基于室内定位技术的医院暴力预警系统研究

胡亮 汤国平 鲍旭强

摘 要：近年来，医院暴力事件频繁发生，严重妨碍了医院正常的工作秩序，给医护人员的工作、生活和身心健康带来许多负面影响，已经成为一个严峻的公共卫生问题。为了有效预防医院暴力事件的发生，研制了一套基于室内定位技术的医院暴力预警系统，通过预警系统实现对医院暴力进行主动监控和提前干预，最大限度地预防医院暴力事件的发生。

关键词：室内定位；医院暴力；预警系统

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.081

0 引言

医院暴力（即医院工作场所暴力）是指卫生人员在其工作场所受到辱骂、威胁和攻击，从而对其安全、幸福和健康造成明确或潜在的挑战。医院暴力事件已经严重影响到医院正常的工作秩序，对医护人员的身心健康和人身安全产生了极大的威胁，降低了医护人员职业幸福指数。在过去的十年间 （2003年-2013年），暴力伤医事件的数量和造成的危害是触目惊心的，共发生101 起严重暴力袭医事件，其中23 起杀医事件造成24名医护人员死亡，占整个医疗暴力事件的 23% 。根据 2012 年中国医院协会公布的一组数据显示，2008 年平均医院发生医护被袭事件为 20.6 起，可到了2012 年，这个数据陡增到27.3起。仅在2013 年10 月17日到 27 日的十天时间内，就发生了6起暴力袭医事件，造成 2 名医生死亡，6 位医生受重伤。医院暴力事件已经是全球现象，并且呈逐年上升趋势，严重危及医护人员的人身安全。

然而医院暴力并非完全不可预防和减少，其发生、发展通常经历相对平静期、攻击前的作战行动状态和攻击状态三个阶段，大部分暴力事件在发生、发展前期暴力端倪和隐患已显露，只是多数人忽视了它们的存在和缺乏对暴力先兆现象预警信号的有效分析，以及对暴力事件发展的有效控制。本文研制了一套医院暴力预警系统，通过无线室内定位技术，实时定位和监控医院暴力事件，有效地预防医院暴力事件的发生。

1 室内定位技术发展现状

在室外环境下，全球卫星定位系统（GPS）几乎达到了完美的地步，其良好的定位精度解决了很多实际问题，然而在室内环境下，由于卫星信号接收受到严重的干扰，GPS的定位精度明显下降，而且室内建筑结构非常复杂，无线信号容易受到折射、反射和严重多径效应的影响，已经不能达到精确定位的要求。因此，研究人员开始寻找新的室内定位解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术（RFID）、超宽带技术、无线局域网络（Wi-Fi）、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等技术应运而生。通过比较，Wi-Fi无线定位技术具有一定的优势：基于Wi-Fi的解决方案的整个系统都采用基于802.11a/b/g等标准的硬件，因此能够最好地利用已有的基础网络和不断普及的终端用户设备，从而显著降低了初始成本和长期支持成本。除了节约硬件成本外，基于Wi-Fi的定位系统还降低了射频（RF）干扰可能性。

2 系统的组成及基本原理

当出现医疗暴力预兆或刚发生时，医务人员按下随身携带的胸牌卡上的报警按钮，启动医疗暴力预警系统，向医院安保中心发出求救信號，安保中心收到求救信号后，立即启动对医护人员的实时定位，并通过摄像系统及时了解现场情况，准确出动保卫人员维护现场秩序，从而有效地防止医院暴力事件的发生，如图1所示。

系统主要由Wi-Fi定位标签、低频触发定位器、AP定位器、移动端SDK、摄像系统和后端定位管理中心等六部分组成（如图2所示）：（1）Wi-Fi定位标签由单片机、125K低频接收模块、2.4GHZ信号发射模块、陶瓷天线等部分组成，125K用于接受低频信号，在单片机的协调下发射2.4GHZ信号；（2）低频触发定位器发射125K信号，每个低频触发定位器有6个天线，每个天线有唯一的ID号，记录位置信息；（3）AP定位器采用2.4GHz频段，支持802.11b/g/n模式，支持扫描和采集标签的信息，传输到后端的管理中心，对定位标签进行控制管理；（4）移动端SDK，工作人员可以通过微信或APP随时随地查看和处理报警；（5）摄像系统用于警发生时，系统自动启动定位标签附件的摄像系统，辅助医院安保人员对现场情况作出正确的判断；（6）后端定位管理中心主要实现实时数据的分析处理，通过信号强度（RSSI）进行三角定位，计算定位标签位置，并通过电子地图监视并及时显示报警标签的位置。

3 项目的实施

由于本研究属于室内定位，首先绘制室内CAD图（Computer Aided Design），系统支持CAD图形的直接导入。如图3所示，以医院眼科诊区为例，在上下左右四个方向安装4个AP，2个低频触发器，每个低频触发器连接6根天线，12个低频触发器天线安装与每个诊间和走廊。

三角定位容易受到墙壁阻隔的影响，因此为了准确区分每个房间，在房间内布置了触发定位器。触发器的每个天线产生一个125KHz的低频信号场，我们的标签进出这个信号场后，会感应到这个场的ID，发出的2.4GHZ信号，会在数据包里加入这个场的ID，这样AP收到的信号中也就包含了某个标签在某个天线下的信息了，服务器收到这个信息，再结合三角定位的结果，就可以判断出标签位于哪个天线下面，从而得到一个比较精确的定位结果。

4 系统的功能模块

整个医院暴力预警系统具有实时定位、按键报警、视频联动、历史轨迹回放和数据统计等功能模块，各功能模块相关关联、协调工作，通过对相关事件的提前干预，有效地防止了医院暴力事件的发生。

4.1 实时定位功能

通过预先绘制或导入的室内CAD图（Computer Aided Design），在定位区域内实现人员的实时定位与追踪管理：室内整体精度控制在5-15米以内；重点监管区域通过布置低频触发器天线，使定位精确到每个房间，定位精度在2米以内。

4.2 標签按键报警功能

将对人体无害的，双频定位电子标签（2.4GHz和125KHz）集成于医护人员胸牌上。为了保护医护人员的隐私，Wi-Fi定位标签卡在非报警状态下不发出信号，当遇到医疗暴力时，医务人员按下报警按钮后，Wi-Fi定位标签卡才发出报警信号。

4.3 视频联动功能

在医护人员启动报警功能后，自动启动定医护人员附近的摄像头，实时查看视频监控，并且根据设定条件弹出多个视频窗口，轨迹回放时也可以同时调取相应时间地点的录像。通过视频联动，使监控中心准确判断出医院暴力事件的类型和级别，使医院安保系统做出正确的判断和反应。

4.4 历史轨迹回放功能

历史轨迹回放功能提供移动路线的记录，管理人员可锁定一个或多个定位标签，按时间段播放，显示移动，地图切换，为医院暴力事件的回顾和分析提供了有效的工具。

4.5 统计功能

统计报表，随时查看标签的报警记录，按地点、人员类别分别统计标签报警的各项指标，为医院管理人员提供医院暴力重点防范的地点和人员，同时为类似事件的发生提供了防范的依据。

5 讨论

医院暴力不是一个偶发事件，其发生、发展必然经历一个过程，大部分医院暴力事件具有可预防、可干预性。因此，医院应加强对医护人员的培训、模拟和演练，让医护人员准确识别出潜在的医院暴力事件，同时为医护人员提供有效的防医院暴力的手段。本研究“医院暴力预警系统”从医院暴力事件的预防和控制入手，将医院暴力预警系统作为医院安保体系的有机部分，为防范医院暴力、保证医护人员的人身安全提供了新的思路和手段。本研的医疗暴力系统比传统的呼救、电话报警具有明显的优势：（1）报警方式是通过医护人员随身携带的胸卡来实现，具有极强的隐蔽性和可行性，避免激化医患关系，最大限度预防暴力事件的发生或将其发生后的破坏力降低到最小；（2）报警启动后，安保人员可以通过现场的摄像系统准确判断医院暴力系统发生的级别，有利于安保人员第一时间做出正确的判断；（3）系统实现了对报警医护人员位置的精确定位（定位精度 ≤ 2米）和实时追踪。

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