基于室內定位技術的醫院暴力預警系統研究

胡亮 湯國平 鮑旭強

摘 要：近年來，醫院暴力事件頻繁發生，嚴重妨礙了醫院正常的工作秩序，給醫護人員的工作、生活和身心健康帶來許多負面影響，已經成為一個嚴峻的公共衛生問題。為了有效預防醫院暴力事件的發生，研制了一套基于室內定位技術的醫院暴力預警系統，通過預警系統實現對醫院暴力進行主動監控和提前干預，最大限度地預防醫院暴力事件的發生。

關鍵詞：室內定位；醫院暴力；預警系統

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.081

0 引言

醫院暴力（即醫院工作場所暴力）是指衛生人員在其工作場所受到辱罵、威脅和攻擊，從而對其安全、幸福和健康造成明確或潛在的挑戰。醫院暴力事件已經嚴重影響到醫院正常的工作秩序，對醫護人員的身心健康和人身安全產生了極大的威脅，降低了醫護人員職業幸福指數。在過去的十年間 （2003年-2013年），暴力傷醫事件的數量和造成的危害是觸目驚心的，共發生101 起嚴重暴力襲醫事件，其中23 起殺醫事件造成24名醫護人員死亡，占整個醫療暴力事件的 23% 。根據 2012 年中國醫院協會公布的一組數據顯示，2008 年平均醫院發生醫護被襲事件為 20.6 起，可到了2012 年，這個數據陡增到27.3起。僅在2013 年10 月17日到 27 日的十天時間內，就發生了6起暴力襲醫事件，造成 2 名醫生死亡，6 位醫生受重傷。醫院暴力事件已經是全球現象，并且呈逐年上升趨勢，嚴重危及醫護人員的人身安全。

然而醫院暴力并非完全不可預防和減少，其發生、發展通常經歷相對平靜期、攻擊前的作戰行動狀態和攻擊狀態三個階段，大部分暴力事件在發生、發展前期暴力端倪和隱患已顯露，只是多數人忽視了它們的存在和缺乏對暴力先兆現象預警信號的有效分析，以及對暴力事件發展的有效控制。本文研制了一套醫院暴力預警系統，通過無線室內定位技術，實時定位和監控醫院暴力事件，有效地預防醫院暴力事件的發生。

1 室內定位技術發展現狀

在室外環境下，全球衛星定位系統（GPS）幾乎達到了完美的地步，其良好的定位精度解決了很多實際問題，然而在室內環境下，由于衛星信號接收受到嚴重的干擾，GPS的定位精度明顯下降，而且室內建筑結構非常復雜，無線信號容易受到折射、反射和嚴重多徑效應的影響，已經不能達到精確定位的要求。因此，研究人員開始尋找新的室內定位解決方案，如A-GPS定位技術、超聲波定位技術、藍牙技術、紅外線技術、射頻識別技術（RFID）、超寬帶技術、無線局域網絡（Wi-Fi）、光跟蹤定位技術，以及圖像分析、信標定位、計算機視覺定位技術等等技術應運而生。通過比較，Wi-Fi無線定位技術具有一定的優勢：基于Wi-Fi的解決方案的整個系統都采用基于802.11a/b/g等標準的硬件，因此能夠最好地利用已有的基礎網絡和不斷普及的終端用戶設備，從而顯著降低了初始成本和長期支持成本。除了節約硬件成本外，基于Wi-Fi的定位系統還降低了射頻（RF）干擾可能性。

2 系統的組成及基本原理

當出現醫療暴力預兆或剛發生時，醫務人員按下隨身攜帶的胸牌卡上的報警按鈕，啟動醫療暴力預警系統，向醫院安保中心發出求救信號，安保中心收到求救信號后，立即啟動對醫護人員的實時定位，并通過攝像系統及時了解現場情況，準確出動保衛人員維護現場秩序，從而有效地防止醫院暴力事件的發生，如圖1所示。

系統主要由Wi-Fi定位標簽、低頻觸發定位器、AP定位器、移動端SDK、攝像系統和后端定位管理中心等六部分組成（如圖2所示）：（1）Wi-Fi定位標簽由單片機、125K低頻接收模塊、2.4GHZ信號發射模塊、陶瓷天線等部分組成，125K用于接受低頻信號，在單片機的協調下發射2.4GHZ信號；（2）低頻觸發定位器發射125K信號，每個低頻觸發定位器有6個天線，每個天線有唯一的ID號，記錄位置信息；（3）AP定位器采用2.4GHz頻段，支持802.11b/g/n模式，支持掃描和采集標簽的信息，傳輸到后端的管理中心，對定位標簽進行控制管理；（4）移動端SDK，工作人員可以通過微信或APP隨時隨地查看和處理報警；（5）攝像系統用于警發生時，系統自動啟動定位標簽附件的攝像系統，輔助醫院安保人員對現場情況作出正確的判斷；（6）后端定位管理中心主要實現實時數據的分析處理，通過信號強度（RSSI）進行三角定位，計算定位標簽位置，并通過電子地圖監視并及時顯示報警標簽的位置。

3 項目的實施

由于本研究屬于室內定位，首先繪制室內CAD圖（Computer Aided Design），系統支持CAD圖形的直接導入。如圖3所示，以醫院眼科診區為例，在上下左右四個方向安裝4個AP，2個低頻觸發器，每個低頻觸發器連接6根天線，12個低頻觸發器天線安裝與每個診間和走廊。

三角定位容易受到墻壁阻隔的影響，因此為了準確區分每個房間，在房間內布置了觸發定位器。觸發器的每個天線產生一個125KHz的低頻信號場，我們的標簽進出這個信號場后，會感應到這個場的ID，發出的2.4GHZ信號，會在數據包里加入這個場的ID，這樣AP收到的信號中也就包含了某個標簽在某個天線下的信息了，服務器收到這個信息，再結合三角定位的結果，就可以判斷出標簽位于哪個天線下面，從而得到一個比較精確的定位結果。

4 系統的功能模塊

整個醫院暴力預警系統具有實時定位、按鍵報警、視頻聯動、歷史軌跡回放和數據統計等功能模塊，各功能模塊相關關聯、協調工作，通過對相關事件的提前干預，有效地防止了醫院暴力事件的發生。

4.1 實時定位功能

通過預先繪制或導入的室內CAD圖（Computer Aided Design），在定位區域內實現人員的實時定位與追蹤管理：室內整體精度控制在5-15米以內；重點監管區域通過布置低頻觸發器天線，使定位精確到每個房間，定位精度在2米以內。

4.2 標簽按鍵報警功能

將對人體無害的，雙頻定位電子標簽（2.4GHz和125KHz）集成于醫護人員胸牌上。為了保護醫護人員的隱私，Wi-Fi定位標簽卡在非報警狀態下不發出信號，當遇到醫療暴力時，醫務人員按下報警按鈕后，Wi-Fi定位標簽卡才發出報警信號。

4.3 視頻聯動功能

在醫護人員啟動報警功能后，自動啟動定醫護人員附近的攝像頭，實時查看視頻監控，并且根據設定條件彈出多個視頻窗口，軌跡回放時也可以同時調取相應時間地點的錄像。通過視頻聯動，使監控中心準確判斷出醫院暴力事件的類型和級別，使醫院安保系統做出正確的判斷和反應。

4.4 歷史軌跡回放功能

歷史軌跡回放功能提供移動路線的記錄，管理人員可鎖定一個或多個定位標簽，按時間段播放，顯示移動，地圖切換，為醫院暴力事件的回顧和分析提供了有效的工具。

4.5 統計功能

統計報表，隨時查看標簽的報警記錄，按地點、人員類別分別統計標簽報警的各項指標，為醫院管理人員提供醫院暴力重點防范的地點和人員，同時為類似事件的發生提供了防范的依據。

5 討論

醫院暴力不是一個偶發事件，其發生、發展必然經歷一個過程，大部分醫院暴力事件具有可預防、可干預性。因此，醫院應加強對醫護人員的培訓、模擬和演練，讓醫護人員準確識別出潛在的醫院暴力事件，同時為醫護人員提供有效的防醫院暴力的手段。本研究“醫院暴力預警系統”從醫院暴力事件的預防和控制入手，將醫院暴力預警系統作為醫院安保體系的有機部分，為防范醫院暴力、保證醫護人員的人身安全提供了新的思路和手段。本研的醫療暴力系統比傳統的呼救、電話報警具有明顯的優勢：（1）報警方式是通過醫護人員隨身攜帶的胸卡來實現，具有極強的隱蔽性和可行性，避免激化醫患關系，最大限度預防暴力事件的發生或將其發生后的破壞力降低到最小；（2）報警啟動后，安保人員可以通過現場的攝像系統準確判斷醫院暴力系統發生的級別，有利于安保人員第一時間做出正確的判斷；（3）系統實現了對報警醫護人員位置的精確定位（定位精度 ≤ 2米）和實時追蹤。

參考文獻

[1]汪健健，趙麗萍. 醫院暴力事件現狀及對策研究進展[J]. 醫學與社會， 2013，26（3）：13-16.

[2]Pan Y， Yang X H， He J P， et al. To be or not to be a doctor， that is the question： a review of serious incidents of violence against doctors in China from 2003–2013[J]. Journal of Public Health， 2015，23（2）： 111-116.

[3]李成蘋，曾麗，李鑫. 急診觀察室9例暴力事件的調查分析[J]. 現代醫藥衛生， 2013，29（14）：2227-2228.

[4]李威，張雪，尹梅，等. 美國醫院暴力研究及其對我國的啟示[J]. 醫學與哲學， 2014，35（22）： 95-96， 封3.

[5]孫同波，張雪，尹梅，等. 域外醫院暴力防范經驗及其對我國的啟示[J]. 中國醫院管理， 2016，36（6）： 52-53.

[6]黃吉羊，孟濬，張燃. 基于特征光源的三維室內定位技術[J]. 浙江大學學報（工學版）， 2016，50（7）：1393-1401.

[7]王文韜，謝陽群. 室內定位技術在高校圖書館中的應用前景研究[J]. 圖書館建設， 2016，（7）： 96-100.

[8]杜鋒，田世偉，李廣俠. 無線局域網絡定位研究進展[J]. 導航定位學報， 2014，2（3）： 49-54， 57.

[9]黃華晉，秦建息. 基于三角定位算法的 WiFi 室內定位系統設計[J]. 廣西科學院學報， 2016，32（1）： 59-61.