張 敬， 楊華榮， 張 浩， 聶晨晰

(中建三局集團(tuán)有限公司，武漢 430064)

0 前言

近年來，國家在科技戰(zhàn)略和建設(shè)落地等不同層面都對醫(yī)院的智慧化建設(shè)做出了相應(yīng)的規(guī)劃與布局?！度珖残l(wèi)生信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》中也將信息平臺等新興技術(shù)建設(shè)和應(yīng)用列為建設(shè)醫(yī)院信息化業(yè)務(wù)的一級指標(biāo)。目前我國對智慧醫(yī)院的界定范圍主要分為三大領(lǐng)域：一是面向醫(yī)務(wù)人員的“智慧醫(yī)療”，以電子病歷為核心的信息化建設(shè)；二是面向患者的“智慧服務(wù)”(如手機(jī)支付、預(yù)約掛號、預(yù)約診療、信息提醒等)；三是面向醫(yī)院的“智慧管理”，用于醫(yī)院的精細(xì)化、信息化管理。

針對“智慧管理”，借助BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，建筑設(shè)備管理、安全管理、物業(yè)管理、醫(yī)療業(yè)務(wù)等應(yīng)用系統(tǒng)能夠集成在統(tǒng)一的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺和醫(yī)院的BIM模型界面上。在醫(yī)院的指揮中心打造數(shù)據(jù)可視化的管理平臺，充分利用和管理各類信息，能夠直觀了解醫(yī)院的運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)醫(yī)院的可視化、精細(xì)化和智慧化管理。

1 醫(yī)院運(yùn)維現(xiàn)狀

目前大多數(shù)醫(yī)院都是規(guī)模龐大、功能多樣的建筑群，醫(yī)院的診療體系及運(yùn)維承載著龐大的人流、物流和信息流等，涉及安全、能源、建筑設(shè)備、物業(yè)等眾多專業(yè)。傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)無法滿足醫(yī)院運(yùn)維的發(fā)展需求，沒有信息技術(shù)作為支撐的現(xiàn)代醫(yī)院在運(yùn)營和運(yùn)維中面臨著眾多難以克服的困難。

(1)信息孤島：醫(yī)院智能化各子系統(tǒng)及HIS系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，各類設(shè)備、資產(chǎn)信息分散；運(yùn)維主要依靠工作人員的經(jīng)驗，數(shù)據(jù)既不直觀也易丟失，且工作效率低。(2)系統(tǒng)復(fù)雜：醫(yī)院機(jī)電與醫(yī)療系統(tǒng)繁多、設(shè)備種類復(fù)雜，各系統(tǒng)和設(shè)備均需長期運(yùn)行，缺乏良好的維保、巡檢，導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)。(3)能源浪費(fèi)：在醫(yī)院的整個建筑生命周期內(nèi)，能耗成本在總成本中的占比超50%，在滿足能源供應(yīng)的前提下，能耗管理是醫(yī)院運(yùn)維的重點(diǎn)工作之一。(4)平疫結(jié)合: 在新冠疫情的影響下，對醫(yī)院的平疫結(jié)合提出了更高的要求，不僅是對醫(yī)院空間資源靈活配置的要求，同時也需對機(jī)電等相關(guān)系統(tǒng)平疫模式的切換進(jìn)行有效監(jiān)控。(5)安全隱患：醫(yī)院規(guī)模龐大、人員流動頻繁，加上物業(yè)大量不易監(jiān)管的外包人員，安全隱患往往不能及時被發(fā)現(xiàn)。(6)多院區(qū)協(xié)同管理：越來越多的醫(yī)院建設(shè)分院區(qū)，如何進(jìn)行多院區(qū)高效協(xié)同管理也是面臨的新挑戰(zhàn)。

2 整體解決方案

2.1 項目概述

該醫(yī)院總建筑面積20余萬m2，為新冠疫情爆發(fā)后新建的“平疫結(jié)合”三甲醫(yī)院，床位包括傳染病床位和普通病床位。院區(qū)包括門診樓、醫(yī)技樓、住院樓、行政樓、感染樓5個單體建筑，其中門診樓一層的指揮中心是醫(yī)院統(tǒng)籌指揮、調(diào)度和管理的中樞。

2.2 平臺特點(diǎn)

作為醫(yī)院智慧管理的“大腦”，可視化運(yùn)維管理平臺對接幾乎所有的機(jī)電設(shè)備、智能化及醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)，且需要7×24 h不間斷運(yùn)行，因此平臺需要具備開放性、穩(wěn)定性、安全性、可擴(kuò)展性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

相較于傳統(tǒng)的智能化方案和運(yùn)維模式，平臺具有一些突出的優(yōu)勢，主要包括(1)立體監(jiān)測：全方位監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和周邊環(huán)境因素；(2)多級報警：根據(jù)故障級別和人員權(quán)限進(jìn)行多級報警；(3)可視故障：重點(diǎn)部位實時監(jiān)拍，三維可視化快速定位故障；(4)靈活管理：手機(jī)、電腦等終端靈活管理；(5)多維感知：基于算法與數(shù)據(jù)分析，多維預(yù)測設(shè)備安全趨勢；(6)高效監(jiān)控：響應(yīng)時間秒級；(7)資料管理：運(yùn)維資料等實時查詢、管理。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

可視化運(yùn)維管理平臺的設(shè)計以“分散控制、集中管理”為指導(dǎo)思想，基于醫(yī)院BIM模型，運(yùn)用大數(shù)據(jù)計算、二維碼、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，對醫(yī)院進(jìn)行全時段立體式監(jiān)測、可視化信息展示，實現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)之間信息共享、快速響應(yīng)與聯(lián)動控制，提供給醫(yī)院管理者直觀、高效、智慧的數(shù)字化管理工具。

2.4 平臺建設(shè)內(nèi)容

智慧醫(yī)院可視化運(yùn)維管理平臺(圖1)的建設(shè)內(nèi)容主要包括建筑三維可視化、設(shè)備智能化監(jiān)測、業(yè)務(wù)流程信息化幾個模塊。針對醫(yī)院的使用和運(yùn)維需求，結(jié)合其智能化方案、管理組織架構(gòu)等，對智能化、機(jī)電和醫(yī)療等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。

(1)建筑三維可視化模塊，包括整體建筑可視化、重點(diǎn)機(jī)房可視化等。(2)設(shè)備智能化監(jiān)測模塊，包括生活熱水系統(tǒng)監(jiān)測、給排水系統(tǒng)監(jiān)測、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、變配電系統(tǒng)監(jiān)測、智能照明系統(tǒng)監(jiān)測、門禁系統(tǒng)監(jiān)測、視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測、污水處理系統(tǒng)監(jiān)測、醫(yī)用氣體系統(tǒng)監(jiān)測、醫(yī)用物流系統(tǒng)監(jiān)測、醫(yī)院HIS系統(tǒng)監(jiān)測等。(3)業(yè)務(wù)流程信息化模塊，包括一站式服務(wù)平臺、建筑設(shè)備管理、物料管理、維修管理、巡檢管理、保養(yǎng)管理、應(yīng)急指揮管理等。

2.5 BIM模型

醫(yī)院運(yùn)維階段應(yīng)用的BIM模型(圖2)應(yīng)能夠準(zhǔn)確、直觀的反映現(xiàn)場狀況，包含完整的信息數(shù)據(jù)庫，如建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等各專業(yè)信息、構(gòu)件和材料設(shè)備信息、相關(guān)標(biāo)注等。需注意的是，從施工階段到運(yùn)維階段，BIM模型需經(jīng)過輕量化、幾何轉(zhuǎn)換等處理過程。

圖2 醫(yī)院BIM竣工模型示意圖

2.6 數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換是可視化運(yùn)維管理平臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，主要包括該平臺系統(tǒng)與智能化、機(jī)電、醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)交換穩(wěn)定運(yùn)行的前提是必須確保各系統(tǒng)、平臺數(shù)據(jù)安全，尤其是避免影響醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性和穩(wěn)定性。實施數(shù)據(jù)交換前，各方服務(wù)商需就接口協(xié)議和數(shù)據(jù)使用范圍進(jìn)行密切溝通。

數(shù)據(jù)交換的方式主要有三種，第一種直接通過末端傳感器采集數(shù)據(jù)，適用于簡單功能的實現(xiàn)，如環(huán)境監(jiān)測。第二種是通過與各子系統(tǒng)對接獲取數(shù)據(jù)，適用于較為復(fù)雜的功能，尤其需要現(xiàn)場執(zhí)行單元的功能，如FAS系統(tǒng)、BA系統(tǒng)等。第三種對于在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過改、擴(kuò)建打造醫(yī)院智慧管理的項目，或者自身無法提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的系統(tǒng)和設(shè)備，則需要和供貨商協(xié)調(diào)，明確數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸程序，可采取中間數(shù)據(jù)庫的形式。

3 重點(diǎn)應(yīng)用功能

3.1 一站式服務(wù)平臺

可視化運(yùn)維管理平臺一站式服務(wù)體現(xiàn)在運(yùn)維工作采用接單、分類、派單和回訪全過程閉環(huán)管理模式(圖3)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)模式，支持用戶隨時隨地查詢和處理；服務(wù)器采用Linux系統(tǒng)，平臺采用MySQL數(shù)據(jù)庫，同時支持SQL server、Oracle等主流服務(wù)器。

圖3 一站式服務(wù)平臺示意圖

位于指揮中心的大屏幕顯示系統(tǒng)是集所有信息接收、顯示以及工作人員操控于一體的多媒體互動系統(tǒng)。該平臺支持系統(tǒng)實時監(jiān)控、日志監(jiān)控、用戶權(quán)限管理、部門組織架構(gòu)管理、信息推送和系統(tǒng)參數(shù)配置等。

3.2 醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)監(jiān)測

通常接入可視化運(yùn)維管理平臺的醫(yī)院醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括HIS系統(tǒng)、醫(yī)用氣體系統(tǒng)、醫(yī)院物流傳輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。通過與醫(yī)院上述系統(tǒng)對接，在平臺上以圖表、報表等形式進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，使數(shù)據(jù)更加直觀、生動。主要包括以下幾個方面：(1)快速直觀了解醫(yī)院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如年門診量、當(dāng)日門診量、手術(shù)量、床位占比等；(2)直觀了解醫(yī)院內(nèi)各樓棟、樓層的功能分布，各層房間的功能分布；(3)能夠獲取每個診室值班醫(yī)師信息，已就診及待就診人數(shù)，當(dāng)前就診患者和待就診患者的基本信息、預(yù)計就診時間等。(4)能夠精確查詢各科室住院人員詳細(xì)信息、出入院數(shù)據(jù)、藥品使用情況等；(5)實時動態(tài)監(jiān)測醫(yī)用氣體、污水處理的流量及流速、壓力等數(shù)據(jù)。

3.3 建筑設(shè)備管理

該平臺助力醫(yī)院建筑設(shè)備運(yùn)維管理模式的改革，實現(xiàn)對醫(yī)院空調(diào)、給排水、信息機(jī)房、電力、環(huán)境監(jiān)測、電梯等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時統(tǒng)一的監(jiān)控和預(yù)警。

通過BA系統(tǒng)、設(shè)備、儀表等與平臺進(jìn)行對接，在醫(yī)院BIM模型中添加展示設(shè)備、儀表，可實時獲取設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用終端設(shè)備和二維碼、RFID技術(shù)及時準(zhǔn)確定位、檢修故障設(shè)備，可實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備和管道上的閥門、監(jiān)測儀表等設(shè)備的3D可視化，提高設(shè)備管理的精度和效率。對綁定在BIM模型中的建筑設(shè)備，編制設(shè)備管理臺賬(包括設(shè)備說明書、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等)，可實現(xiàn)快速定位、詳情查詢、維保計劃、漫游巡檢等功能，提高運(yùn)維效率的同時降低維護(hù)成本。

3.4 能耗管理

醫(yī)院不僅是能耗大戶，能源形式也是各式多樣?？梢暬\(yùn)維管理平臺能夠獲取各類傳感器、智能儀表采集到的能耗數(shù)據(jù)，分科室、分樓層、分區(qū)域、分時段對能耗進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，也可以與歷史數(shù)據(jù)作能耗分析對比，分析節(jié)能空間。通過數(shù)據(jù)分析能耗是否異常，不僅可以協(xié)助工作人員處理人為浪費(fèi)和跑冒滴漏等問題，同時能耗異常報警還能夠觸發(fā)設(shè)備的運(yùn)維系統(tǒng)，引發(fā)報修，形成自動化管理機(jī)制。

此外，長期積累和記錄的能耗數(shù)據(jù)還可以作為醫(yī)院考核各科室和各部門的能耗KPI依據(jù)，逐漸形成一種積極、健康的能耗管理模式。

3.5 智能化平疫結(jié)合監(jiān)測

受新冠疫情影響，平疫結(jié)合成為當(dāng)前新建醫(yī)院建設(shè)中的重要一環(huán)。國家衛(wèi)健委印發(fā)的《綜合醫(yī)院“平疫結(jié)合”可轉(zhuǎn)換病區(qū)建筑技術(shù)導(dǎo)則(2020年版)》第2.4條也做出了明確要求。

由于平疫結(jié)合涉及醫(yī)院空間管理、以及空調(diào)、醫(yī)用氣體、安防等眾多子系統(tǒng)，因此設(shè)置該系統(tǒng)支持醫(yī)院平疫模式切換監(jiān)控(圖4)，可實現(xiàn)一鍵切換，實時監(jiān)控各子系統(tǒng)的切換狀態(tài)，是否達(dá)到疫情模式的要求等。

圖4 醫(yī)院平疫結(jié)合切換看板示意圖

3.6 安全管理

醫(yī)院具有許多安防子系統(tǒng)，比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等。通過將安防子系統(tǒng)與BIM模型綁定，可實現(xiàn)如下功能。

(1)在平臺中可遠(yuǎn)程查看監(jiān)控攝像機(jī)的實時畫面，并支持多路同時查看。(2)實時顯示門禁狀態(tài)，記錄刷卡信息，便于后期查詢。(3)在醫(yī)院BIM模型中顯示所有緊急報警按鈕和火災(zāi)探測器的位置。發(fā)生火災(zāi)時，能夠聯(lián)動附近的攝像機(jī)，顯示火情的實時畫面，自動定位火災(zāi)位置，并與周邊門禁等系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，達(dá)到報警聯(lián)動的功能；同時三維可視化顯示逃生通道，指揮人員正確疏散，最大程度降低火災(zāi)造成的人員財產(chǎn)損失。(4)醫(yī)院管理者可制定應(yīng)急預(yù)案，并錄入到系統(tǒng)平臺，在發(fā)生緊急事件時平臺將自動提示預(yù)案，并在第一時間發(fā)出警報、啟用預(yù)案、通知管理者進(jìn)行處理；此外，平臺還具備指揮調(diào)度功能，指揮中心可通過語音、信息等方式聯(lián)系協(xié)調(diào)相關(guān)單位或部門對突發(fā)事件進(jìn)行處置。

3.7 多院區(qū)協(xié)同管理

在醫(yī)院各院區(qū)三維BIM模型的基礎(chǔ)上，同時借助GIS地理信息技術(shù)，通過BIM+GIS的集成和交互，能夠直觀了解當(dāng)前醫(yī)院與其他各院區(qū)的位置關(guān)系、各院區(qū)的基本信息等，實現(xiàn)醫(yī)院各院區(qū)之間的資源信息共享，為醫(yī)院多院區(qū)協(xié)同管理提供高效、便捷的方法。

4 平臺開發(fā)注意事項

在醫(yī)院可視化運(yùn)維管理平臺開發(fā)與實施落地的過程中，參與各方應(yīng)理清各自職責(zé)，在重要環(huán)節(jié)密切配合，確保開發(fā)與建設(shè)成果符合使用要求。

(1)需求確認(rèn)：建設(shè)單位明確的需求是開發(fā)平臺的關(guān)鍵，具體涉及指揮中心的建設(shè)方案、駕駛艙的界面及風(fēng)格、系統(tǒng)對接界面等。(2)信息核對：現(xiàn)場圖紙與BIM模型信息需反復(fù)核對，實現(xiàn)BIM模型的準(zhǔn)確應(yīng)用。(3)信息處理：盡早開始醫(yī)院設(shè)備廠家等資料的收集和整理，建立健全完整的工作流程和制度。(4)BIM模型：需對BIM模型進(jìn)行輕量化處理，根據(jù)運(yùn)維需要導(dǎo)入?yún)?shù)，實現(xiàn)BIM模型“減負(fù)”，使模型優(yōu)化到電腦或手機(jī)等終端可以輕松調(diào)用的程度。

5 結(jié)束語