楊光明， 閆 豪

(中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，西安 710018)

0 引言

某公共衛(wèi)生中心(臨時(shí)應(yīng)急醫(yī)院)是抗擊新冠肺炎疫情初期在極短的時(shí)間里設(shè)計(jì)并建設(shè)完成的傳染病類型公共衛(wèi)生建設(shè)項(xiàng)目。作為全程參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的設(shè)計(jì)人員，筆者對(duì)于項(xiàng)目特點(diǎn)及建設(shè)過(guò)程中遇到的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題有著較為深刻的體會(huì)。因此，特別以該項(xiàng)目為例，就傳染病類型臨時(shí)應(yīng)急醫(yī)院中的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，并對(duì)智能化系統(tǒng)與技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目建筑主體是采用集裝箱箱房拼裝組合而成的單層建筑。按照傳染疾病醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)，采用三區(qū)兩通道設(shè)計(jì)，即清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)和醫(yī)護(hù)通道與病員通道。該項(xiàng)目建筑面積2.7萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)有9個(gè)病區(qū)及ICU病區(qū)(共計(jì)475個(gè)住院床位)、醫(yī)技樓(手術(shù)室、門診、檢驗(yàn)、化驗(yàn)、影像檢查等科室)、后勤保障、物資庫(kù)、醫(yī)護(hù)人員公寓等。智能化系統(tǒng)對(duì)于保障醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行、醫(yī)療救治工作順利開展等起著至關(guān)重要的作用。圖1所示為項(xiàng)目總體布置平面及智能化系統(tǒng)主干路由示意圖。

圖1 總體布置平面及智能化系統(tǒng)主干路由示意圖

作為傳染病類型的臨時(shí)應(yīng)急醫(yī)院項(xiàng)目建設(shè)，以快速、高效、實(shí)用、易實(shí)施為基本原則，筆者所在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)確定本工程智能化系統(tǒng)主要包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁管理及控制系統(tǒng)、病房醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、院區(qū)出入口車輛管理系統(tǒng)、病區(qū)差壓檢測(cè)系統(tǒng)。下文將就這些子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線系統(tǒng)

信息中心設(shè)在院區(qū)清潔區(qū)最南端一層。整個(gè)綜合布線系統(tǒng)結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行布線設(shè)計(jì)及施工。

本工程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)(內(nèi)網(wǎng))、社會(huì)公共網(wǎng)(外網(wǎng))、智能化設(shè)備專網(wǎng)三個(gè)物理上完全隔離的信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。另外在ICU病區(qū)、公共走廊等區(qū)域設(shè)有內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的Wi-Fi接入，滿足移動(dòng)設(shè)備對(duì)信息化系統(tǒng)的接入需求。其中，內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)均采用雙核心雙鏈路以及接入層與核心層的兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，保證醫(yī)院所依賴的網(wǎng)絡(luò)信息化系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行；其主干光纜均采用萬(wàn)兆光纖傳輸，外網(wǎng)接入采用光纖由城市通訊網(wǎng)絡(luò)引來(lái)，并經(jīng)院區(qū)內(nèi)獨(dú)立設(shè)置的電信接入機(jī)房后，引至本項(xiàng)目的信息中心機(jī)房。接入層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)柜配出的水平網(wǎng)絡(luò)通訊線路采用六類四對(duì)八芯線穿管或在弱電線槽內(nèi)敷設(shè)，水平子系統(tǒng)采用六類線路，用戶端口100M/10M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，為醫(yī)院的門診、住院、ICU、手術(shù)室、治療、辦公等活動(dòng)提供方便、暢通的信息保障。圖2所示為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)拓?fù)鋱D。

圖2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)拓?fù)鋱D

ICU病區(qū)共設(shè)有34個(gè)患者床位和1個(gè)護(hù)士站，并單獨(dú)設(shè)有一個(gè)接入交換機(jī)，采用萬(wàn)兆光纖與院區(qū)信息中心機(jī)房直接連接，負(fù)責(zé)本病區(qū)所有醫(yī)生、護(hù)士辦公及患者監(jiān)護(hù)所需的信息接入。整個(gè)ICU病區(qū)采用基于內(nèi)網(wǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋，方便未來(lái)增加診療設(shè)備或監(jiān)護(hù)設(shè)備時(shí)所需信息系統(tǒng)服務(wù)的接入需求，其中，護(hù)士站內(nèi)設(shè)有10個(gè)內(nèi)網(wǎng)信息點(diǎn)和5個(gè)語(yǔ)音點(diǎn)；每一個(gè)患者床位設(shè)有4個(gè)內(nèi)網(wǎng)信息點(diǎn)。

此外，醫(yī)生辦公室、護(hù)士辦公室、診室、登記室、血庫(kù)均按照醫(yī)院的需求留有數(shù)量不等的內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)信息點(diǎn)，并有一定量的富余作為備用。病房?jī)?nèi)每一個(gè)床位留有一個(gè)內(nèi)網(wǎng)信息點(diǎn)和一個(gè)語(yǔ)音點(diǎn)。影像中心、醫(yī)技設(shè)備控制室、手術(shù)室網(wǎng)絡(luò)布線均采用1 000M 光纖到桌面。接診大廳等公共區(qū)域預(yù)留有一定數(shù)量的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)出線口，作為醫(yī)療信息查詢自助終端機(jī)使用。

3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中心機(jī)房設(shè)在院區(qū)內(nèi)2#辦公樓一層，智能化設(shè)備專網(wǎng)核心交換設(shè)備及存儲(chǔ)設(shè)備均設(shè)于安防監(jiān)控中心。智能化設(shè)備專網(wǎng)采用雙核心雙鏈路、萬(wàn)兆光纖傳輸，擁有接入層與核心層的兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持包括視頻監(jiān)控、門禁管理、停車場(chǎng)管理等各系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)安防監(jiān)控系統(tǒng)傳輸，保證所有安防監(jiān)控系統(tǒng)高效運(yùn)行。結(jié)合攝像機(jī)、門禁主機(jī)、車輛出入口管理主機(jī)等末端設(shè)備具體設(shè)計(jì)進(jìn)行布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工時(shí)，末端布線采用六類線路，攝像機(jī)采用POE供電。

安防監(jiān)控中心設(shè)有網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、總控制臺(tái)、大屏幕顯示、打印機(jī)、UPS電源系統(tǒng)等。其中，核心交換機(jī)、流媒體服務(wù)器、視頻解碼器、視頻安防監(jiān)控軟件、網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)服務(wù)器及操控服務(wù)器均安裝在網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)；視頻監(jiān)控操作、門禁管理控制、車輛出入口管理控制鍵盤均安裝在總控臺(tái)上；大屏幕顯示采用15臺(tái)46″液晶屏拼接?？偪嘏_(tái)完成對(duì)攝像機(jī)控制及視頻存儲(chǔ)、顯示切換，同時(shí)結(jié)合門禁管理系統(tǒng)、車輛出入口管理系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件的動(dòng)態(tài)捕捉功能、異常行為報(bào)警功能、虛擬周界防范設(shè)定功能等，構(gòu)成一個(gè)完整的安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

此外，在總體上主要出入口、道路、周界圍墻、患者外走廊、重要設(shè)備機(jī)房、門診出入口、病區(qū)出入口設(shè)有視頻監(jiān)控槍式攝像機(jī)；在醫(yī)護(hù)清潔走廊、醫(yī)護(hù)半污染走廊、患者外走廊、血庫(kù)、檔案室等處設(shè)有視頻監(jiān)控半球攝像機(jī)；結(jié)合醫(yī)院護(hù)理工作的需要，ICU 病區(qū)內(nèi)每一個(gè)患者床位設(shè)有監(jiān)護(hù)用半球攝像機(jī)，并根據(jù)授權(quán)進(jìn)行醫(yī)護(hù)管理和安防管理；結(jié)合醫(yī)院管理工作的需要，手術(shù)室內(nèi)設(shè)有全景攝像機(jī)和術(shù)野攝像機(jī)，并根據(jù)授權(quán)進(jìn)行醫(yī)護(hù)管理和安防管理。

4 門禁管理及控制系統(tǒng)

門禁管理及安防報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)及總控設(shè)備安裝在2#辦公樓一層安防中心，通過(guò)門禁管理實(shí)現(xiàn)清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)的有效控制。安防中心總控臺(tái)設(shè)置有系統(tǒng)管理主機(jī)、顯示器、報(bào)警接口器、操作控制盤及UPS電源，完成對(duì)所有門禁控制器的聯(lián)網(wǎng)控制。門禁現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配有門禁控制器、非接觸式讀卡器、電磁鎖、開關(guān)等。通過(guò)設(shè)置的智能化專網(wǎng)將每一個(gè)門禁控制器的控制信號(hào)及狀態(tài)信號(hào)上傳到安防中心的系統(tǒng)管理主機(jī)，實(shí)現(xiàn)管理主機(jī)對(duì)每一個(gè)終端門禁的監(jiān)視管理，同時(shí)每一個(gè)終端門禁控制器接收授權(quán)IC卡的指令信息，并將IC卡的進(jìn)入信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸總線傳送到監(jiān)控中心，進(jìn)行儲(chǔ)存、記錄。

由院區(qū)進(jìn)入門診區(qū)、病區(qū)、手術(shù)室、影像檢查的所有大門均設(shè)有門禁控制器；醫(yī)護(hù)清潔走廊中相鄰兩個(gè)病區(qū)之間的通道門設(shè)有門禁控制器；病房通往患者走廊(半污染區(qū))的房間門均設(shè)有門禁控制器；醫(yī)護(hù)走廊(清潔區(qū))進(jìn)入醫(yī)護(hù)走廊(半污染區(qū))、醫(yī)護(hù)走廊(清潔區(qū))進(jìn)入患者走廊(半污染區(qū))的通道門設(shè)有門禁控制器；ICU病區(qū)、手術(shù)室、檢驗(yàn)科、血庫(kù)、接診區(qū)、門診收費(fèi)、藥房、檔案室、信息中心等處設(shè)有門禁控制器。門禁設(shè)備控制箱應(yīng)安裝在病房、ICU病區(qū)、手術(shù)室區(qū)域以外的清潔走廊、半污染走廊等公共場(chǎng)所，便于日常運(yùn)維及巡檢，保證任何情況下(包括設(shè)備維修等)診療場(chǎng)所的環(huán)境壓力梯度及潔凈度的要求。圖3所示為病房門禁控制器安裝示意圖。

圖3 病房門禁控制器安裝示意圖

5 其他智能化子系統(tǒng)

5.1 病房醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)

病房醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)基于智能化專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)型式，實(shí)現(xiàn)住院病人與護(hù)士站之間的通訊呼叫，減輕醫(yī)護(hù)工作的壓力，同時(shí)提高醫(yī)護(hù)工作的效率及質(zhì)量。

病房對(duì)講門口機(jī)與護(hù)士站管理主機(jī)之間通過(guò)智能化專網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。病房的求助信號(hào)或?qū)χv信號(hào)經(jīng)過(guò)門口機(jī)后，實(shí)現(xiàn)患者與護(hù)士站之間的呼叫通訊；管理主機(jī)根據(jù)醫(yī)院HIS系統(tǒng)信息，進(jìn)行病房定位、語(yǔ)音提示、患者信息顯示、呼叫轉(zhuǎn)移等。

每一個(gè)病區(qū)一套病房醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)，每一套病房醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)配置方案為：醫(yī)護(hù)對(duì)講管理主機(jī)(網(wǎng)絡(luò)型)安裝在病區(qū)護(hù)士站；醫(yī)護(hù)對(duì)講門口機(jī)(網(wǎng)絡(luò)型)安裝在醫(yī)護(hù)走廊內(nèi)病房門口；床頭呼叫分機(jī)安裝在病房床頭治療帶上；求助開關(guān)安裝在病房衛(wèi)生間。

護(hù)士站的醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)管理主機(jī)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)通訊接口，接入醫(yī)院的HIS系統(tǒng)，接收患者的診療信息及其他所有信息。另外管理主機(jī)預(yù)留無(wú)線發(fā)射機(jī)以實(shí)現(xiàn)醫(yī)護(hù)對(duì)講有線與無(wú)線的切換。

5.2 公共廣播系統(tǒng)

公共廣播采用基于智能化專網(wǎng)的兩層系統(tǒng)架構(gòu)。在醫(yī)護(hù)清潔走廊、醫(yī)護(hù)半污染走廊、接診大廳等處設(shè)有揚(yáng)聲器，平時(shí)播放CD、數(shù)字U盤、網(wǎng)絡(luò)音頻、MIC等背景音樂(lè)、廣播業(yè)務(wù)、特定呼叫，在特殊情況下可以強(qiáng)切為緊急廣播或消防廣播。

整個(gè)院區(qū)在2#辦公樓一層安防中心設(shè)有一個(gè)廣播總站，對(duì)全院進(jìn)行統(tǒng)一的廣播播放。廣播總站由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、廣播主機(jī)、前置功放、CD播放器、數(shù)字調(diào)諧器、廣播分區(qū)控制盤、MIC、消防通訊接口等組成。

每一個(gè)病區(qū)(包括ICU病區(qū))設(shè)有一個(gè)廣播分站，設(shè)有分區(qū)功放、編碼控制器、廣播分機(jī)等，可以針對(duì)本病區(qū)進(jìn)行獨(dú)立的業(yè)務(wù)播放；按照病區(qū)劃分揚(yáng)聲器的配線回路，每一個(gè)病區(qū)的醫(yī)護(hù)走廊(半污染區(qū))、清潔走廊劃分為一個(gè)廣播回路，統(tǒng)一接入到本病區(qū)的廣播分站。

5.3 院區(qū)出入口車輛管理系統(tǒng)

整個(gè)院區(qū)設(shè)有四個(gè)車輛出入口，為避免車輛的交叉?zhèn)魅?，不同使用功能的車輛有嚴(yán)格的動(dòng)線管理要求，在安防監(jiān)控中心對(duì)特殊車輛如垃圾清運(yùn)車、救護(hù)車等進(jìn)行越界或越區(qū)域監(jiān)控，不允許在院區(qū)內(nèi)隨意通行。

在每個(gè)車輛出入口設(shè)有一套出入口車輛管理控制機(jī)，四個(gè)車輛管理控制機(jī)與設(shè)在院區(qū)信息中心的車輛管理交換機(jī)、服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)院區(qū)車輛管理系統(tǒng)。出入口車輛管理控制機(jī)將采集到的車輛進(jìn)出信息上傳至設(shè)在院區(qū)信息中心的管理服務(wù)器，對(duì)不同車輛設(shè)定權(quán)限，通過(guò)車輛識(shí)別、車牌識(shí)別，確定并限制其活動(dòng)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)出入口車輛放行管理及車輛違規(guī)報(bào)警或越限報(bào)警。

四個(gè)車輛出入口(圖1)功能劃分為：出入口1為醫(yī)療垃圾及廢棄污物清運(yùn)車輛出入口；出入口2為主出入口，為門診患者車輛、救護(hù)車出入口；出入口3為醫(yī)務(wù)人員及工作人員車輛出入口；出入口4為后勤保障及物資供應(yīng)車輛出入口。

5.4 病區(qū)差壓檢測(cè)系統(tǒng)

應(yīng)急傳染病醫(yī)院空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要，保證醫(yī)院清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)之間一定的壓力梯度是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。對(duì)于傳染病醫(yī)院差壓檢測(cè)與控制有兩種形式的產(chǎn)品支持。

(1)電子式微差壓檢測(cè)表：工作電壓為直流24V，由監(jiān)控主機(jī)集中提供供電電源。檢測(cè)表通過(guò)配套供應(yīng)的壓力采樣管采集高壓區(qū)和低壓區(qū)兩個(gè)空間區(qū)域的壓力信號(hào)，內(nèi)部的差壓變送器將差壓值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)4～20mA或0～10V，同時(shí)電子式微差壓檢測(cè)表本體配有顯示屏直接顯示差壓數(shù)字值。

可將該監(jiān)測(cè)表設(shè)置在病區(qū)醫(yī)護(hù)走廊(半污染區(qū))與病房(污染區(qū))之間、門診醫(yī)護(hù)走廊(清潔區(qū))與ICU病房(污染區(qū))之間、醫(yī)技控制室(清潔區(qū))與檢查室(污染區(qū))、負(fù)壓手術(shù)室內(nèi)外等處，檢測(cè)表檢測(cè)并顯示污染區(qū)與半污染區(qū)、清潔區(qū)與污染區(qū)相鄰區(qū)域之間的差壓值，并將差壓值以標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的形式上傳給就近設(shè)置的數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器通過(guò)總線連接及傳輸方式，將采集到的差壓信號(hào)值上傳至本病區(qū)護(hù)士站的系統(tǒng)管理主機(jī)。在系統(tǒng)管理主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)病區(qū)差壓值的存儲(chǔ)、分析、預(yù)警、超限報(bào)警管理，并生成工作報(bào)表等。圖4所示為病房-醫(yī)護(hù)走廊差壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖。

圖4 病房—醫(yī)護(hù)走廊差壓檢測(cè)系統(tǒng)圖

(2)機(jī)械式差壓檢測(cè)表：利用機(jī)械工作原理實(shí)現(xiàn)差壓值的差壓指示，無(wú)需工作電源。通過(guò)壓力采樣導(dǎo)管采集高壓區(qū)與低壓區(qū)的壓力信號(hào)進(jìn)入檢測(cè)表內(nèi)密閉的差壓膜盒，差壓膜盒根據(jù)不對(duì)稱的壓力值撥動(dòng)分隔差壓膜盒中間的分隔機(jī)械機(jī)構(gòu)，依據(jù)機(jī)械原理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分隔機(jī)構(gòu)與顯示機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)差壓值的指針指示。

作為臨時(shí)應(yīng)急醫(yī)院，由于疫情緊迫，致使項(xiàng)目建設(shè)工期短、產(chǎn)品供貨物流渠道受阻，最后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇了能夠及時(shí)供貨的機(jī)械式差壓檢測(cè)表。雖然能夠?qū)崿F(xiàn)差壓值的準(zhǔn)確檢測(cè)，但是要求運(yùn)維管理人員、醫(yī)護(hù)人員每天定時(shí)巡查檢測(cè)表，并對(duì)差壓檢測(cè)值做好工作記錄。對(duì)于差壓值發(fā)生變化或超限不達(dá)標(biāo)時(shí)，需及時(shí)報(bào)告，并按照預(yù)案對(duì)送排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。

6 結(jié)束語(yǔ)