“双闭环管理”的需求[4][13，14]，推动医院业务模式的创新，优化医疗服务环境，提高医疗协同服务，成就“智慧医疗”的愿景。本文结构如下：第1节从五个不同的角度提出完备的建设思路；第2节给出一个平台的整体设计；第3节阐述平台所使用的一些关键技术；第4节为结论。

2 建设思路

2.1 标准的制定

平台提供一套标准化管理工具，对整个平台使用的基础数据进行统一的管理。这些数据包括值域代码、元数据、数据集以及与组织机构相关的数据等。此类数据如果有国内标准或卫生部标准则一定使用其标准，否则可以参考和使用能够提供支持的相关国际标准。若国内外标准都不能满足系统要求时，可以参考这些标准并根据实际应用场景制定平台自己的标准。以此解决医院内部各个异源异构系统之间无障碍通信的问题。元数据丰富的扩展属性支持数据采集与上传的有效性、时效性分析与验证。

系统提供数据批量导入功能。支持将卫生部发布的相关标准数据轻易加载至平台系统并进行统一管理与维护。系统提供标准的更改及新的标准导入功能，以适应新的标准的发布。如卫生部对于元数据集与数据集在不定期的修订与发布，当这些标准在正式发布后，只需要导入新的标准，并在系统中进行发布，新标准就会推送给前置网关与健康档案整合组件。系统按新的标准进行数据采集与数据交换工作，按新的标准进行数据质量的管理，同时按新的标准对健康档案数据进行整合。

2.2 模型的定义

为了提供足够高的系统灵活性和扩展性以满足复杂多变的业务需求，平台采用一种全新的构件化思路进行平台模型定义，使用无编码方式根据项目的具体需求和业务场景驱动平台信息模型的建立，同时信息模型既遵循IHE规范[5]，也遵循卫计委提供的数据元、数据集标准，同时提供一套中间件产品实现了这两种标准之间的转换。

有了与业务模型匹配的信息模型之后，我们对内可以通过配置的方式构建平台数据中心的结构，即存储模型，针对存储模型我们可以对存储规则，数据约束规则，数据质量控制规则等进行自定义设置，有效的控制数据的存储效率，完整性以及质量。对外可以根据信息模型通过配置生成数据交换规范和服务。

基于这些模型、规范和服务我们对内可以通过前置网关适配接入异源异构的业务系统，对外通过数据组装服务将平台的数据通过构建门户应用，移动应用共享给我们的客户，通过数据仓库技术进行大数据分析。

系统提供一套可视化工具在数据中心的基础支撑库中定义各个业务活动对应的CDA信息模型[15]，并且能够根据该信息模型来动态创建对应的数据集、数据集包含的数据元等，同时能直接根据生成的数据集来创建物理模型。同时系统提供相关组件来完成这些信息模型对应的二维数据与CDA文档之间无缝转换。平台通过版本的概念来管理这些信息模型。当卫生部对相关标准进行扩展或调整后、或现有数据模型无法支撑日益变换与增长的业务需求时，平台可以对这些数据模型进行相应的调整，并形成新的版本进行发布。然后各前置网关可以根据自身实际情况来同步下载相应的版本进行升级。

系统提供根据数据集动态生成数据交换服务接口规范功能，我们可以在管控中心通过可视化界面来对各个业务域在不同业务场景下服务接口规范的管理，该服务接口规范可以分为以下几种，一是完全符合CDA规范的接口规范（供有能力处理完全符合CDA规范文档的客户使用），二是对CDA规范进行简化处理后符合CCR规范的接口规范（无法处理完全符合CDA规范文档的客户使用），三是能够导出各数据集对应的全视图模板，并且能对所有的规范进行版本管理。为了适应新的标准的发布，如卫生部对于元数据集与数据集在不定期的修订与发布，当这些标准在正式发布后，或业务场景发生变换后，只需要通过工具重新生成满足要求的规范，在系统中进行发布，新规范就会推送给前置网关与健康档案整合组件，系统按新的规范进行数据采集与数据交换工作。endprint

2.3 数据中心

平台的数据中心根据定义的存储模型自动生成。平台采用主题库的方式对数据中心进行模块化管理。主题库主要根据服务的业务对象的不同进行划分（比如个人索引库，服务活动索引库，文档库，运营监管库等。），主要用来对数据进行归类管理，通过配置可以实现将不同的主题库存储在不同的数据库实例或用户，实现物理分库，保障性能。

对于存储模型对应的数据库表，我们可以在系统上线后，免编码的情况下，对字段的部分属性进行修改或增加新的字段。后台服务也会自动的进行同步匹配。对于数据库表中字段通过配置，并结合后台服务，可以做到字段级别的加密存储。对每一个字段定义是否需要进行标准代码转换，需要进行哪些条件的约束检查，以及需要进行哪些规则的数据清洗等，有极高的扩展性和定制程度。

2.4 数据的整合

前面提到平台数据中心通过主题库的概念进行模块化管理，那么数据整合的过程中就需要将不同类型的数据归并到正确的主题库中。比如将个人基本信息归并到个人索引库，将文档和文档索引通过XDS归并到文档库，将记录了居民何时、何地、接受过何种医疗卫生服务，并产生了那些文档这样的信息存储在服务活动索引库中。数据的整合我们遵循以下两个主要准则：主动抓取整合和被动接收整合。主动抓取模式对原业务系统的渗透改造会比较小，只需要提供业务库对应的中间库或具有同等功能的视图即可，但在实时性方面会有一定的局限（只能做到准实时，延迟数分钟或小时）。被动接收模式对原有业务系统具有一定的侵入性，需要其进行一定的改造，但具有很好的实时性。由平台提供数据采集服务，服务的数据传输载体采用标准XML（平台会根据各个业务活动的应用场景提供标准的接入规范），服务传输协议支持HTTP、TCP/IP、SOAP等。由数据接入一方调整各自的业务系统，并调用平台发布的相关服务进行数据的推送。

2.5 开放性支撑

平台的信息模型与存储模型均基于国家卫生部颁布的相关标准与规范实现，平台的交换模型基于IHE标准实现，并同时实现了两套标准规范间的相互转换，使平台在数据传输格式上有极强的开放性，易于与医疗机构的业务系统以及其他厂商构建的平台互联互通。平台的所有接口通过平台服务框架以及健康信息服务总线进行统一管理，实现全面服务化，内部支持多种传输协议（HTTP、TCP/IP、JMS、RMI、SOAP、REST、DICOM等等）、数据协议（HL7、XML、JAVA POJO等），并且内部提供了各种协议之间的相互转换的功能，所以平台在接口调用上具有极强的开放性。

3 平台设计

基于以上的分析和阐述，我们给出一个医院信息集成平台的总体架构设计。

如图1所示，医院信息集成平台主要包括POS层、信息交换与共享层、数据中心、以及应用层四个层次，另外，还包括贯穿此这四个层次的标准规范体系和安全保障体系两大体系。

POS层是通过前置网关适配器直接与外部系统进行沟通的技术层，主要负责将各业务系统的业务数据采集到前置网关的缓存库。

信息交换与共享层由一系列的业务服务组件组成，负责处理前置网关上传的业务数据完成摘要数据、索引数据等的抽取、存储与共享。

数据中心层主要是实现索引数据、主题数据、电子病历数据、平台支持配置数据库等数据的存储，解决数据存储的结构、模型、内容、数据库管理系统搭建等。

平台应用服务层主要将汇聚在数据中心的各类数据共享给平台内外的其他系统使用。真正实现平台内各系统间互联互通操作。

标准规范体系是医院信息集成平台中必须遵循和管理的数据标准，是平台运行和应用的数据基础。安全保障体系是从物理安全到应用安全保障整个平台的正常运营。由于异源异构的专业化信息系统对病人基本信息管理不统一以及分配的患者标识规则不一致容易造成同一病人甚至同一病人的多次就诊在业务系统中无法进行有效关联的问题，导致无法实现对患者临床数据的连续管理，我们通过提供病人主索引组件运用人口自然统计算法基于常规人口自然属性（比如身份证，姓名，出生日期，性别，电话，联系地址）将同一个物理人在不同系统中的记录进行关联生成唯一的病人管理主索引，基于此可以快速的构建一个人在该院的连续健康档案视图，并为全院其他系统提供统一的病人基本信息，实现对患者的唯一身份识别。

其次，平台的数据库结构和数据交换规范都通过信息模型与卫计委提供的数据元，数据集等标准建立了映射关系，根据医院信息集成平台的应用和服务要求，通过图形化的数据交换工具进行数据重组，建立平台信息模型和HL7 RIM模型的映射关系，并结合平台的CDA组件可以实时的将平台数据集承载的数据转换成符合IHE国际标准的CDA文档，用于系统间集成的数据共享规范。从而实现临床文档的标准化和共享。

平台通过服务与外部系统进行数据交换与整合，提供统一的服务注册管理功能。服务的发布主要通过集成引擎来完成。采用统一的服务接口，通过不同的服务功能号在后台动态确定调用对应的服务。服务统一采用标准的XML格式来进行请求与响应。

最后，平台可以实现不同类型和层次的集成，包括流程集成、应用集成、消息集成和数据集成。

4 关键技术

4.1 企业服务总线

如图2所示，企业服务总线采用面向服务的体系结构，保证在一个异构的环境中实现信息稳定、可靠的传输，屏蔽用户实际中的硬件层、操作系统层、网络层等相对复杂、烦琐的界面，为用户提供一个统一、标准的信息通道，保证用户的逻辑应用和这些底层平台没有任何关系，最大限度地提高用户应用的可移植性、可扩充性和可靠性。提供一个基于企业服务总线的先进应用整合理念，最大限度地减少应用系统互联所面临的复杂性。系统的实现维护都相对简单，保证每一个应用系统的更新和修改都能够实时地实现；同时当新的应用系统出现时能够简便的纳入到整个IT环境当中，与其它的应用系统相互协作，共同为用户提供服务。endprint

数据交换使用企业服务总线作为整个卫生信息平台的技术核心；可通过ETL的方式进行数据处理，包括数据抽取、数据转换、数据清洗、数据加载等过程。

4.2 中间表技术

中间表是业务逻辑中的概念，就是将一个系统数据的查询结果先保存在一个临时的表中，然后再从这个表中查询取得数据到另一个系统中，减少程序的复杂度。临时表是中间表多采用的一种技术，使用数据库的临时表其功能可以免去中间表数据的维护工作。

当进行数据采集时，遇到需要查询多个表的多个字段，可以建立中间表来提高查询速度，降低用户的工作量。

4.3 适配器技术

在此消息交换模式中，消息单向通过适配器流入服务器。消息引擎将消息发布到数据库中。如果某一业务流程具有对该类型消息的处于活动状态的订阅，则该消息将发往该业务流程。

在处理该消息后，业务流程会将该消息发布回数据库中，之后会将它路由到某一适配器，以便传输到特定的终结点。

平台与各业务系统之间的数据交换共享可以采用适配器的方式实现。

5 结 论

我们详细阐述和分析现有医院业务信息系统所面临的问题，并依此提出基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台。从标准制定、模型定义、数据中心建立、数据整合以及开放性支撑等五个不同的角度出发，进一步完备建设思路，并给出一个平台的整体设计。基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台，可以集成医院以及医疗机构的业务数据，实现医疗信息系统的“互联、互通和互认”，进而满足“双闭环管理”的需求，推动医院业务模式的创新，优化医疗服务环境，提高医疗协同服务，成就智慧医疗的愿景。

参考文献

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智能化医院管理信息系统分析 篇4

所谓医院智能化信息系统, 是通过采用现代信息技术、网络技术和自动化控制技术, 结合医疗管理手段来更高效、便捷、准确的提高医院管理水平、医疗服务质量及医生的工作效率, 更好的服务广大人民群众。

1 智能化医院管理信息系统功能简介

智能化医院信息系统简称SHIS (Smart Hospital Information System) , 是建立在医院临床服务、行政管理、设备管理等基本业务的基础上, 实现医院整体管理数字化、信息化、智能化的一个综合系统平台。智能化医院管理信息系统由建筑信息系统、管理信息系统、临床信息系统等多个子系统构成, 它集先进的管理思想、医院各部门的业务管理经验和计算机先进技术为一体, 对医院的日常事务处理信息、财务信息、物资信息、临床数据信息和学术资料信息的管理提供支持, 是医院进行智能化全方位管理的综合信息系统。

医院智能化管理信息系统满足医院现代化的管理要求, 针对患者、医生、管理人员在日常就医、看病、工作不同层次的应用要求。它能够满足用户对治疗过程信息、费用信息、医疗教育信息、日常公共信息生活信息等舒适的就医信息环境的基本要求。对于广大医护人员而言, 医院智能化信息系统能够提供良好工作环境, 既方便医生对临床信息的收集, 病历的查询, 日常医嘱的发布, 医疗信息的查询以及专家知识支持系统的应用。同时方便护士记录护理信息, 支持护理工作。还能实现技术人员对体检信息的收集、保存、检索、传输等的智能化管理。医院经营管理人员能够在智能化系统下对设备运行、设备维护等实现高效管理和决策。

广义医院智能化的管理信息系统, 还包含对医院所有建筑、设备、监控、网络通信等硬件系统实现综合智能管理。主要子系统包括:建筑自动化控制系统、监控系统、计算机网络通讯系统、多媒体查询系统、分诊排队系统等。

建筑管理信息子系统是以自动控制技术为基础, 根据功能需求实现分区控制, 使各种医院建筑及其机电设备安全、可靠、经济地运行。该子系统将分散的建筑和设备进行集中管理, 能够满足节能和降低管理成本的需求。建筑管理信息子系统主要对医院内的冷热源系统, 空调通风系统, 送排风系统, 给排水系统, 变配电系统, 照明系统, 电梯系统等进行集中管理。

监控管理信息系统是智能化医院信息系统不可缺少的重要组成部分。医院内部结构复杂, 人员的层次多, 因此在对外部人员进行安全防范的同时也要加强内部人员的管理。对于重要的建筑和医疗物资还必须进行特殊的保护。所以, 医院有必要建立多层次, 立体化的安全防范系统。

计算机网络通讯系统是智能化医院管理信息系统运行的基础平台。计算机网络系统通过宽带网络, 将数字化医疗设备、数字化医学影像系统和数字化医疗信息系统等全部临床作业过程纳入到数字化网络中, 从而实现临床工作的无纸化和无片化运行。能够确保医院的“医疗、教育、科研、预防、保健”功能的正常实施。

智能化医院信息系统还包含分诊排队系统、多媒体查询系统等许多医疗服务信息的子系统。它结合医院管理工作的特点, 通过局域网、广域网、大型分布式数据库等先进的计算机技术, 将医院各部分综合成有机整体, 及时而有效地为医院日常管理和发展提供决策依据, 使医院信息管理工作尽快达到规范化、制度化、科学化的要求, 最终实现医院信息智能化管理的目标。

2 智能化医院管理信息系统应用前景分析

下面运用SWOT分析原理, 对医院智能信息系统建设的发展策略进行进一步的研究。

2.1 优势分析

国家重视和鼓励智能化医院管理信息系统的建设。近年来, 国家和各个省市开始重视社会信息化建设, 鼓励公共卫生系统的信息化建设。医院作为公共卫生系统的重要组成部分, 其医疗管理信息系统的智能化对促进我国公共卫生管理水平具有极大的推动作用。

其次, 随着自动化技术和智能技术发展, 多数医院通过购进设备和人才引进, 已经具备了建设智能化医院管理信息系统的初步条件, 经过多年的建设, 多数医院已经建成了较为完善的信息网络系统, 拥有功能完善的服务器等设备, 为医院信息系统的智能化发展奠定了坚实的硬件基础。

2.2 劣势分析

建设医院智能化信息系统的弊端主要体现在投资巨大、信息安全问题、人才缺乏以及工程建设复杂等方面。

其中, 信息系统的安全性问题主要包括数据安全 (备份与数据丢失的防范) 、网络安全 (病毒与网络攻击) 等。由于医院智能化信息系统需要同时建设软件和硬件系统, 不但涉及软件系统的更换, 还包括大量智能化管理设备的安装调试, 以及多个子系统之间的连接, 因此系统建设设施过程将十分复杂。另外, 虽然信息产业是当今世界发展最为迅猛的产业, 但频繁的设备和软件更新换代, 对于医院的信息化管理并非总是有益。

2.3 机遇分析

国内外的大量经验证明, 智能化医院管理模式能够大大提高医院信息管理水平。它是以基于计算机技术与网络技术的医院信息化建设为基础, 通过对信息系统软硬件、医疗设备、医疗管理制度以及各种其他医疗资源的数字化整合, 遵循医疗数据信息一系列国际标准与规范的现代医院管理与运行的新模式[4]。国内很多医院已经将智能化信息系统的建设列为的重要发展目标。

2.4 挑战分析

现代医院信息化水平的高低决定了医院综合管理的水平, 也就是说, 医院信息系统的先进与否, 将决定医院未来的发展。医院智能化信息系统的建设, 必将带来激烈的竞争, 这使医院从医疗专业人才的竞争扩大到信息技术人才、管理人才等各个方面。医院的信息化建设造成行业之间更多的挑战。

3 智能化医院管理信息系统建设原则

智能化医院管理信息系统的应用在国内处于起步阶段, 医院在进行信息系统的智能化建设过程中, 必须充分考虑以下原则。

首先, 智能化医院管理信息系统的建设要考虑医院信息环境的特殊性。医院的主要任务是治病救人, 同时还往往承担教学和科研工作;医院有大量的精密医疗仪器和医疗设备, 随着医院信息化的发展, 服务器、计算机等信息设备也大量出现在医院。因此医院是物资信息、临床数据信息和学术资料信息等多种复杂信息的汇聚地, 智能化信息系统建设的方案必须针对医院的特殊性, 充分实现医疗过程信息管理智能化、医学信息管理智能化、医疗仪器管理智能化。其次, 医院是一个各种病患人员密集流动的场所, 具有环境易污染的特点。一般情况下, 医院存放和使用大量的生物制剂、化学试剂甚至放射性物质, 因此手术室、ICU、传染病房等容易受到污染。智能化医院管理信息系统的建设应充分顾及上述因素, 保证医院在为患者提供优质的医疗服务外, 还必须实现危险制剂的智能化安全管理和危险防范。第三, 医院智能化信息系统建设的要有科学性和前瞻性。现代医院的数字化、信息化、智能化是个渐进的发展过程。智能化信息系统建设, 除了能满足当前需求外, 还能满足医院未来的发展要求, 从而做到医院智能化信息系统建设的可持续发展。

结语

现代化医院正向着全面信息化、数字化乃至智能化的趋势发展, 医院智能管理信息系统 (SHIS) 的应用能够极大推动医院管理水平和医疗水平。随着科学技术水平的日益发展和广大医院信息工作者水平的不断提升, 医院智能化的明天将会更加灿烂美好。

参考文献

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[3]刘晓真.浅谈医院信息管理系统智能化设计方案.硅谷, 2011, (9)

医院住院人员的信息分析 篇5

周民伟 陈昊 王蜀燕

（广州军区广州总医院医务部，广州 510010）

摘要：应用了数据挖掘技术，对医院现有信息系统中涉及地理、人口、人文和医疗质量等指标进行选择与挖掘，并通过灰色理论中的灰色关联技术进行定量分析，找出影响医疗服务市场的主要因素，进行SWOT综合分析,并结合医院实际，从发展医疗市场方面提出了一些策略。

关键词：医疗服务市场；数据挖掘；灰色关联技术

Information Analyzing of Hospitalizing Customer

ZHOU Min-wei,CHEN Hao, WANG Shu-yan(Department of Medical Affairs of Guangzhou General Hospital of Guangzhou Military Area Command, Guangzhou 510010)

Abstract：Using technology of data mining, indexes as geography, population, anthropogeography and medical quality are chosen and quantitative analyzed by analysis ofgrey relational technology of gery theory.The article is going to look for main factors which affecting medical market and set SWOT analyse to bring forward strategies in exploiting medical market.Keywords：medical service market, data mining , grey relational technology

目前，军队医院采用了“军卫I号”工程为基础的医院信息系统，如何从海量数据中寻找就医人群的特征，找出优势人群、学科、区域，了解人员的需求和欲望，发掘和利用新的市场机会，调整发展医疗市场策略，这是医院管理者亟待解决的深层问题。研究方法

我们按照市场细分的理论，利用数据挖掘技术、灰色理论技术对某三级甲等医院的5项指标进行人员信息分析，包括广州市各地区、年龄段、费别、医疗数质量和住院满意度，计算时间为1999－2003年度，这些指标反映的是地理因素、人文因素、心理因素和经济因素等市场指标，数据来源比较客观，从中提取辅助决策的关键性数据，为提高医院管理水平提供定量的方法和技术支持。

灰色关联分析技术－灰色关联分析是定量地比较或描述系统之间或系统中

各因素之间，在发展过程中随时对变化的情况，即分析时间序列曲线的几何形状，用它们变化的大小、方向与速度等的接近程度，来衡量它们之间关联性大小1。本研究是通过这种不明确的即灰色的问题量化后进行定性分析，使医院管理者明确了该系统中的因素，哪些是主要的，哪些是次要的。计算结果

2．1 住院人员的结果

（1）广州市各区情况

区 白云区 海珠区 芳村区 从化县 天河区 荔湾区 越秀区 增城市 番禺市 东山区 花都市 黄浦区

（2）各年龄段情况

年龄 60-岁 35-44岁 45-59岁 15-34岁-14岁

（3）费别情况

费别 自费 市区公医 广州医保 劳保 省公医

（4）住院人员满意度情况

满意度指标 文明礼貌用语 医院医疗质量

综合关联度系数

0.86 0.74

综合关联度系数排序2

比例 0.9081 0.0357 0.0361 0.0132 0.0069

比例 排序 1 3 2 4 5

综合关联度 系数 0.82 0.63 0.62 0.52 0.59

综合关联度系数排序2 3 4 5

比例 0.2806 0.1451 0.202 0.2662 0.1062

比例 排序 1 4 3 2 5

综合关联度 系数 0.79 0.76 0.75 0.72 0.59

综合关联度 系数排序2 3 4 5

比例 0.3996 0.043 0.0545 0.0271 0.0808 0.0542 0.0443 0.0523 0.0896 0.0751 0.0791 0.0003

比例 排序 1 10 6 11 3 7 9 8 2 5 4 12

综合关联度 系数 0.84 0.76 0.74 0.71 0.68 0.67 0.66 0.66 0.61 0.61 0.58 0.54

综合关联度 系数排序2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1

2医生服务态度 医德医风 医院卫生环境 护士技术 医生技术 医院收费 医院膳食

0.72 0.72 0.71 0.70 0.69 0.62 0.564 5 6 7 8 9

（5）住院人员与医疗数质量变化相关因素情况

医疗质量指标 住院平均费用 床位使用量 门诊与出院诊断符合率 临床科室三日确诊率 住院综合满意度 术前平均住院天数 二次手术率 出院者平均住院日

综合关联度 系数 0.88 0.66 0.58 0.57 0.57 0.57 0.57 0.55

综合关联度 系数排序2 3 4 5 6 7 8结果分析

SWOT分析是医院进行市场定位之前，对医院现有资源进行全面分析的一种非常适用的模式，“S”是指Superior，即医院优势，它是指医院在进行市场细分之后，根据医院自身情况和对竞争者的分析，确定医院在同类竞争市场的竞争优势。“W”即Weak，是指医院的劣势，医院要想进入某一个细分市场，不但要分析到自己的优势，更应理性地分析自己在同类竞争医院中的劣势。“O”是指Opportunity，具体指医院在某一竞争市场中的机会，是指医院在某一竞争市场中尚未发现的需求或者说是有利于医院经营的客观环境的出现，“T”即Threat，是指威胁，具体来讲，是指在医院现有的竞争市场中，有新的竞争对手的进入，或原有的市场份额被竞争对手所抢占，或是出现了对本医院活动非常不利的情况等。

（1）优势分析

①从费别上看。费别比例单一,以自费为主，占90.8%，系数为0.82，关联度系数和比例均高，是绝对主要因素，而公医、医保所占比例均较小。②从地域上看。广州各区中，白云区占39.96%，关联度系数为0.84为绝对主要因素，影响大的有：海珠、芳村和天河、从化等，影响小的有：黄埔、花都、东山、荔湾、越秀。③从年龄上看。各年龄段均衡公布，以60岁以上年龄为多，除14岁以下年龄外，其他几项比例和关联度系数均较接近。④从满意度上看。文明礼貌语言关联度系数大，其次是医疗质量和医生服务态度，而对膳食、收费等后勤保障内容重要性不高，说明医院的服务是人员关心的最主要问题。⑤从医疗数据的变化相关因素看。住院平均费用关联度系数明显高，是主要因素，而住院日、确诊率等关联度系数接近，说明人员以价格在医院就医过程中的重要作用。因此，重视价格,并针对性地采取一定的营销策略有助于引起人员的选择。

（2）劣势分析

①来源较单一。侧重于自费人群，人群相对集中，而对来自省、市机关，事业单位、国有医院等公医、医保人群偏少。②近距离就医人群偏少。医院较近的越秀和荔湾两区所占的比例少、关联度小。这既与两区医院多，城区居民就医行为比较稳定有关，也与医院与两区的公关工作不足为一定关联。③优势学科作用体现不足。主要是优势学科的知名度低，这与宣传公关重点不突出有关。④医疗服务存在薄弱环节。医疗服务中体现服务质量的膳食、收费等是医院的薄弱环节。

（3）市场机会分析

公立医院在政策上具有较好的政府支持，在财政上也有一定的保障，长期以来具有良好形象，首先是医院医疗设备先进、人才素质较高，高学历人员占医类主系列的50%以上，大部分学科带头人均是在国外深造回来的。其次，学科优势越来越明显，具有特色的创伤、微创等学科在广东省知名度高。第三，技术发展较快，器官移植、介入技术等十大优势技术在省内外具有较好的影响，为广大人民群众提供基本的医疗卫生服务。最后，在解决重大突发事件方面具有丰富的经验，在白云机场撞机、火车站爆炸和SARS爆发等重大事件中，该院一直是主要医疗力量承担救治任务，在省内外具有较高的知名度。

（4）市场威胁分析

医疗市场有限，各种不同类型医院竞争加剧，医院不进则退，“发展慢也是落后”，目前医院发展机制不同，影响医院的进一步发展，有的医院集团化运作，开设多家门诊和分院，进一步拓宽覆盖面；人才流动更加频繁，人才争夺更加白热化，医院面临“拴心留人”的考验，走一个人带走一个学科的情况随时可能出现。法律意识增强，维权行动更加经常化，对医务人员具有很大的心理压力。邻近地区火车站、省汽车站、交易会和高级宾馆，属贸易活动中心，邻近居民少，尤其周围居民距医院均有一定距离，中间隔马路、铁路和湖等，具有流动人口大，常住人口少等特点。周边环境为两老城区，大医院多，方圆5公里内有大医院3所，中小医院6所，竞争激烈,并且该院从上世纪70年代末才向老百姓开放，一直比较封闭，因而周围居民对医院比较陌生，这从住院人员费别和地区差别的比例中也可得出同样的结论，看出越秀和荔湾两区所占比例非常低。

6综合分析

以上结果分析，该院人员费别来源单一，地区除集中在主要几个地区外，总体分布较散,优势学科作用体现不足，人员重视价格和服务的内涵。因而在医院医疗市场发展过程中重点放在改进服务、加强宣传、促进营销、拓展渠道、提高品牌的知名度等几方面，重视发展过程中的整体规划，集中有限人力、财力和物力，为改善医院对外服务创造更有利的环境。

参 考 文 献

医院信息智能统计分析 篇6

1 系统的设计与规划

结合目前国内建筑智能化的专业划分以及医疗建筑自身的特点,按照智慧医院(智慧医院=建筑智能化+医疗智能化+医院信息化)的标准进行设计。由于楼宇建设功能复杂,科技含量高,要充分考虑普通楼宇设计、建筑医疗设备、病房医疗设备及办公会议设备的集成[1]。根据我院楼宇智能化规划,参照GBT50314-2006《智能建筑设计标准》以及其他的相关规定要求,完成了1个平台,5大分系统(含18个子系统)的设计与实施,主要包括:综合运维管理平台、基础设施分系统、通讯分系统、安全管理分系统、后勤管理分系统、医疗辅助分系统。实现楼宇智能化、信息化的管控[2],其主要系统结构设计图,见图1。

2 智能化楼宇信息系统的功能

2.1 综合运维管理平台

实现综合医技楼内各子系统的统一监测和联动,达到自动化检测和控制管理的目的,同时提供开放的数据结构采用OPC,ODBC/JDBC和Web Services等技术实现智能化建筑系统集成,构建一个具有高效服务的管理系统,实现信息资源的共享和管理。

2.2 基础设施分系统

2.2.1 机房工程子系统

新建数据中心机房和监控中心机房建设总面积约300m2,是医院全部数据通讯、数据存储、系统管理的中心,整体机房建设包括装修、装饰、配电、空调通风及新风系统、机柜及综合布线系统、消防系统、安防、动力环境监控及机房管理系统。按照A级计算机中心机房建设,实现电气通讯工程和装修工程的完美结合。

2.2.2 综合管线桥架子系统

综合管线桥架系统包括医疗网、军事综合信息网、互联网、电话网、管理网的桥架,为保证各套业务的安全和管理,5套网络物理隔离。5套网络共用同一设备间,医疗网设置单独的交换机、配线架、线槽及机柜;军事综合信息网、互联网、电话网、管理网设置在同一配线架,但使用带隔板的线槽,军事综合信息网和互联网光缆直接接入网络机房,使用单独的机柜,电话网和管理网在设备间设置不同的交换机,共用相同的机柜。

2.3 通讯分系统

2.3.1 综合布线子系统

医疗专网水平线缆采用6A类屏蔽双绞线,低烟无卤,并配置电子配线架系统(双配线架模式),医疗专网的数据主干采用2根12芯OM4多模万兆光缆;军综网和互联网信息点位较少,为减少设备开支,采用4芯OM3多模光纤直接到桌面;电话网和管理网采用6类非屏蔽系统,数据主干采用1根6芯OM3多模光缆,语音主干为3类大对数电缆。

2.3.2 公共广播子系统

智能化广播系统应遵循实用、先进、智能、集成、开放、安全和经济的原则[3],根据医院建筑结构和业务分布特点,公共广播系统共划分了98个广播分区,具备4种广播功能,音频广播优先级依次为:消防紧急广播、业务广播(含定时广播)、本地扩声(如排队叫号等)、背景音乐等,各类广播功能共用广播设备和扬声器。

2.3.3 有线电视子系统

有线电视点主要配置在病房、休息室和值班室。主干光缆直接进入大楼,分配后分别送至楼内的各层弱电竖井楼层光机,再经分配,水平分支系统采用4芯屏蔽同轴电缆接至终端面板及分配模块,送至各用户端。

2.3.4 多媒体会议子系统

包括各层会议室、培训室、手术示教室、会诊室、资料室等、约45m2的中小型会议室25间,卫勤指挥中心1间。根据临床应用需求,实现各个科室医疗信息的交流沟通,各会议室设置医疗网点、综合信息网点、管理网点及视频会议点,同时预留互联网点。卫勤指挥中心建设是一个集信息化业务演示中心、应急医疗救治指挥中心、模拟战时医疗救治演练中心、可视化医疗示教中心、专业业务培训中心,是五位一体的信息化平台。

2.4 安全管理分系统

2.4.1 闭路电视监控子系统

整个系统由摄像、传输、控制、显示、记录等若干部分组成。采用解码服务器进行视频切换,任何一台摄像机的图像可以切换到任何一台监视器上进行观看。系统的设备性能符合GB50348-2004、GB50395-2007中相应强制性条文要求。在与病患直接接触的服务窗口、护士站、谈话间等场所增加录音功能,所有视频信息均采用NVR存储技术。闭路监控系统的可视手段实现了对医技综合楼无缝监视覆盖,满足了大楼的监督管理要求及发生意外事件后的查证需求。

2.4.2 防盗报警子系统

系统依据总体纵深防护和局部纵深防护的原则,分别设置内外区域防护、空间防护、重点目标防护系统[4],实行多层次、多方位、多种手段的防范,达到布设合理、防范严密,杜绝“漏报区”,最大限度地减少“误报警”[5]。在财务室、各库房、电梯厅、楼梯前室、药房等重要场所设置双监探测器,完成对设防区域的入侵监测。

2.4.3 无线巡更子系统

为每个巡更人员设定固定编号,对每次巡更人员身份进行识别。设定相邻巡更点之间的时间间隔。统计和分析每日、每月巡更人员的巡更情况,查询和统计各种异常情况系统可实现脱机巡更和不可脱机巡更

2.4.4 门禁一卡通子系统

一卡通系统包含门禁、考勤、消费、水控等子系统,同时实现与消防系统的联动。门禁系统前端采用RS485总线连接,通过网络门禁控制主机转换为数字信号与安防网联网,实现一卡通系统的集成式管理;可视对讲系统由主机与分机组成,当主机呼叫分机时,分机可通过屏幕看到呼叫人的面部,对其进行识别后为呼叫人打开门禁系统电子锁,呼叫人方可进入。主要设置于消毒供应中心、电梯厅、楼梯前室、中控室、实验室、药剂室等重要房间,控制非本区域人员的进出

2.4.5 停车场管理子系统

地下车库为两进两出型,与医院其他地下停车场连接通道设置道闸。采用目前最先进的闸机、自动吐卡系统、远距离遥感系统、图像对比系统、车库满位显示、车库区位引导系统、异常报警等技术,以保证车辆出入的顺畅。

2.5 后勤管理分系统

2.5.1 楼宇自控子系统

楼宇设备管理自动化系统是对楼内的机电设备进行监测、控制和管理,如对机电设备运行状态、运行参数控制,最终达到节能管理等功能[6]。

2.5.2 智能照明及温度控制子系统

系统采用分布式集散控制方式,通过网络系统将分布在各现场的控制器连接起来,根据系统的等级结构和应用控制器的功能赋予每个功能部件相应的物理地址,控制命令通过总线传递到对应的地址,达到控制的目的。

2.5.3 水电能效管理子系统

系统集数据采集、数据处理、能耗计量分析及能效发布于一体,实时监测各机电设备的工况和能源消耗状况,提高了管理部门的工作效率,适应现代医院对能源管理的新需求,通过对各种数据的分析、用能管理,实现持续节能。

2.5.4 空调计量子系统

系统按功能区进行中央空调能耗的计量,空调计量系统由系统管理软件、区域管理器、中继器、接口转换器、中央空调热量计量表、信号采集器等辅助设备组成。

2.6 医疗辅助分系统

2.6.1 多媒体导医及信息发布子系统

该系统是医院信息化建设重要组成部分。通过系统的实施,可以解决患者在医院就医各个环节的排队、宣教问题,改善医院候诊区的服务秩序和质量,减轻医护人员分诊压力,使候诊安排科学、合理,提高工作效率。

2.6.2 数字化手术室系统

医技综合楼的17间手术室分两种规模进行数字化建设,将达芬奇机器人手术室、DSA手术室、术中CT手术室按照数字化统一管控建设,实现灯、床、塔、腔镜和高频电刀等的一体化控制,完成高清影像传输和存储的数字化;其他14间手术室完成医疗信息化及高清影像传输和存储的的数字化,重点在腔镜手术室、骨科手术室、心血管手术室3间手术室增加移动主机设备实现灯、床、塔、腔镜和高频电刀等的一体化控制,以节约成本。数字化手术室真正实现了科室管理、教学培训、手术直播、远程会诊、学术交流、电子病历、医学信息数据库等一体化管理。

3 结束语

随着医疗信息的不断发展,医院管理正逐步向数字化、信息化、智能化转变。现代化医院智能化建筑系统的设计与建设,要跟随医院建设的发展趋势。医院建筑智能化信息系统的使用减少了运营成本,降低了能量消耗,提高了服务响应速度,为患者和医务工作者提供了良好的就医环境和工作环境。

参考文献

[1]王杭兵.南京军区南京总医院智能化楼宇信息系统的设计与实施[J],医学研究生学报,2012,25(4):402-405.

[2]黄正东,郭雪清,王光华.医院建筑智能化系统的设计与实施[J].医疗卫生装备,2009,30(3):102-104.

[3]刘春艳.智能化楼宇对讲系统的发展与趋势研究[J].农业网络信息,2013,32(4):32-33.

[4]田思源,胡楠,矫亮,等.智能化楼宇安防自动监控报警系统的研究[J].农业网络信息,2010,34(7):24-26.

[5]曾勇,李沐华.楼宇智能化系统及其技术[J].计算机与现代化,2003,32(7):16-19.

[6]张志斌,彭望清.谈楼宇自控系统在医院建筑中的应用[J].中国医疗前沿,2009,4(16):133-134.

[7]姚力,冯娟,蒋昆.大型医院业务网络改造及优化[J].中国医疗设备,2013,28(1):38-40.

某医院智能化系统分析 篇7

1 工程概况

本项目包括1#听力语言康复医院、2#科研办公楼、连廊及地下车库组成, 总建筑面积:28607.9m2。

(1) 1#听力语言康复医院, 地下一层包括检验科、影像科、核磁共振、中心药房以及后勤用房等;首层包括门厅, 收费、挂号、取药、票据档案窗口, 诊室, 口腔科等, 东北角为医疗气体供应设备间;二层为听力中心, 包括测听室、调机室、训练室等;三层为言语矫治、精神干预等;四层为手术室及中心供应区;五、六层为病房区, 每层病床数均为64张;

(2) 2#科研办公楼、连廊, 地下一层包括厨房、餐厅、后勤用房, 以及变配电室等;首层包括培训教室、报告厅等;二层为信息中心及设备用房等;三层为行政办公及图书资料室等;四层为业务用房;五层为行政办公及会议室等;六、七层为听力语言康复研究所, 包括语言实验室、分子学生物实验室、ERP实验室、音乐治疗室、认知实验室、行为观察室、心理测评室、眼动记录室、设备开发、电生理隔声屏蔽室、言语听觉功能评估室、VRA隔声室、听觉统合评估室以及部分业务用房等。

2 智能化系统构成

本项目与其他类型建筑相比, 除了含有基本的智能化系统, 如计算机网络及综合布线系统、有线电视系统、视频安防监控系统、建筑设备监控系统、有线广播系统之外;还包括医院具有代表性的智能化系统, 如门诊及药房排队管理系统、病房呼叫对讲系统、手术室视频示教系统、出入口控制管理系统、手术室呼叫对讲系统、输液室、复苏室、ICU呼叫系统等。

3 智能化系统设置

本次主要阐述一下本项目典型的智能化系统:

3.1 计算机网络及综合布线系统

计算机网络系统在公共建筑中是必有的智能化系统, 不属于本项目代表性的系统, 但是这个和其他建筑相比还是有不同之处的, 例如有内、外网的需求。内网为医疗专用信息应用网, 服务于医疗建筑运营, 只对医疗建筑内工作人员开放, 外网主要用于网上挂号、预约门诊, 信息公告、信息查询、远程医疗等。

根据《医疗建筑电气设计规范》JGJ312-2013第11.0.3中规定, 一级以上医院应设置计算机网络系统, 并应符合以下规定:

(1) 计算机网络设置应设置在专用的设备间内, 并应满足设备工作环境要求;

(2) 医疗建筑的计算机网络系统宜设置内网和外网, 并宜分别设置交换机和服务器;

(3) 三级医院核心交换机应采用1+1冗余设置, 二级及以下医院核心交换机宜采用1+1冗余设置。

本项目为了满足项目需求, 分别在地下一层设置外网主机房, 由市政引入光纤及大对数电缆在此交接及配线;在办公楼二层设置内网主机房;实现内、外网系统分开设置的需求, 也保证了智能化数据传输的速度。另外, 在内网主机房还设置了精密空调, 保证机房在正常运转的情况下环境温度。

综合布线系统由干线系统、工作区组成:

(1) 干线系统:综合布线垂直主干线采用光缆传输数据、三类大对数电缆传输语音。水平电缆采用六类非屏蔽4对双绞电缆, 满足高速宽带网的需求, 并能长时间满足网络速率和宽带的发展。数据主干光纤和大对数电缆除满足实际需求外, 充分考虑预留, 以适应信息点的增加及快速解决故障的要求。

(2) 工作区:在一般门诊诊室每个医生设置一个双孔信息插座, 医技按医疗设备和操作医生的位置, 每个位置设置一个双孔信息插座, 其它办公室、培训室、专家工作室、会议室等按8~10m2设置一个双孔信息插座, 主任室、护士长办公室、医生、护士值班室、休息室等设置一个双孔信息插座;收费、挂号、发药处每个工位设置一个双孔信息插座, 护士站设置一个双孔信息插座, 例如收费、挂号、发药、护士站;双人病房按每间设置一个双孔信息插座。在每个显示屏处均预留一个单孔信息插座;每张病床对应的综合医疗带需设置一个数据点位, 电梯厅内设置单孔信息插座, 其它部位根据实际需要设定。

3.2 门诊及药房排队管理系统

病人在医院挂号、就诊、化验检查、付费、取药等, 都需排队。排队系统与HIS (即医院信息管理系统) 的挂号收费模块连接, 读取患者基本信息及挂号就诊信息, 与HIS的收费划价模块连接, 掌握患者就诊流程;与HIS的药房调剂模块连接, 读取发药信息;并可随时为HIS返回患者在各环节的排队信息。此系统的实施, 基本杜绝拥挤、插队、喧哗等不良行为, 为病患提供和谐、轻松的就医环境, 另外, 还能减轻医护人员的工作压力, 提高工作效率。这也是改善就医秩序和提升服务品质表现之一。

电子排队管理系统应用的大致流程如下:

(1) 取号:当病人抵达医院时, 前往询问处建卡, 然后去挂号, 工作人员根据病人就诊情况 (刷卡) 打印出一张挂号序号单, 单上清楚打印出患者姓名、排队号、科室、日期、时间等信息。与此同时, 系统自动将该序号信号由HIS传送至呼叫和排队管理系统数据库中。

(2) 就诊:病人根据挂号单提示来到护士站, 经过刷卡激活患者的号码并加入相应列队, 也可通过系统自助设备将此排队号码自动加入相应队列, 观察候诊区的排队信息显示屏动态, 当音响系统叫到自己的号码时, 根据在大屏幕上显示出来的对应医生门诊信息, 前往等候就诊 (如测听一室李医生) , 当分诊台呼叫结束之后, 该号码自动或进行人工操作使之进入下一个排队队列。

(3) 每个医生都配有呼叫器, 每当医生需要病人前来就诊时, 按下呼叫器上的“呼叫”键 (或软件按钮) , 该请求就会发送到管理机, 排队信息显示屏显示医生的房间号和病人的序号信息, 引到病人前来就诊。根据医院的实际情况, 呼叫器分物理呼叫器 (硬件组成, 放在桌上) 和虚拟呼叫器 (软件形式, 安装在电脑上) 两种。

(4) 分诊台护士可进行复诊、插队、转移、预约等功能操作。

(5) 排队系统均靠网络布线设施来实现, 每个诊室和分诊台护士站均具有网络接口, 虚拟呼叫器 (软件形式) 安装在电脑上, 在未安装电脑的地方使用物理呼叫器也利用网络接口进行通讯。在各分诊台布一根视频线和一根双芯音频线, 视频线类型由显示终端决定, 用于分诊台电脑与显示屏相连接, 音频线连接分诊台旁的功放与天花板上的吸顶音箱。

3.3 病房呼叫对讲系统

(1) 在病房层设置呼叫对讲系统, 如果病患需要医护人员提供帮助时, 医护人员可以第一时间知道哪个病人出现问题, 及时出现做出相应的治疗, 这也是提升服务品质的另种表现。主机均设在各层护士站, 各病床、医生办公室、护士办公室、处置室等场所设置对讲分机, 各病房门口设显示灯, 卫生间设紧急呼叫分机;

(2) 病人可以通过分机与护士站主机实现双向呼叫、双向通话;分机可呼叫主机, 主机也可呼叫分机。

(3) 当病人分机呼叫主机时, 分机的指示灯亮, 主机显示窗口可显示呼叫的分机号, 呼叫顺序。分机呼入而主机无人应答时, 主机将分机号码及呼叫顺序存储并显示, 同时呼叫信号可延时传送达到当班护士遥控分机上;分机上设有解除按钮。

(4) 当卫生间紧急呼叫分机呼叫主机时, 主机分机同时有独特的振铃声, 主机窗口、走廊显示屏均有显示。紧急呼叫分机上有清除按钮。

(5) 走廊的显示屏平时显示时间, 有病人呼叫时轮番显示呼叫序号, 床位号。

(6) 主机可根据病人病情设置不同的护理级别, 可用不同灯光显示。高级护理级别的分机呼叫能中断低级别分机的通话并实现通话转换;护理级别由医院根据管理要求设置。

(7) 主机具有故障自检报警功能;设有连接计算机的接口, 可接入录音机等信号源进行宣传教育广播, 可通过主机播放找人通知等广播。

(8) 主机设置在护士站。分机固定病房医疗带上, 门上方设置显示灯, 走廊上方设置显示屏, 卫生间设置紧急呼叫分机, 从主机到所有分机、显示屏、门口显示灯之间总线制连接。

3.4 手术室视频示教系统

(1) 在每个手术室均设二台摄像机, 一台装在无影灯中心 (设备自带) , 摄工作面, 一台装在门口附近, 摄全景, 其中装在无影灯中心的摄像机带拾音器。

(2) 在示教演播室设视频及音频管理主机、监视器、数字硬盘录像机等设备。

(3) 在手术室获取视频图像及音频信号, 在示教区可进行多路切换及录像, 可看到每个手术室的手术情况。

(4) 要求主机具有多媒体教学的各种接口, 满足示范教学要求。

可以让医院内所有需要学习的医生通过示教区、自己办公室的电脑观摩各个手术室的各个角度的全过程, 可以在手术过程中进行教学交流, 语音对讲可以单向屏蔽, 保证重要手术不受外界干扰。手术过程以文件方式存储;手术记录可以自动备份;手术记录可以手动下载;各科室都可以通过局域网对手术视频录像进行点播, 点播要有相应的授权后才能收看。还应具有远程会诊功能, 支持与基层医院之间的会诊, 远程专科诊断模块可支持影像、心电、病理的远程诊断功能等。

可支持各级医疗机构同时共享高清视频、音频、数据、医疗影像、医学图书情报等资源, 为其查阅医学文献提供便利, 以提高地医务人员的业务水平。从而摆脱了传统示教模式在时间、空间和人数上的限制, 从而达到教学的效果。

3.5 出入口控制管理系统

(1) 本工程在检验科、药房、收费、手术室通道、病房层、主机房、图书室、档案室、实验室、电子开发等重要场所设有门磁开关、电子门锁、读卡器, 对通过对象及通行的时间进行控制、监视及设定。

(2) 系统应具有以下功能;

1) 记录、修改、查询所有持卡人的资料;

2) 监视记录所有出入人情况及出入时间;

3) 监视门磁开关状态, 对故障进行报警;

4) 对非法侵入或破坏进行报警进行并记录;

5) 当火灾信号发出后, 自动打开相应防火分区安全疏散通道的电子门锁, 方便人员疏散。

(3) 现场控制器设在吊顶内或弱电竖井内, 现场控制器电源集中供电, 出入口控制管理系统与视频监控系统联网, 实现集中管理和监控。

4 结语

本项目智能化系统还包括大型医疗设备控制室呼叫系统;儿童测听室与控制间对讲系统;输液室、复苏室、ICU呼叫系统等;这些系统为患者和医护人员之间提供沟通平台, 使医生和患者在检查期间更好的相互配合, 对病情加深了解, 对治疗起到积极的作用。上述智能化系统在医疗建筑中的广泛应用, 也标志着我国医疗体系走向成熟的标志, 为医生提供优质、高效的工作环境, 为患者带来更优质的服务。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范 (S) .北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50333-2013医院洁净手术部建筑技术规范 (S) .北京:中国建筑工业出版社, 2013.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50314-2006智能建筑设计标准 (S) .北京:中国建筑工业出版社, 2007.

信息的智能化处理技术分析 篇8

1 信息的智能化处理技术的产生与发展

1.1 信息的智能化处理技术的产生

早在1930年就产生了信息的智能化处理技术,然而因为运算功能强大的工具,致使智能化信息处理技术的功能无法得到全面体现,这在一定程度上限制了信息的智能化处理技术的发展和成熟。计算机技术的广泛应用为信息的智能化处理技术的进一步发展提供了坚实的基础保障,研发出多种智能信息处理产品,在人们的工作和生活中得到了大规模的应用,为人们提供了极大的便利,同时也产生了较大的社会及经济效益。针对当前医学领域中的GT机而言,该机器充分运用了智能化信息处理技术的优势[1];同时美国科学家J.W.Coolev领导多位研究人员共同研制出先进的FFT算法,极大地推动了科学研究领域的创新发展。随后硬件电路就借助FFT算法对智能监测仪器进行开发研究,推出多种自动化和智能化程度较高的检测设施,获得了很大的成功[2]。科学技术的实时发展使信息的智能化处理技术也不断更新,科技水平逐步提升,智能化信息处理技术在信息处理系统中发挥的作用越发重要。

1.2 信息的智能化处理技术的发展

信息处理技术顺应着通信技术、计算机技术的发展潮流,已经进入到一个全新的发展阶段,不仅更新了传统的发展理论及方式,在研究领域方面也获得了进一步的拓展,构建出全新的研究理论及方法。在信息处理技术最初发展阶段,线性、最小相位及因果等系统是几大关键研究内容,在不断的发展过程中已经逐渐转向非最小相位、非因果和非线性等研究领域,能够结合信息的变化开展针对性的处理工作。能够处理可靠性和稳定性较差的信息是智能化信息处理技术最显著的特征,能够使其转变为可靠和确定的信息。在智能化信息处理技术的支撑下,能够在确定性较差的信息内获取相对精确的结果,能够对信息进行有效、充分的利用,显著改善了信息的整体利用率。

构建具有良好判断能力、理解能力和学习能力的人工智能系统是开展智能化信息技术研究的根本目标,信息的智能化处理技术主要借助不同算法对信息进行采集和利用,最终达到智能化管控的效果。由此得知,信息的智能化处理技术主要研究内容为:1)环境、机器同人的彼此智能化交互协作。该技术能够对语音或文字开展自动识别研究,并尝试理解自然语言,对图像、视觉信息进行自主化的加工和处理,确保环境、机器同人三者能够实现信息的互动沟通、交流[3];2)将有价值、有效信息从数据库内进行提取,并总结基本规律。智能化信息处理技术的根本研究内容为机器学习及简约数据,需要借助已经掌握的模式识别理论、知识,针对数据信息进行简化处理,通过可阅读的方式将信息呈献给决策人员,便于制定出科学的决策。也能够自动化的学习多种数据,进而进行数据的评价和分类处理工作,对结果进行准确的预测;3)合理规划和优化智能系统,发挥系统的协作、决策功能。应对计算机决策系统、辅助规划系统进行构建,参考优化指标改善社会及经济效益。还应对系统建模内容进行探究,对智能决策、规划、体系协作的基础理论和方式进行进一步的优化。

2 信息的智能化处理技术理论及方法

信息的智能化处理技术涵盖多个研究领域,融合了通信技术、控制技术和计算机技术等先进技术,涉及多个信息科学技术学科。综合当前的研究及发展情况,可以将信息的智能化处理技术归为以下几类:

2.1 模糊理论

若需要对无法确定对现象进行探究和分析,就必须要借助模糊理论来实现。由于事物本身拥有不确定的特性,同数学理论下的二元性原则没有直接关系,属于对象差异的中间过渡状态,无法进行准确的划分,从而不能明确对象类型。模糊系统具有模糊性特征,能够结合模糊理论发挥模糊信息处理功能,是一种动态化的模型。一般在模糊系统内,输入、输出彼此对应,能够将其视为连续函数的通用逼近器,主要包括模糊推理机、反模糊化器、模糊产生器及模糊规则库[4]。建立在神经网络、模糊系统之上的模糊神经网络,有效整合了模糊系统机理、神经网络,将二者的优势进行了整合,同时也融合了多种理论,包括动力学、逻辑计算、处理方式及语言等。模糊神经网络不仅具有较强的联想能力、识别能力和学习能力,同时还拥有良好的模糊信息处理性能。在普通神经网络内,对模糊输入信号、权值进行添加是模糊神经网络的核心所在,在优势互补的原理下,能够使神经网络、模糊系统的优势和功能充分展示出来,同时也弥补了二者各自的弊端和不足。构建的模糊神经网络使信息的智能化处理技术发展迈向一个全新的发展层面,具有非常重要的意义。

2.2 人工神经网络法

网络模型、数学模型是构建人工神经网络的关键,基于网络模型内,基础构成就是人工神经元,需要结合特定结构对其进行组合,最终打造出完整的模型;而在数学模型内,依据大脑神经元构建的人工神经是处理信息的单元体,借助组合而成的人工神经元,能够形成神经网络结构。独立人工神经元、神经元间的基本连接结构就是神经网络结构。就信息的智能化处理技术发展研究结果进行分析,当前已经成功研制出多达十几种的人工神经元网络模型,依据信息流动方向、连接途径,能够将人工神经元网络模型划分为多种不同的种类[5]。相互结合型(反馈型)网络、前向型网络是构成人工神经元网络模型的两大类,前者具有反馈信息的功能,而后者无法对信息进行反馈处理。

2.3 进化算法

依据生物界遗传定律、自选选择定律,形成了进化算法,该算法在机器学习、优化等研究方面发挥着极其重要的作用。进化算法的基本原理即为通过对生物遗传模型进行模拟的方式,优化索索全局,获取最佳的结果。进化算法的适用范围较广,运用方式简便,能够并行开展信息处理工作,其主要对象为个体,能够实施变异、交叉及选择等处理任务,明显优于传统算法,具有其特有的特征。在长期的钻研和探究过程中,进化算法不断完善,当前在机器学习、识别图像和自动化管控等领域占据着极高的地位,该算法在信息的智能化处理技术中有着普遍的运用。

2.4 信息融合技术

信息融合技术的关键研究对象为:怎样加工处理、运用不同的信息,达到信息互补的效果,确保最终获取信息的精确性和真实性。信息融合技术建立在多传感器系统的基础上,能够准确监测目标,对无法明确的信息进行排除,有效提升了信息的可靠程度。通过分析、模拟人类大脑对信息进行综合性处理的功能,形成了信息融合技术的基础工作原理。大量传感器存在于系统内,传感器所发信息具有一定的差异,基于多传感器的信息融合系统能够根据大脑处理信息的方式开展相应的信息处理工作。多传感器信息融合系统能够综合性的处理多种不同的信息资源,并整合大量信息,并科学支配、运用这些信息,系统还可以高效组合冗余信息,显著改善了信息的准确性和可靠性[6]。在上述工作原理下,由多个子集组成的信息系统具有非常强大的功能,性能更加优越。低层次处理、高层次处理是信息融合技术的两大关键类型,其中前者主要指的是数据的预先处理工作,包括数据分类、检测目标等;而后者主要指的是集威胁估计、态势和全部融合过程为一体的提取处理。功能型模型、数据型模型是当前信息融合模型的两大关键种类,在实际运用中发挥着重要作用。

3 信息的智能化处理技术的应用及发展趋势

在实践生活中,信息的智能化处理技术有着较高的运用价值和实用性:1)智能化信息处理技术能够提高工作效率,能够开展自动化和智能化的处理工作,有效减轻了人们的脑力劳动任务;2)智能化信息处理技术能够针对不同的对象进行识别,包括影像、语音及文字等,借助机器能够进行翻译和分析等操作;3)当前互联网覆盖范围非常广阔,借助路由器,信息的智能化处理技术能够分析数据传输途径,获取优化路径,有效处理网路堵塞等故障[7];4)目前实践生产中计算机技术已经实现了普遍运用,计算机技术发展速度日益加快,存储量也逐渐扩大,大大节约了成本资源,在智能化信息处理技术不断发展的过程中会进一步加快计算机技术的发展进程。

从模拟数字到人工神经网络的发展转向,信息的智能化处理技术对混沌理论、小波分析理论、遗传算法及模糊数学理论进行了有效的整合,不断研发和创新出全新的智能化信息处理思路、算法及理论。信息的智能化发展技术拥有非常广阔的发展前景,迎合了未来信息时代的发展需求,这就要求必须要强化对智能信息处理技术的研发力度,提高对技术研发的重视度。在推动智能化信息处理技术发展的过程中,应将其发展与实践运用和科研课题进行综合,运用创新思想整合多种不同的信息处理技术,满足更加复杂的运用需求,使智能化信息处理技术与其它领域密切结合起来,促进信息学科的发展。

4 结束语

综上所述,信息的智能化处理技术经过不断地发展日趋成熟,然而将该技术运用到实践生活中时仍然会出现一系列的问题,还需要加大研发力度,使智能化信息处理技术更加完善。在今后的发展过程中,要将科技前沿同信息的智能化处理技术进行整合,创新研发思路及方式,结合实践运用需求来总结智能化信息处理技术的理论。同时,为了迎合信息的智能化处理技术的复杂化发展趋势,还应将该技术与多种信息处理方式进行紧密结合,有效推动智能化信息处理技术的快速发展。

参考文献

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[6]黄莉.智能信息与网络处理探究[J].电脑知识与技术,2010(18).

智能电网信息安全风险分析与思考 篇9

关键词：智能电网,信息安全,风险分析

就传统电网系统而言, 智能电网具有更为广泛的信息空间, 其复杂的系统构造, 可培养其更好地与外界沟通。智能电网的发展走向与电子信息科技是密切相关的, 它与信息技术的发展存在唇齿关系, 相互交流与发展, 更直白的来说, 智能电网的开发是以通信技术作为基础手段, 有效地运用现代化的科学技术, 从而形成一种互动式电网模式。但是由于信息电网的不稳定性, 其安全因素一直是电网有序进行的制约因素, 因此, 建立健全信息电网安全预防机制是广大电力企业肆待解决的问题。

1 智能电网信息安全机制

就我国电网行情来看, 智能电网即电力流、信息流以及业务流三者有机结合的电网构建机制, 一体化电网发展模式将是未来电力发展趋势。在智能电网组建结构中, 电力流的运作是一系列电力发送、电力运输、变电以及配电组合共同完成的。针对于调度信息的专业网站而言, 其覆盖范围已经涉及到电力生产、运输各个环节之中, 其具体是运用公开化的通信技术以及承载信息的方式实现的。

就电网通信结构而言, 其具体电网信息安全特点如下所述。

1.1 外来信息的多样化接口

较传统电网运作而言, 不同类型的集成式电网开始在广泛范围内使用, 其具体涵盖了电力发送、电力储蓄以及电网互动等一系列过程, 就这类系统化的庞大信息频繁地交互活动, 从而使得电网信息与其数据外部接口呈现出多元化发展特色。

1.2 信息交流量大

较过去传统的电力电网而言, 智能电网中存在着更为庞大的输电、变电数据监控信息, 通过参数信息的采集收录, 从而促进电网在线监控机制。与此同时, 大量的信息被传送到调度控制中心, 使其更为快速地建立预警机制, 完善电网故障诊断机制, 进一步保障电网调度工作的顺利进行。

1.3 不可控制性的信息接入

伴随着智能电网技术不断进步, 在正常用电模式中其互动性能开始稳步提高, 利用电动玩具进行充电、放电接入端口以及通讯模板用电终端接口的电力用户其在具体电网使用过程是相较随意的, 无法控制的, 其准确的电力用户接入端口机械设备、模式以及用电时间对于电网企业来说都是无从获知的。

1.4 用户信息安全风险提高

在智能电网运作过程中, 它携带着庞大的信息数据采集以及传送功能, 频繁的数据分享以及信息互动模式, 使得非法人员有机可乘, 肆意获取电网用户数据信息, 从而在一定程度上极大地破坏了电网安全机制。与此同时, 用户信息安全也因此岌岌可危。

2 智能电网信息安全风险

2.1 电力生产机构

智能电网即支撑电力企业各项电路集成、管制以及监控的各种能量来源, 在实现平衡的电力网络运载机制上, 使其在传统电力生产无法满足现有需求的情况下, 实现电力能源的补给作用。所以, 在智能电网运行模式中, 其与传统发电系统中能源信息交流日渐频繁, 在日常通讯过程中其电网信息很有可能面临着被泄露的危险, 从而导致了数据安全风险机制。

2.2 配电网络管理机构

较传统一体化自动配电模式而言, 智能电网所要面临的是更为高端电网信息管理工作。复杂的电网信息交流, 这是过去模式电网信息机制难以实现的, 因此, 电力行业集成电路技术与信息交互技术的应用可以更加快速地解决这一问题。而此类新科技的应用都是以通讯技术的普及为前提的, 所有高效、稳定、安全的电网配电系统是促进电网有序运行的关键性因素, 从而使电网运作机制更加灵活, 并且也能够保证电力故障处理机制更为科学与合理。

2.3 高级量测体系

就高级量测体系的主题特色而言, 其是由具有高度的双向信息与能量流动的交互型电网组建机制的。伴随着智能电网产业的高速发展, 就具体情况而言, 高级量测系统在实际应用中, 由于智能电网数据管理和量测体系间存在着频繁的信息交流与共享, 从而使得管理系统与用户联系系统中发生信息交互行为, 因为各类信息的交流不断增多, 所以在一定程度上提高了电网安全风险机制。

2.4 计算机网络系统

由于计算机网络系统的逐渐普及, 物联网与无线通讯技术开始渐渐融入到智能电网运用机制中来, 由于日渐频繁的信息收录, 其信息风险机制也随之增高。同时, 由于各网络间地连接与交流, 从而在一定程度上进一步加大了电网信息安全风险。

3 智能电网信息安全防护机制

3.1 限制使用

确切落实智能电网实际运作中关于网络技术的应用、终端设施的构建以及工作站点、计算机服务器设备都仅仅只针对于在电网生产业务中使用。有效地限制智能电网使用中, 对于数据信息处理、存放体系的运用。同时, 积极构建电能生产检测业务以及网络信息连接的固有化模式, 在维护电子计算机网络服务设施以及工作站点数据应用的基础上, 实现实名制智能电网访问体系。

3.2 边界防御

构建明确的智能电网信息安全防御机制, 即对经过智能网络边界会话模式开展严密的检查、计算以及管理体系, 在防止边界范围外的网络数据信息访问的基础上, 积极监控边界出口中的数据信息流量, 当遇到边界访问数据出现信息缺口的时候, 应在第一时间断开所有网络接口, 如果发现网络设备失去运作功能, 则系统会自动呈现出网络信息连接断开的页面提示, 从而可以有效地防范私密信息的外泄以及非法人员的信息接入, 从而更好地使用智能电网网络系统。

3.3 风险管理

就可靠性能与业务性能而言, 在智能电网上线体系实际运作模式中, 通常不会允许电网配置出现转变效应, 同时, 只有在极其特殊的情况下才会进行设备更新, 所以局部的信息安全防御机制以及加强工作应在确切落实到系统上线完成前做好。其实际工作涵盖了电网数据设计以及电网信息收集安全机制的统一构建, 在电网数据信息上线之前, 应积极做到运用专业化的电网信息安全团队对其网络设施的硬件、软件进行统一检查, 开展加固体系, 从而更有效地建立信息安全风险机制。

3.4 管理机制

建立健全的电网信息安全机制, 在严格制定相关电网规章制度的基础上, 有效地对智能电网进行风险保护。同时, 定期地组织各类电网专业性人才进行相关电网信息安全培训活动, 构建系统化的电网资产与信息配置管理系统, 通过智能电网安全预警机制, 从而更好地创建稳定的信息安检体系。即具体应做到, 通过安检活动, 积极排出电网信息安全隐患, 利用高新科技手段, 极大应对电网信息维护工作, 使其更为高效地帮助电网系统监控网络攻击, 监查未经授权的电网使用, 帮助电网工作的有序开展。

4 结语

健全的智能电网信息安全防御体系是构建和谐电力运作的关键性因素之一。就我国现有情况看来, 新型的电网系统不论在网络信息交流上还是技术运用上, 其企业与用户间的交流都日渐频繁起来, 因此也给电网信息防护工作带来了很大的困扰。本文通过对智能电网信息风险特点以及来源的有效分析, 从源头入手, 积极采取了一系列安全防御机制, 这不仅给电力企业建立坚固的信息安全机制给予了可靠的来源, 同时也为今后电网产业发展提供了参考资料。

参考文献

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[3]陈涛, 王旭.智能电网信息安全风险分析与思考[J].电力信息化, 2012 (12) .

智能配电网信息集成需求及模型分析 篇10

智能配电网是智能电网中连接主网和面向用户供电的重要组成部分,信息集成通过实时和非实时信息的共享和利用,成为实现智能配电网兼容、自愈、互动和优化的基础[1]。国际上已经在智能电网背景下就实现信息集成的技术开展了广泛的讨论和研究:国际电工委员会(IEC)制定了与智能配电网相关的信息模型标准[2];美国电气和电子工程师学会(IEEE)推出了分布式电源并网的信息接口标准[3];美国电力科学研究院(EPRI)提出了实现电力企业信息集成的技术方案[4]。大量学者更是从电力系统的各专业角度对集成提出了可行性论证,例如基于IEC 61850的智能变电站自动化实现[5]、基于IEC 61970的智能调度系统的统一信息模型[5]、基于IEC 61968的电力企业信息总线、用户与智能电网的双向通信接口[6]等。目前,中国智能电网相关领域的研究还处于起步阶段[7,8],已经开始了研究开发和试点工程[9]。本文根据中国电网和电力企业管理的特点和智能电网的发展要求,从配电环节自身以及与输变电环节、用户环节、电源环节信息交互的角度阐述了信息集成的需求和对模型的分析。

1 智能配电网信息流分析

传统的配电网只考虑把输电网传送的电能通过配电系统经济有效地单向输送给供电用户。在当前经济和技术发展情况下,考虑社会和环境因素,随着分布式电源、储能电池、大功率风力发电、电动汽车以及随之出现的新的用电模式的快速发展和应用,现有的信息模型和集成手段已无法准确描述并应对这些新的问题:如何使系统在紧急状态下能够获得分布式电源和储能电池的实时数据以快速调节并网和充放电策略;如何使用户了解当前实时动态电价以调整自己的用电模式;如何使调度运行部门能够收集并快速分析当前电网和外部环境(例如极端气象和地质条件)的数据变化,及时调整电网运行和管理策略;如何按照信息的时效性和安全等级确定海量数据处理模式(如并行计算、网格计算、云计算)和信息安全策略等。

因此,需要在智能配电网环节中考虑全网的信息交互,实现配电环节与输变电环节、用电环节和电源环节的双向互动信息流,如图1所示。

目前配电网基础数据的管理采用传统的技术手段造成数据收集困难,导致数据无法及时更新而与现场实际不符;电力企业各部门开发的应用系统的信息模型大多按照各自系统的专业需求建立,缺少统一的接口规范,内部功能交叉重叠且数据格式不统一,导致对大量冗余且不同版本数据的重复维护;不同电力企业在开发和使用具有相同功能的系统时也存在遵循不同标准的情况。

目前使用的国际、国家和行业的信息标准都存在重叠和冲突的部分,均无法全面合理地描述日益增长的电力系统对象和行为。近期成立的IEEE P2030和IEC TC57 WG19工作组已经着手研究已有标准间和未来标准的互操作性和兼容性,并且考虑了集成过程中的信息安全问题,如IEC 62351系列标准。

中国在制定智能配电网的信息模型和接口标准时,应首先考虑采用国际通用标准,再根据实际应用情况建立扩展标准,从而形成中国智能配电网统一的标准模型体系,如图2所示。各环节内子系统间每条双向互动的信息流都应严格采用已有和扩展的信息标准。

2 配电环节的信息集成需求及信息模型

中国电力企业在不同的发展时期,针对配电网的特点,根据各业务部门的特定需要已开发和运行了大量不同的应用系统,如DSCADA/DMS,自动绘图(AM)/设备管理(FM)/GIS,PMS,OMS,WMS,MS,CMS和企业资源管理系统等。但是,这些系统和各自专属的数据库分别采用不同的接口标准和信息模型开发,相对独立,因此,当系统逐渐复杂和数据量急剧增加时,从全局来看,信息重叠和数据孤岛的局面将不可避免,根本无法在企业范围内方便地实现数据交换和信息共享。如图3所示,每个箭头表示系统间需要的数据信息的传递方向,而为了实现这种点对点的交互,每个系统都必须开发对方系统的专用接口适配器。

针对这一情况,IEC TC57 WG14制定的IEC 61968系列标准定义了一组标准配电网业务组件和对应的接口参考模型(IRM),通过将现有和未来新建系统的数据模型统一映射到这些以公共信息模型(CIM)为基础的抽象组件上,根据IEC 61968系列标准定义的消息格式(message XSD),采用面向服务的架构(SOA)和企业服务总线(ESB)实现具有松散耦合特性的消息传递,使得在不改变原有系统的情况下,仅通过标准化的组件适配器,可以在不同应用系统间灵活地分享数据和服务[10](如图4所示),以全面支持在智能配电网下实现供电设备监视和控制、系统可靠性管理、电压管理、需求侧管理、停电管理、工作管理、设备管理等功能的信息集成。

国际上已经开展了基于IEC 61968标准的互操作和模型验证实验,利用模型的导入导出工具,通过Web Service实现数据在多个不同厂商的系统间准确互通。但是IEC 61968系列标准并没有完全建立,而且IEC 61970-301的CIM在配电网信息模型的扩展部分,即IEC 61968-11仍在制定和评审修改之中,如最新的版本考虑了配变和馈线的特性描述以及外部系统向电力企业提供服务的信息接口等。

3 配电与输电和变电环节的信息交互需求及模型分析

输电环节是智能电网的主体部分,是电能输送的主要通道,为配电网提供安全和经济的电能。变电站是连接输电网和配电网的重要支撑节点,是电网基础运行数据的采集源头和命令的执行单元。

输电网调度中心的EMS全部采用IEC 61970定义的EMS-API接口和CIM。由于IEC 61968是在IEC 61970上针对配电网的特性和电力企业管理业务的继承和扩展,因此配电环节与输电环节可以在标准内很方便地实现信息集成。国内的变电站随着一次设备的智能化和全面实现IEC 61850标准的建设以及在标准内的互操作试验,基本实现了全站信息共享,使得站内各类自动化、监控、量测和保护实现一体化集成。

从信息模型的角度,IEC 61850模型与IEC 61968的CIM虽然都是从面向对象的角度进行设计,但是无论是模型本身、应用接口还是实现的协议都不相同。如图5所示,CIM中的Asset和Measurement可直接对应IEC 61850中的Server和Data Attribute;而Substation和Equipment虽可对应tSubstation和Logical Node,但是后两者对于前两者在类的定义和属性上是有冲突的,Logical Node与 Asset也存在部分重叠的关系。

从应用的角度,IEC 61850 定义的2种数据信息流:变电站配置信息流(基于可扩展置标语言(XML)的SCL文件)和实时信息流(IED的量测和控制信息),均无法直接与配电系统互操作。因此,当配电网需要获取变电站实时运行数据时,或是当根据最新的配电网运行状况需要快速地重新修改变电站配置信息以优化运行策略时,由模型不一致导致的信息流阻塞就成为系统集成和运行的瓶颈。

使用基于XML的网络本体语言(OWL)是解决不同信息模型互解释问题的有效方法之一[11],如图6所示。

OWL不仅能够使被解释的模型双方保持原有的语义,而且能够描述双方的共性和差异。这样,可以根据实际的运行和未来的建设情况仅对OWL修改就可完成在变电站或配电系统中随时添加新应用的映射,为智能配电网在不同标准之间的映射架起了桥梁。

4 配电与用电环节信息交互需求及模型分析

目前,国内用户的电能表基本上是固定且只具备电能计量的功能,不能反映用户用电需求。随着智能配电网的发展,对用户的单向供电将逐渐被双向供电模式取代,即用户可以了解当前实时电价情况,在电价高峰时选择自己的分布式电源设备供电并可将多余的电量向电网充电收费;或者是在电价低谷时选择从电网供电,分布式储能电池充电以备紧急情况下使用;电动汽车的出现和大量使用,也将革命性地改变电网运行和电力企业的营销模式。

对于这种动态、随机和实时的用电过程,必须建立与其相适应的智能用电量测和管理体系。该体系应该具有电能多功能计量、自动采集、预付费、动态电价以及调整控制负荷和分布式电源等功能,满足营销计量、抄表、收费等用户与供电企业互动的需求。例如,在城市电网中建设电动汽车充放电站,当有电动汽车接入充电时,汽车的车主、车型、电池容量、充电时间、上次充电时间等信息将会自动被电力企业的营销系统和DMS获取,数据信息可以被负荷预测、潮流计算、电能质量记录、状态估计和配电网规划等功能应用。而智能微电网的建设以小区为单位,在小区和电网的接入口处装设智能计量和控制装置,实现智能家电的并网接入和优化控制。用电环节的集成如图7所示。

配电环节与用电环节的信息集成,基于供电企业和用户间信息的双向流动以及系统间的无缝连接,不仅使原本松散割裂的营销业务、客户服务和生产管理系统得到集成整合,提供更满足电网需求和用户需求的智能化应用功能,而且能够提升供电公司市场营销水平和电力需求侧管理水平,实现对扩大电力市场、促进节能减排、提高配电网经济运行和企业资产利用的水平。

目前,美国国家标准学会(ANSI)已经制定了符合智能电网高级量测体系(AMI)的设备和通信协议的ANSI C12系列标准[6]; IEC 61970,IEC 61968和IEC 61850-7-420已经建立了市场动态电价、用户需求响应的简单模型,但是电动汽车、微电网等具体详尽的模型均未建立,还远未达到实用阶段。因此,应当根据中国电力市场的特点在紧密跟踪国际标准的基础上扩展模型。

5 配电与电源环节的信息集成需求及模型分析

分布式电源(分布式发电、风力发电、光伏发电、储能电池)的大规模应用和集中/分散的并网方式使电力系统的负荷预测、规划和运行与传统电源相比有更大的不确定性,数据量也随之迅速扩大,因此需要根据各种电源的特点建立信息模型。电源环节的集成如图8所示。

IEEE和IEC都针对分布式电源建立了各自的标准体系,例如:IEEE 1547分布式电源模型,IEC 61400-25风力发电模型、IEC 61850分布式电源模型和IEC 61968水电蓄能模型等。

从模型角度看,IEC 61400-25与IEC 61850的基本模型相似,是基于逻辑节点的建模,因此可以方便地接入现有的自动控制系统;而IEEE 1547标准是在IEC 61968的CIM基础上对分布式电源及储能电池的扩展。这些标准均定义了分布式电源特有的信息和信息交互的机制,以及通信协议之间的映射机制,例如,简单的元数据有值、时间点、质量等,复杂数据结构有工程单元、规模、描述、参考和静态历史数据等,流程信息有电机、发电机、变流器和电网连接等。

从应用角度看,这些标准都未全面涵盖目前各种新能源、分布式发电和储能电池的本体特性,以及集中/分散并网应用特性。例如,新能源接入影响电网安全稳定运行和优化资源配置的应用模型,分布式电源作为备用发电容量和能量管理的辅助手段(电压/无功控制、谐波控制和电能质量调整)的模型。而选择标准和模型时,可根据接入点使用不同的策略,例如,直接接入变电站的集中式分布式电源可采用IEC 61850和IEC 61400-25模型,接入配电网时可采用IEC 61969的扩展模型或IEC 1547模型,避免模型上的重复互导过程。

6 结语

本文根据智能配电网背景下电力企业的生产管理、调度自动化和营销管理等各业务的优化运行与集约化经营和精细化管理对信息集成的大量需求,分析了当前国内外广泛采用,并根据智能电网的发展将不断扩展的行业标准和信息模型,阐述了具有中国特色的智能配电网中与能量流和业务流相结合的信息流,以实现配电环节内和与输变电环节、用户环节和电源环节间双向贯通和高度整合的信息集成,实现电网的自动化和互动化。

上述分析表明,现有的国际以及国内的标准体系尚不能完全满足中国智能配电网的建设需求,亟须建立一套完整统一的智能配电网信息模型,这是推进智能配电网技术进步的基础。

摘要：信息集成是实现智能配电网兼容、自愈、互动和优化的技术基础。在分析当前国际上已经广泛使用的和正在制定中的电力系统信息领域的国际标准以及相关模型现状和发展趋势的基础上,从智能配电网自身以及与输变电、用户和电源等其他环节之间实现自动化和互动化的信息集成需求出发,分析了电力企业各环节间的信息流和各个模型之间相互映射方法,提出了建立适应智能配电网发展的统一信息模型体系的观点和技术路线。

关键词：智能电网,配电系统,信息模型,信息集成

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