CN118687628B - 一种医用气体监测报警方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医用气体监测报警方法和系统，涉及监测预警技术领域，所述方法包括：获取气体压力数据和第一气体流量数据；获取历史监测周期的历史开度数据和第二气体流量数据，并确定医用气体流量函数；根据医用气体流量函数和开度数据，确定医用气体理论流量数据；根据医用气体理论流量数据和第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；如果流量需求匹配度评分低于或等于第一评分阈值，根据气体压力数据、开度数据和第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；如果气压充足性评分低于或等于第二评分阈值，生成气体监测警报消息。根据本发明，可确定医用气体的流量能否匹配医用气体的需求，以在气体供给不足时生成气体监测警报消息。

Description

一种医用气体监测报警方法和系统

技术领域

本发明涉及监测预警技术领域，尤其涉及一种医用气体监测报警方法和系统。

背景技术

CN118097909A公开了一种医用气体报警系统，可以对装置所在区域进行气体成分含量进行监测，并且实现在气体含量不符合规定时，发出警报作用，及时的提醒工作人员前往查看，并且可以实现播报功能，提醒附近的人前往查看，通过气压监测系统，可以实时监测吸盘与墙面之间的气压，当气压发生改变时，发出报警操作，提醒人员前来查看。

CN118230518A公开了一种基于数据分析的氧气加压舱环境智能预警系统，用于解决传统的氧气加压舱监测系统通常只具备简单的数据采集功能，缺乏对数据的深入分析能力，无法及时发现潜在的异常情况并进行预警，无法保证患者治疗过程中的舒适性以及安全性的问题；该氧气加压舱环境智能预警系统包括以下模块：环境预警平台、状态监控模块、数据分析模块、异常警报模块以及环境监控模块；该氧气加压舱环境智能预警系统通过实时监测和数据分析技术相结合的方式，实现了对氧气加压舱状态和环境的全方位监测和预警，提高了医疗人员对异常情况的响应速度和处理能力，为患者的治疗安全性和舒适性提供了有力保障。

因此，在相关技术中，虽然能够检测医用气体的各项数据，并在数据异常时发出警报，但难以分析医用气体的使用过程中能否符合使用需求，也无法分析医用气体的气压是否充足，可能导致医用气体供给不足和使用不便的技术问题。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种医用气体监测报警方法和系统，能够解决相关技术中可能产生的医用气体供给不足，和使用不便的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种医用气体监测报警方法,包括：

在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个医用气体管路内的第二气体流量数据；

根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息。

根据本发明的第二方面，提供一种医用气体监测报警系统，包括：

第一获取模块，用于在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

第二获取模块，用于获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个医用气体管路内的第二气体流量数据；

医用气体流量函数模块，用于根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

医用气体理论流量数据模块，用于根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

流量需求匹配度评分模块，用于根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

第一判断模块，用于确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

储气设备的气压充足性评分模块，用于如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

警报模块，用于如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息。

根据本发明的第三方面，提供一种医用气体监测报警设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述医用气体监测报警方法。

根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述医用气体监测报警方法。

技术效果：根据本发明，可基于医用气体管路内的气体流量数据和医用气体的储气设备内的气体压力数据，确定医用气体的需求，从而确定医用气体的流量是否能够匹配医用气体的需求，并可基于气体压力数据确定储气设备的气压是否充足，从而准确判断医用气体供给是否充足，从而在气体供给不足时及时生成气体监测警报消息，及时补充医用气体，提升使用便利性。在确定医用气体流量函数时，可基于医用气体管路的历史开度数据与第二气体流量数据正相关，但并非简单的线性关系的规律，准确设置第一待拟合系数的位置，从而提升拟合的准确性，提升医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系的准确性。在确定医用气体流量匹配评分时，可从当前监测周期内医用气体的总量与预期的匹配度，和单个时刻的医用气体的流量与预期的匹配度两方面来求解医用气体流量匹配评分，且通过匹配度的最小值来表示实际气体流量与使用者预期的最大的偏差程度，从而反映各个医用气体管路的实际气体流量与使用者预期的整体匹配度，提升医用气体流量匹配评分的准确性和客观性。在确定医用气体流量变化匹配评分时，可通过各个医用气体管路在各个时刻的实际变化率与预期的流量变化率之间的匹配度的最小值来确定医用气体流量变化匹配评分，且在求解时考虑气体流量发生变化所需的时间，从而提升医用气体流量变化匹配评分的准确性，且使得医用气体流量变化匹配评分能够准确反映医用气体管路实际的流量变化率与使用者对于医用气体流量变化率的预期的整体匹配度。在确定压力流量函数时，可考虑测试气体压力数据以及医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据对于测试气体流量数据的影响设置第二待拟合方程，在求解后，可使得压力流量函数能够准确且客观地描述测试气体压力数据与测试气体流量数据之间的关系。在确定气压充足性评分时，可通过理论上的医用气体流量数据与预期的医用气体流量数据之间的比值来描述储气设备能够为各个医用气体管路提供的医用气体流量与使用者对医用气体流量的预期的匹配度，并利用匹配度的最小值作为储气设备的气压充足性评分，从而可准确地描述储气设备内的气体压力的整体充足性，以及储气设备能否为所有医用气体管路提供充足的医用气体流量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例；

图1示例性地示出根据本发明实施例的医用气体监测报警方法的流程示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的医用气体监测报警系统的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的医用气体监测报警方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

步骤S102，获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个气体管路内的第二气体流量数据；

步骤S103，根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

步骤S104，根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

步骤S105，根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

步骤S106，确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

步骤S107，如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

步骤S108，如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息。

根据本发明的实施例的医用气体监测报警方法，可基于医用气体管路内的气体流量数据和医用气体的储气设备内的气体压力数据，确定医用气体的需求，从而确定医用气体的流量是否能够匹配医用气体的需求，并可基于气体压力数据确定储气设备的气压是否充足，从而准确判断医用气体供给是否充足，从而在气体供给不足时及时生成气体监测警报消息，及时补充医用气体，提升使用便利性。

根据本发明的一个实施例，医用气体监测报警方法可通过医用气体监测报警装置执行，医用气体报警装置主要由监视报警器、多种传感器（例如，气体压力传感器、流量传感器等）和控制器组成。监视报警器包括电源模块、液晶数字显示模块、报警器及外壳组成，参数传感器包括气体压力传感器、流量计、氧气浓度分析仪等。控制器可对医疗机构得供气系统的医用氧气、医用真空、医疗空气等气体压力、流量等进行监测和报警，对医用氧气的浓度、实时流量和累计流量等数据进行监测。电源模块可包括100V-220V，50Hz的交流电源，气压监控点数为6个，可监测6储气设备的气体压力数据。可通过开关量信号控制监视报警器，输出气体监测警报消息。传感器、控制器与液晶数字显示模块等组件之间的通信通过RS-485总线及Modbus协议进行通信。并且，控制器支持自定义气压单位、自定义传感器压力量程及自由选择气体标识，支持历史记录查询，支持传感器在线状态检测，液晶数字显示模块支持集成流量计显示（瞬时流量和累计流量），支持屏幕亮度调节，报警器支持声光报警，且支持蜂鸣器声量调节。

根据本发明的一个实施例，医用储气设备可包括能够监测内部气体压力数据的储气罐，可将医用气体提供给多个医用气体管路，并由医生或患者等人员使用。

根据本发明的一个实施例，在步骤S101中，可将监测周期的时长设置为10分钟，监测周期中相邻时刻之间的时间间隔为1分钟、30秒、10秒等，本发明对监测周期的时长以及相邻时刻之间的时间间隔不做限制。可在当前监测周期的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据。

根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，可获取历史监测周期中多个时刻的每个气体管路的第二气体流量数据，以及每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据，以用于参照。

根据本发明的一个实施例，在步骤S103中，可基于历史监测周期中获得的历史开度数据和第二气体流量数据，来确定管路的开度与气体流量数据之间的关系，获得医用气体流量函数。

根据本发明的一个实施例，根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，包括：根据公式（1）获得第i个医用气体管路的医用气体流量函数的第一待拟合方程，

（1）

其中，为第i个医用气体管路在历史监测周期中第j个时刻的第二气体流量数据，为第i个医用气体管路在历史监测周期中第j个时刻的历史开度数据，、和为第i个医用气体管路的第一待拟合方程的第一待拟合系数；根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，对所述第一待拟合系数进行求解，获得各个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值；根据各个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值，以及各个医用气体管路的第一待拟合方程，获得各个医用气体管路的医用气体流量函数。

根据本发明的一个实施例，在公式（1）中，医用气体管路的历史开度数据与第二气体流量数据正相关，但并非简单的线性关系，因此，为了提升拟合的准确性，可在历史开度数据的指数位置和系数位置分别设置第一待拟合系数，并设置第一待拟合系数作为残差项，获得第i个医用气体管路的医用气体流量函数的第一待拟合方程。类似地，可利用公式（1）获得每个医用气体管路的医用气体流量函数的第一待拟合方程。

根据本发明的一个实施例，可利用每个医用气体管路的历史开度数据和第二气体流量数据，对每个医用气体流量函数的第一待拟合方程进行拟合求解，获得每个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值，从而可将每个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值代入每个医用其他管路的第一待拟合方程，得到每个医用气体管路的医用气体流量函数，从而可描述每个医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系。

通过这种方式，可基于医用气体管路的历史开度数据与第二气体流量数据正相关，但并非简单的线性关系的规律，准确设置第一待拟合系数的位置，从而提升拟合的准确性，提升医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系的准确性。

根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，如上所述，每个医用气体管路的医用气体流量函数可用于描述每个医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系。在示例中，所述历史监测周期可以是储气设备内医用气体充足时的监测周期，例如，储气设备刚添加完医用气体时的监测周期内，在这种情况下，每个医用气体管路的医用气体流量函数可用于描述在医用气体供应充足的情况下，每个医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系。在这种情况下，将当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据代入所述医用气体流量函数，可获得在医用气体供应充足的情况下，医用气体管路的开度等于所述开度数据时，医用气体管路中的医用气体流量数据，即，医用气体理论流量数据。

根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，医用气体管路的开度数据为医用气体的使用者调节的数据，可在一定程度上反应使用者对于医用气体的使用需求，例如，在开度数据较大时，使用者对于医用气体的使用需求较大，使用者对于医用气体的流量数据的预期也较高，可通过以上医用气体理论流量数据来表示使用者对于医用气体的流量数据的预期，而如果气体供应不充足，则医用气体管路内的实际的气体流量数据（即，第一气体流量数据）则会与医用气体理论流量数据存在一定偏差，偏差越大，则医用气体理论流量数据与使用者的预期越不匹配，可通过所述流量需求匹配度评分来描述第一气体流量数据与使用者的预期是否匹配。

根据本发明的一个实施例，根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分，包括：对所述各个时刻的医用气体理论流量数据进行拟合，获得理论流量函数；对所述第一气体流量数据进行拟合，获得实际流量函数；对所述理论流量函数进行求导，获得理论流量导函数；根据所述理论流量导函数，获得各个时刻的理论流量变化率；对所述实际流量函数进行求导，获得实际流量导函数；根据所述实际流量导函数，获得各个时刻的实际流量变化率；根据所述理论流量函数和所述实际流量函数，确定医用气体流量匹配评分；根据所述理论流量变化率和所述实际流量变化率，确定医用气体流量变化匹配评分；根据所述医用气体流量匹配评分和所述医用气体流量变化匹配评分，确定流量需求匹配度评分。

根据本发明的一个实施例，理论流量函数可表示医用气体理论流量数据与时刻之间的关系，用于表示医用气体理论流量数据随时间的变化，实际流量函数可表示第一气体流量数据与时刻之间的关系，用于表示第一气体流量数据随时间的变化。对理论流量函数进行求导，获得理论流量导函数，进而将各个时刻代入理论流量导函数，可获得各个时刻的理论流量变化率，类似地，对实际流量函数进行求导，获得实际流量导函数，并将各个时刻代入实际流量导函数，可获得各个时刻的实际流量变化率。

根据本发明的一个实施例，根据所述理论流量函数和所述实际流量函数，确定医用气体流量匹配评分，包括：根据公式（2），确定医用气体流量匹配评分，

（2）

其中，为第i个医用气体管路的实际流量函数，为第i个医用气体管路的理论流量函数，为当前监测周期中的第1个时刻，为当前监测周期中的最后一个时刻，N为当前监测周期中的时刻数量，，n为医用气体管路的数量，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j个时刻的医用气体理论流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+1个时刻的医用气体理论流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+1个时刻的第一气体流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+2个时刻的第一气体流量数据，min为取最小值函数，max为取最大值函数，if为条件函数，i≤n，j≤N-1，且i，j，n和N均为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（2）中，表示在当前监测周期内，第i个医用气体管路流过的医用气体的总量，表示在当前监测周期内，第i个医用气体管路理论上流过的医用气体的总量，可用于表示使用者对于医用气体总量的预期，二者之比可表示第i个医用气体管路实际流过的医用气体的总量与使用者对于医用气体总量的预期的匹配度，该匹配度越大，则表示第i个医用气体管路实际流过的医用气体的总量越符合预期，表示各个医用气体管路实际流过的医用气体的总量与使用者对于医用气体总量的预期的匹配度的最小值，可用于表示对于医用气体的总量的预期的匹配度最低的情况，通过该最小值计算的医用气体流量匹配评分可便于监测者了解医用气体管路实际流过的医用气体的总量与使用者对于医用气体总量的预期的最大偏差程度。

根据本发明的一个实施例，另一方面，条件函数的函数值在满足条件的情况下为，在不满足条件的情况下为。该条件函数可表示，如果第j+1个时刻的医用气体理论流量数据相对于第j个时刻的医用气体理论流量数据发生改变，即，使用者调节了医用气体管路的开度数据，且对于医用气体流量的预期发生变化，则可判断调节开度数据后，实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据是否匹配，并且，在调节开度数据后，实际的医用气体流量的变化可能需要一定的时间，因此，例如，可给予一个相邻时刻的时间间隔作为气体流量变化的时间，即，将第第j+2个时刻的第一气体流量数据作为气体流量变化后的气体流量数据，并将第j+2个时刻的第一气体流量数据与第j+1个时刻的医用气体理论流量数据之间的比值作为实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据的匹配度的待选值，如果使用者调节医用气体管路的开度数据的时刻并非发生在第j+1个时刻，而是发生在第j个时刻和第j+1个时刻之间，也会造成第j+1个时刻的医用气体理论流量数据相对于第j个时刻的医用气体理论流量数据发生改变，并且，在调节开度数据的时刻至第j+1个时刻的时间段中，医用气体流量已经变化完成，则可直接将第j+1个时刻的第一气体流量数据与第j+1个时刻的医用气体理论流量数据之间的比值作为实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据的匹配度的待选值，可选取上述两个待选值中的最大值，作为医用气体流量的预期发生变化的情况下，实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据的匹配度，从而在考虑气体流量发生变化所需的时间的情况下，获得更准确的匹配度。如果医用气体流量的预期未发生变化，则直接将第j+1个时刻的第一气体流量数据与第j+1个时刻的医用气体理论流量数据之间的比值作为实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据的匹配度。进一步地，可选取各个医用气体管路在各个时刻的实际的第一气体流量数据与预期的医用气体理论流量数据的匹配度的最小值，来表示单个时刻的实际的医用气体流量与医用气体流量的预期值的匹配度最低的情况，通过该最小值计算的医用气体流量匹配评分可便于监测者了解医用气体管路实际的流量数据与使用者对于医用气体流量的预期的最大偏差程度。

根据本发明的一个实施例，将上述两项相乘，可获得医用气体流量匹配评分，可用于表示医用气体管路的实际气体流量与使用者预期的最大的偏差程度，或最小的匹配度，从而便于监测者了解医用气体管路供应流量低于预期的程度，从而可在医用气体供应不足时及时发出警报。而如果医用气体流量匹配评分较高，则表示医用气体管路的实际气体流量与使用者预期的整体匹配度较高，医用气体供应整体充足。

通过这种方式，可从当前监测周期内医用气体的总量与预期的匹配度，和单个时刻的医用气体的流量与预期的匹配度两方面来求解医用气体流量匹配评分，且通过匹配度的最小值来表示实际气体流量与使用者预期的最大的偏差程度，从而反映各个医用气体管路的实际气体流量与使用者预期的整体匹配度，提升医用气体流量匹配评分的准确性和客观性。

根据本发明的一个实施例，根据所述理论流量变化率和所述实际流量变化率，确定医用气体流量变化匹配评分，包括：根据公式（3），确定医用气体流量变化匹配评分，

（3）

其中，为第i个医用气体管路的实际流量函数，为第i个医用气体管路的理论流量函数，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j个时刻的理论流量变化率，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的时刻t的实际流量变化率，为当前监测周期中的第j个时刻，为当前监测周期中的第j+1个时刻，，n为医用气体管路的数量，N为当前监测周期中的时刻数量，min为取最小值函数，max为取最大值函数，if为条件函数，i≤n，j≤N-1，且i，j，n和N均为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（3）中，条件函数的函数值在满足条件的情况下为，否则为1。如上所述，如果使用者调节了医用气体管路的开度数据后，实际的医用气体流量的变化可能需要一定的时间，因此，如果某个时刻的理论流量变化率不为零，则表示使用者在该时刻调节了医用气体管路的开度数据，但医用气体管路实际流量的变化可能与该时刻存在一定的时间差，因此，可选取该时刻与下一个时刻之间的时间段内医用气体管路实际流量的最大变化率，即，实际流量变化率在该时刻与下一个时刻之间的最大值，作为医用气体管路响应于使用者调节医用气体管路的开度数据而发生变化的实际变化率，可作为使用者调节医用气体管路的开度数据的预期的流量变化率，二者之比即为上述实际变化率与预期的流量变化率之间的匹配度，从而在考虑气体流量发生变化所需的时间的情况下，获得更准确的匹配度。另一方面，如果使用者在该时刻未调节医用气体管路的开度数据，则，在这种情况下，可直接将条件函数的值设置为1。进一步地，可取各个医用气体管路在各个时刻的实际变化率与预期的流量变化率之间的匹配度的最小值，表示单个时刻的实际的医用气体流量变化率与医用气体流量变化率的预期值的匹配度最低的情况，该最小值可作为医用气体流量变化匹配评分，可便于监测者了解医用气体管路实际的流量变化率与使用者对于医用气体流量变化率的预期的最大偏差程度。

通过这种方式，可通过各个医用气体管路在各个时刻的实际变化率与预期的流量变化率之间的匹配度的最小值来确定医用气体流量变化匹配评分，且在求解时考虑气体流量发生变化所需的时间，从而提升医用气体流量变化匹配评分的准确性，且使得医用气体流量变化匹配评分能够准确反映医用气体管路实际的流量变化率与使用者对于医用气体流量变化率的预期的整体匹配度。

根据本发明的一个实施例，在获得医用气体流量匹配评分和医用气体流量变化匹配评分后，可将医用气体流量匹配评分和医用气体流量变化匹配评分加权求和，获得流量需求匹配度评分。从而准确描述医用气体管路内的医用气体的实际流量与使用者对于流量的预期的整体匹配度。

根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，可判断流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值，如果流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则表明医用气体管路内的医用气体的实际流量与使用者对于流量的预期差距较大。

根据本发明的一个实施例，在步骤S107中，如果医用气体管路内的医用气体的实际流量与使用者对于流量的预期差距较大，可进一步确定储气设备的气压充足性评分，从而确定储气设备的气压是否充足，以及医用气体的供应是否充足。

根据本发明的一个实施例，如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分，包括：在测试过程中，确定在开度数据为1的情况下，医用气体的储气设备内的测试气体压力数据与各个医用气体管路内的测试气体流量数据之间的压力流量函数；根据所述压力流量函数、所述医用气体的储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分。

根据本发明的一个实施例，测试过程可以是医用气体管路安装调试阶段的某个时间段的过程，在该测试过程中，可将各个医用气体管路的开度数据调节为1，即，保持100%的开度，并确定医用气体的储气设备内的测试气体压力数据与各个医用气体管路内的测试气体流量数据之间的关系，即，压力流量函数。

根据本发明的一个实施例，在测试过程中，确定在开度数据为1的情况下，医用气体的储气设备内的测试气体压力数据与各个医用气体管路内的测试气体流量数据之间的压力流量函数，包括：根据公式（4），获得第i个医用气体管路的压力流量函数的第二待拟合方程，

（4）

其中，为第i个医用气体管路在第k个测试时刻的测试气体流量数据，为第k个测试时刻的测试气体压力数据，为第i个医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据，、和为第i个医用气体管路的第二待拟合方程的第二待拟合系数；根据医用气体的储气设备内的测试气体压力数据、各个医用气体管路内的测试气体流量数据以及各个医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据，对第二待拟合系数进行求解，获得各个医用气体管路的第二待拟合系数的求解值；根据各个医用气体管路的第二待拟合系数的求解值，以及各个医用气体管路的第二待拟合方程，获得各个医用气体管路的压力流量函数。

根据本发明的一个实施例，在公式（4）中，测试气体流量数据除了与测试气体压力数据正相关外，还与医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据存在相关关系，医用气体管路的输出端与储气设备的距离越大，则医用气体在管路中输送时的能量损耗越多，流速降低幅度也越多，从而导致流量越小，因此，测试气体流量数据与医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据反相关，且测试气体流量数据与该距离数据并非简单的反比关系，因此，可通过第二待拟合系数设置距离数据的指数，进而获得第二待拟合方程。进一步地，可基于医用气体的储气设备内的测试气体压力数据、各个医用气体管路内的测试气体流量数据以及各个医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据，对各个医用气体管路的压力流量函数的第二待拟合方程中的第二待拟合系数进行求解，得到各个医用气体管路的第二待拟合系数的求解值，并将第二待拟合系数的求解值代入各个医用气体管路的压力流量函数的第二待拟合方程，获得各个医用气体管路的压力流量函数。

通过这种方式，可考虑测试气体压力数据以及医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据对于测试气体流量数据的影响设置第二待拟合方程，在求解后，可使得压力流量函数能够准确且客观地描述测试气体压力数据与测试气体流量数据之间的关系。

根据本发明的一个实施例，根据所述压力流量函数、所述医用气体的储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分，包括：根据公式（5），确定储气设备的气压充足性评分，

（5）

其中，为储气设备在当前监测周期中的最后一个时刻的气体压力数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的最后一个时刻的第一气体流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中第j个时刻的开度数据，为的求解值，为的求解值，为的求解值，N为当前监测周期中的时刻数量，min为取最小值函数，i≤n，且i，n和N均为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（5）中，在储气设备在当前监测周期中的最后一个时刻的气体压力数据的作用下，如果将第i个医用气体管路的开度数据调节为1，则其理论上的流量数据即为，而则可表示使用者如果将i个医用气体管路的开度数据调节为1，则使用者预期的流量数据，二者之比即为理论上的流量数据与预期的流量数据的匹配度，如果该匹配度较低，则表示医用气体的储气设备内的气体压力不足，无法提供符合预期的医用气体流量。进一步地，可取各个医用气体管路对应的上述匹配度的最小值，作为储气设备的气压充足性评分，从而可客观地描述医用气体的储气设备内的气体压力的整体充足性，即，能否为所有医用气体管路提供充足的医用气体流量。

通过这种方式，可通过理论上的医用气体流量数据与预期的医用气体流量数据之间的比值来描述储气设备能够为各个医用气体管路提供的医用气体流量与使用者对医用气体流量的预期的匹配度，并利用匹配度的最小值作为储气设备的气压充足性评分，从而可准确地描述储气设备内的气体压力的整体充足性，以及储气设备能否为所有医用气体管路提供充足的医用气体流量。

根据本发明的一个实施例，在步骤S108中，如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则表明储气设备内的气体压力不足，需要补充医用气体，提升气体压力，从而能够为各个医用气体管路提供充足的气体流量。

根据本发明的实施例的医用气体监测报警方法，可基于医用气体管路内的气体流量数据和医用气体的储气设备内的气体压力数据，确定医用气体的需求，从而确定医用气体的流量是否能够匹配医用气体的需求，并可基于气体压力数据确定储气设备的气压是否充足，从而准确判断医用气体供给是否充足，从而在气体供给不足时及时生成气体监测警报消息，及时补充医用气体，提升使用便利性。在确定医用气体流量函数时，可基于医用气体管路的历史开度数据与第二气体流量数据正相关，但并非简单的线性关系的规律，准确设置第一待拟合系数的位置，从而提升拟合的准确性，提升医用气体管路的开度数据与气体流量数据之间的关系的准确性。在确定医用气体流量匹配评分时，可从当前监测周期内医用气体的总量与预期的匹配度，和单个时刻的医用气体的流量与预期的匹配度两方面来求解医用气体流量匹配评分，且通过匹配度的最小值来表示实际气体流量与使用者预期的最大的偏差程度，从而反映各个医用气体管路的实际气体流量与使用者预期的整体匹配度，提升医用气体流量匹配评分的准确性和客观性。在确定医用气体流量变化匹配评分时，可通过各个医用气体管路在各个时刻的实际变化率与预期的流量变化率之间的匹配度的最小值来确定医用气体流量变化匹配评分，且在求解时考虑气体流量发生变化所需的时间，从而提升医用气体流量变化匹配评分的准确性，且使得医用气体流量变化匹配评分能够准确反映医用气体管路实际的流量变化率与使用者对于医用气体流量变化率的预期的整体匹配度。在确定压力流量函数时，可考虑测试气体压力数据以及医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据对于测试气体流量数据的影响设置第二待拟合方程，在求解后，可使得压力流量函数能够准确且客观地描述测试气体压力数据与测试气体流量数据之间的关系。在确定气压充足性评分时，可通过理论上的医用气体流量数据与预期的医用气体流量数据之间的比值来描述储气设备能够为各个医用气体管路提供的医用气体流量与使用者对医用气体流量的预期的匹配度，并利用匹配度的最小值作为储气设备的气压充足性评分，从而可准确地描述储气设备内的气体压力的整体充足性，以及储气设备能否为所有医用气体管路提供充足的医用气体流量。

图2示例性地示出根据本发明实施例的医用气体监测报警系统的框图，所述系统包括：

第一获取模块，用于在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

第二获取模块，用于获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个医用气体管路内的第二气体流量数据；

医用气体流量函数模块，用于根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

医用气体理论流量数据模块，用于根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

流量需求匹配度评分模块，用于根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

第一判断模块，用于确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

储气设备的气压充足性评分模块，用于如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

警报模块，用于如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息。

根据本发明的一个实施例，提供一种医用气体监测报警设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述医用气体监测报警方法。

根据本发明的一个实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述医用气体监测报警方法。

本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种医用气体监测报警方法，其特征在于，包括：

在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个医用气体管路内的第二气体流量数据；

根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息；

根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分，包括：

对所述各个时刻的医用气体理论流量数据进行拟合，获得理论流量函数；

对所述第一气体流量数据进行拟合，获得实际流量函数；

对所述理论流量函数进行求导，获得理论流量导函数；

根据所述理论流量导函数，获得各个时刻的理论流量变化率；

对所述实际流量函数进行求导，获得实际流量导函数；

根据所述实际流量导函数，获得各个时刻的实际流量变化率；

根据所述理论流量函数和所述实际流量函数，确定医用气体流量匹配评分；

根据所述理论流量变化率和所述实际流量变化率，确定医用气体流量变化匹配评分；

根据所述医用气体流量匹配评分和所述医用气体流量变化匹配评分，确定流量需求匹配度评分。

2.根据权利要求1所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，包括：

根据公式

获得第i个医用气体管路的医用气体流量函数的第一待拟合方程，其中，为第i个医用气体管路在历史监测周期中第j个时刻的第二气体流量数据，为第i个医用气体管路在历史监测周期中第j个时刻的历史开度数据，、和为第i个医用气体管路的第一待拟合方程的第一待拟合系数；

根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，对所述第一待拟合系数进行求解，获得各个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值；

根据各个医用气体管路的第一待拟合系数的求解值，以及各个医用气体管路的第一待拟合方程，获得各个医用气体管路的医用气体流量函数。

3.根据权利要求1所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，根据所述理论流量函数和所述实际流量函数，确定医用气体流量匹配评分，包括：

根据公式

确定医用气体流量匹配评分，其中，为第i个医用气体管路的实际流量函数，为第i个医用气体管路的理论流量函数，为当前监测周期中的第1个时刻，为当前监测周期中的最后一个时刻，N为当前监测周期中的时刻数量，，n为医用气体管路的数量，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j个时刻的医用气体理论流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+1个时刻的医用气体理论流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+1个时刻的第一气体流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j+2个时刻的第一气体流量数据，min为取最小值函数，max为取最大值函数，if为条件函数，i≤n，j≤N-1，且i，j，n和N均为正整数。

4.根据权利要求1所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，根据所述理论流量变化率和所述实际流量变化率，确定医用气体流量变化匹配评分，包括：

根据公式

确定医用气体流量变化匹配评分，其中，为第i个医用气体管路的实际流量函数，为第i个医用气体管路的理论流量函数，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的第j个时刻的理论流量变化率，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的时刻t的实际流量变化率，为当前监测周期中的第j个时刻，为当前监测周期中的第j+1个时刻，，n为医用气体管路的数量，N为当前监测周期中的时刻数量，min为取最小值函数，max为取最大值函数，if为条件函数，i≤n，j≤N-1，且i，j，n和N均为正整数。

5.根据权利要求1所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分，包括：

在测试过程中，确定在开度数据为1的情况下，医用气体的储气设备内的测试气体压力数据与各个医用气体管路内的测试气体流量数据之间的压力流量函数；

根据所述压力流量函数、所述医用气体的储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分。

6.根据权利要求5所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，在测试过程中，确定在开度数据为1的情况下，医用气体的储气设备内的测试气体压力数据与各个医用气体管路内的测试气体流量数据之间的压力流量函数，包括：

根据公式

获得第i个医用气体管路的压力流量函数的第二待拟合方程，其中，为第i个医用气体管路在第k个测试时刻的测试气体流量数据，为第k个测试时刻的测试气体压力数据，为第i个医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据，、和为第i个医用气体管路的第二待拟合方程的第二待拟合系数；

根据医用气体的储气设备内的测试气体压力数据、各个医用气体管路内的测试气体流量数据以及各个医用气体管路的输出端与储气设备的距离数据，对第二待拟合系数进行求解，获得各个医用气体管路的第二待拟合系数的求解值；

根据各个医用气体管路的第二待拟合系数的求解值，以及各个医用气体管路的第二待拟合方程，获得各个医用气体管路的压力流量函数。

7.根据权利要求6所述的医用气体监测报警方法，其特征在于，根据所述压力流量函数、所述医用气体的储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分，包括：

根据公式

确定储气设备的气压充足性评分，其中，为储气设备在当前监测周期中的最后一个时刻的气体压力数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中的最后一个时刻的第一气体流量数据，为第i个医用气体管路在当前监测周期中第j个时刻的开度数据，为的求解值，为的求解值，为的求解值，N为当前监测周期中的时刻数量，min为取最小值函数，i≤n，且i，n和N均为正整数。

8.一种用于执行如权利要求1-7中任一项所述的方法的医用气体监测报警系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在当前监测周期中的多个时刻，获取医用气体的储气设备内的气体压力数据，以及多个医用气体管路内的第一气体流量数据；

第二获取模块，用于获取历史监测周期中的多个时刻，每个医用气体管路的调节阀的历史开度数据以及每个医用气体管路内的第二气体流量数据；

医用气体流量函数模块，用于根据所述历史开度数据和所述第二气体流量数据，获得每个医用气体管路的医用气体流量函数，其中，所述医用气体流量函数用于表示每个医用气体管路的开度数据与医用气体管路中的气体流量数据之间的关系；

医用气体理论流量数据模块，用于根据所述医用气体流量函数，以及当前监测周期中多个时刻的医用气体管路的开度数据，确定各个医用气体管路在当前监测周期中各个时刻的医用气体理论流量数据；

流量需求匹配度评分模块，用于根据各个时刻的医用气体理论流量数据，以及第一气体流量数据，确定流量需求匹配度评分；

第一判断模块，用于确定流量需求匹配度评分是否低于或等于预设的第一评分阈值；

储气设备的气压充足性评分模块，用于如果所述流量需求匹配度评分低于或等于预设的第一评分阈值，则根据所述储气设备内的气体压力数据、开度数据和所述第一气体流量数据，确定储气设备的气压充足性评分；

警报模块，用于如果储气设备的气压充足性评分低于或等于预设的第二评分阈值，则生成气体监测警报消息。

9.一种医用气体监测报警设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。