中国医科大学附属第一医院：国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台

一 项目简介

　　中国医科大学附属第一医院（简称“中国医大一院”）上线的国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台，能实时对全院弱电机房进行人员行为和动态环境进行“双监测”，保障全院弱电机房安全运行，为全院数字医疗做好IT支撑。

　　弱电机房是IT系统的底层，虽重要但容易被忽视。因其机房数量众多（全院有200多个），一旦其中某个机房出现安全事故，轻则导致IT通讯受阻，重则产生医疗事故，引发社会问题。

二 建设与开发

　　中国医大一院各个弱电井内主要包含医院的楼层交换机、安防监控、有线电视、电话和综合布线配线架及其跳线等设备。门诊、急诊、收费、医生工作站、护士站、无线查房PDA等医用终端、无线AP、监控摄像头、医用物联网设备等均通过所在楼层的弱电井连接医院的数据中心。弱电井是承载医院的信息化业务的关键节点，因此医院弱电井的安全平稳运行是医院安全生产的重要保证，也是为患者健康和生命提供服务和保障的基础。

国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台是一套SAAS云平台+EDGE边缘计算+WebOS桌面客户端于一体的智能物联网软硬件平台，支持各种物联网协议，如Modbus、MQTT、YDN23等，提供弱电井/机房环控安全生产监管的一揽子解决方案。目的是解决医院多个弱电井的门锁管理、授权和记录问题，实时监控医院弱电井/机房的温湿度、水浸、烟感、蓄电池等状态，通过摄像头自动化记录巡检每个弱电井/机房，一旦出现突发情况通过短信、APP、电话等方式报警，保证关乎医院安全生产的弱电井/机房的稳定安全运行。

三 关键技术或产品描述

1.硬件创新

国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台是创新物联网产品，采用自研边缘计算节点替换传统物联网PLC控制节点，1个新型边缘计算可以替代多个传统PLC，易部署、易升级、易维护。

2.业务创新

平台在传统磁力锁中集成了iBeacon定位信标，通过定位信标、APP、平台三者的自动交互，使用户既能无感进入弱电机房，又能在平台侧授权和可视化。该方案能解决系统安全和使用便利的矛盾，适用于弱电井/机房等使用场景。该方案也填补了目前市场上智能磁力锁的空白。

3.软件定义产品

平台将硬件的功能逻辑，上移到软件平台，通过软件定义产品，使产品功能更完善，而硬件成本更低。以磁力锁为例，传统磁力锁产生未闭门信号后，需要在硬件上定义警报时间、频率等，而且磁力锁数量较多，全部设置需要花费很多人力。平台将硬件的功能转为软件能力，只需要在软件上一步设置，全局应用。

4.智能联动

平台在软件端引入可编程形式，用户可自定义联动逻辑，支持and、or条件的组合和优先级，满足绝大部分联动场景。

5.智能滚码门禁

相较于传统门禁的滚码技术而言，平台使用了边缘计算作为鉴权节点，即使在断网的情况下，也不会影响到鉴权。传统的门禁滚码校验，要么由服务器统一鉴权（依赖于网络和服务器），要么完全由门禁终端校验（易被物理性破解、复制），不能完全解决门禁卡防盗刷的痛点。平台既能保证鉴权毫秒级时延，又不依赖于网络，能真正遏制复制、盗刷卡的行为。

6.蓄电池检测预警

近年来医疗查房车在医院广泛使用，查房车的蓄电池若维护不当，比如过充、内部短路、电解液泄露等，可能会引发自燃爆炸的风险，严重时危及患者和医护人员的生命。平台对蓄电池进行多种指标的实时检测，并实时将数据通过多种方式发送到平台，对有隐患的查房车及时告警并人工干预，防范于未然。

7.多点漏水检测

传统水浸漏水检测线，上报的是开关量告警结果“0/1”，经常误报，运维人员不得不关闭告警，而真实水浸发生后，因告警传送不及时，便会酿成事故。平台使用了创新的多点漏水检测技术，结合边缘计算的算法，将水浸开关量演变为模拟量输出，能真实反映出水浸的实际情况，避免频繁的错误告警。

8.AI数据分析

各种传感器上报数据的频次较高，如果采用传统数据分析方法，在数据采集点、采样率较高时，容易产生错误的分析结果。为此，国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台将采集的数据通过图表呈现，使维护人员便于分析数据的变化趋势是否正确、异常，它是一种全局性的分析，而不局限于某个点的数据的分析。基于此，平台通过视觉模型的训练，将异常的数据变化标注为对应事件，从而触发相关告警。实践中，中国医大一院将机房的每个蓄电池的指标作为一个独立的“观察”对象，通过创建多个视觉实例实现对全局蓄电池指标的观测。

四 应用效果

安全重于泰山，防范必于未然。国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台使用创新技术对传统物联网进行了关键技术的升级，从应用效果来看，完全符合预期目标：

1.烟雾告警

在模拟烟雾测试场景下，烟雾报警器产生了闭合信号，为避免信号丢失导致关键信息未上报，平台对关键信号进行了多次重传，确保信息送达

2.智能磁力锁

在磁力锁闭门测试中，平台也会重复多次重传闭门指令，直到继电器状态改变为预期。该方式确保磁力锁能安全守卫弱电机房。

3.视频联动

在状态发生改变时，平台可以产生视频联动，会实时将影像和关键信息上报给相关负责人，及时进行干预。得益于平台“软件定义产品”的创新技术，在应用过程中，在不更换硬件的基础上，中国医大一院可以持续提供新的应用效果，例如在监测到单个机房或者多个机房同时出现温差变化超过阈值时，将做出不同的联动策略。

4.弱电井/机房全局监测

平台实现了对全院200多个分布式弱电井/机房的全局实时监测，兼容异构设备协议，通过边缘节点无侵入式接入存量设备，增量设备即插即用，破解传统监测“碎片化”难题。

5.机房UPS电池和无线查房车电池监测预警

平台基于蓄电池的内阻、电压、温度、漏液等指标的AI趋势分析并预警，查房车电池故障率下降85%，自燃事故零发生。

6.高可靠性

平台创新性实现断网自持无感切换，边缘计算节点断网核心业务零中断，大大增强平台运行的可靠性。

7.AI运维降本增效

平台通过AI工单自动生成：视觉模型分析温湿度、电池指标等数据趋势，异常识别准确率达95%，误报工单减少70%，运维成本大大降低。通过统一管理、远程策略下发和远程自动化巡检技术，年节省人工巡检弱电井、机房、无线查房车等工作量超过1000人/天。

五总结

直面医院运营中普遍存在却易被忽视的重大隐患——数量庞大（超200个）且分散的弱电井构成关键IT基础设施的“神经末梢”，其安全直接关系到医疗信息畅通乃至患者生命安全。国产化智慧弱电井边缘计算一体化平台正是为此挑战量身打造的创新解决方案。它融合了SAAS云平台、先进的EDGE边缘计算及覆盖全场景的多终端应用，不仅实现了对传统管理模式的颠覆，更能对遍布全院的弱电井进行精细化、智能化的统一管控。平台核心能力在于实现对人员进出行为与井内动态物理环境（温湿度、水浸、烟感等）的实时“双监测”，并辅以创新的无感门禁（集成Beacon定位）及自动化巡检记录，确保了管理的高效、精准与安全。

平台的突出价值体现在其显著的技术与业务创新及由此产生的巨大效益。硬件层面，以自主研发的新型边缘计算节点取代传统PLC，实现了“一替多”的效能，大幅简化部署、升级与维护流程。业务层面，将Beacon定位技术融入磁力锁，创造了无感通行与后台精准授权、可视化监控相结合的全新管理体验。这些创新共同作用，不仅有效保障了医院弱电、信息化系统的“生命线”安全稳定，为数字医疗提供了前所未有的坚实IT基石，更极大降低了因设备故障引发运营中断和医疗事故的潜在风险。尤为重要的是，该平台完全基于国产化软硬件体系构建并成功通过兼容性测试（适配海光、飞腾、麒麟等），有力响应国家信创战略。其在中国医大一院的成功部署与卓越表现，充分证明了其先进性、可靠性与广泛推广价值，能够有效地推广到其他面临类似弱电井管理挑战的医院。

（来源：CHIMA 2025医院新兴技术创新应用典型案例集）