彭云濤 武 超 張 浩 黨 皞 許越鑫

中建三局集團有限公司工程總承包公司 湖北 武漢 430064

近年來，建筑信息模型（BIM）技術(shù)在建筑信息化輔助設(shè)計領(lǐng)域應用越來越廣泛，在醫(yī)療領(lǐng)域建設(shè)中，BIM技術(shù)已廣泛應用在醫(yī)院建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工階段，應用相對成熟且經(jīng)濟效益明顯，但在日常管理階段往往因周期長，涉及參與方更為復雜，需處理的數(shù)據(jù)量大而煩瑣等原因，當前仍處于探索階段，尚未形成完整成熟的全生命周期管理，BIM技術(shù)的應用價值仍有待進一步研究挖掘。

而“平疫結(jié)合”醫(yī)院相較于傳統(tǒng)醫(yī)院，在醫(yī)院建筑設(shè)計上需充分滿足醫(yī)院防疫應急需求及長遠發(fā)展需要，統(tǒng)籌兼顧“疫時”“平時”2種管理模式，疫時需承擔重大疫情集中救治任務，以接診能力和避免院感為重點管控需求，避免醫(yī)院發(fā)生感染等安全事件；平時則作為普通醫(yī)院綜合運營，需要符合高效集約、綠色節(jié)能的運營管理目標。此外，如何做到平疫模式的高效、智能、精準轉(zhuǎn)換，也是“平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)的一大需求[1]。

本文以武漢航天城同濟醫(yī)院項目為例，結(jié)合該“平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)運營中的需求及難點，利用BIM技術(shù)的數(shù)字化、空間化、可視化、模擬性、共享性等特點，探索基于BIM技術(shù)的綜合指揮調(diào)度平臺在“平疫結(jié)合”醫(yī)院中的應用場景。

1 項目概況

武漢航天城同濟醫(yī)院（籌）建設(shè)項目勘察設(shè)計施工總承包工程為新建的一所“平疫結(jié)合”的三甲綜合醫(yī)院，位于武漢市新洲區(qū)龍王咀農(nóng)場一分場東側(cè)，場地條件惡劣?？偨ㄖ娣e為207 678.05 m2，地上建筑面積130 519.45 m2，地下建筑面積77 158.6 m2，設(shè)計床位1 000張，建成后將是抗擊疫情的中流砥柱，并且為武漢雙柳地區(qū)十萬企業(yè)職工、居民提供優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務，并輻射鄂東地區(qū)，打造區(qū)域醫(yī)療示范中心。

2 “平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)需求及難點

2020年年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情對全國、全世界都造成巨大沖擊，雖然我國疫情控制情況較好，但在世界范圍內(nèi)疫情還遠遠沒有結(jié)束，中國也進入疫情常態(tài)化防控階段。經(jīng)此一役，再次暴露出國內(nèi)當前傳染病院床位數(shù)不夠、傳染病患者后期并發(fā)癥多樣性的綜合診療無法滿足、平疫轉(zhuǎn)換無法快速實現(xiàn)等問題。面對大規(guī)模傳染病暴發(fā)現(xiàn)狀，醫(yī)療建筑行業(yè)如何才能未雨綢繆地建設(shè)同時滿足平時智能管理需求，疫時快速應急、院感管理、風險管控等需求，且能實現(xiàn)“平疫結(jié)合”高效快速轉(zhuǎn)換的綜合醫(yī)院，去適應未來發(fā)展，更好地應對未來的各種未知挑戰(zhàn)是當前醫(yī)療建筑中亟待解決的問題。

2.1 醫(yī)院疫時與平時的需求和差異

1）在疫時管理模式下，醫(yī)院將承擔重大疫情集中救治任務，一是建筑設(shè)計需完全符合現(xiàn)行國家標準GB 50849—2014《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》、GB/T 35428—2017《醫(yī)院負壓隔離病房環(huán)境控制要求》等的規(guī)定。二是需嚴格按照醫(yī)療流程要求，做好潔污分流、醫(yī)患分流等規(guī)劃，合理劃分“三區(qū)兩通道”，統(tǒng)一組織人流、物流流線等。三是需實現(xiàn)對醫(yī)院整體態(tài)勢監(jiān)測、院內(nèi)感染風險控制、協(xié)助領(lǐng)導決策指揮調(diào)控，在實施救治救助的同時強化風險防控，保障院內(nèi)安全。

2）在平時管理模式下，醫(yī)院作為普通綜合醫(yī)院運營，一是建筑設(shè)計需符合現(xiàn)行國家標準GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》等規(guī)定。二是需滿足綜合醫(yī)院結(jié)構(gòu)、消防、環(huán)保、節(jié)能等方面的規(guī)范、標準和建設(shè)要求等，完全符合醫(yī)療工藝和醫(yī)療流線要求，滿足平時醫(yī)療服務要求。三是實現(xiàn)日常對醫(yī)院整體運行態(tài)勢監(jiān)測、集約化統(tǒng)籌監(jiān)管、智能運維管理服務等，強化醫(yī)院日常監(jiān)管能力，減免“醫(yī)鬧”、偷盜等事件，保障醫(yī)院安全、提升醫(yī)院管理效率和患者服務滿意度、降低醫(yī)院運作成本等。

2.2 醫(yī)院平疫轉(zhuǎn)換的難點分析

1）快速。在重大疫情面前，時間就是生命，面對平疫不同的管控標準和要求，怎樣快速使醫(yī)院從平時運行模式轉(zhuǎn)換到疫時模式，使醫(yī)院管控滿足疫時收治環(huán)境標準要求，完成疫病接診救治準備，是醫(yī)院承擔疫情救治工作的前提。

2）智能。在平疫快速轉(zhuǎn)換過程中，單靠人工難以達到高效的轉(zhuǎn)換結(jié)果，需充分利用信息化、智能化的手段進行智能轉(zhuǎn)換及智能監(jiān)控，實現(xiàn)醫(yī)院各區(qū)域轉(zhuǎn)換進程、轉(zhuǎn)換結(jié)果實時可視。

3）精準。醫(yī)院平疫轉(zhuǎn)換過程除了快速和智能外，另一個重難點就是精準，只有精準地進行監(jiān)控以及轉(zhuǎn)換，才能充分保障院內(nèi)院感安全，避免疫病在院內(nèi)傳染，保障醫(yī)護患等的生命健康安全。

3 綜合指揮調(diào)度平臺架構(gòu)思路

隨著BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息化技術(shù)的發(fā)展、成熟與應用，以武漢航天城同濟醫(yī)院項目的“平疫結(jié)合”建設(shè)需求為導向，以“平疫結(jié)合”應用服務場景為核心，研究構(gòu)建基于BIM的醫(yī)院“平疫結(jié)合”綜合指揮調(diào)度平臺，可促進醫(yī)院內(nèi)部高度集成、融合互聯(lián)、可視可控，實現(xiàn)醫(yī)院在疫時高效率、高安全地進行全院防控，平時能高效、節(jié)能、安全地進行運營管理，平疫轉(zhuǎn)換時能快速、智能、精準進行。本項目的綜合智慧調(diào)度平臺架構(gòu)如圖1所示。

圖1 綜合指揮調(diào)度平臺系統(tǒng)框架

1）醫(yī)院智能化建設(shè)：厘清醫(yī)院當前信息化、智能化建設(shè)現(xiàn)狀，可對醫(yī)院已建智能設(shè)備、應用系統(tǒng)進行統(tǒng)一標準化對接管理，通過將完成標準化的智慧醫(yī)院設(shè)備和應用系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)多樣化數(shù)據(jù)對接、集成數(shù)據(jù)展現(xiàn)等，為醫(yī)院“平疫結(jié)合”綜合管控、應用服務等提供支撐。

2）基于BIM的綜合指揮調(diào)度平臺：平臺以標準集成、可視可控為建設(shè)重點，通過統(tǒng)一連接醫(yī)院全院智能設(shè)備、系統(tǒng)，實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，并基于BIM技術(shù)實現(xiàn)所有設(shè)備通過綜合指揮調(diào)度平臺可以看得到、控得住。

3）平臺應用服務：以綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)字大屏為主體，聯(lián)合后臺監(jiān)測控制、區(qū)域綜合監(jiān)控、移動指揮調(diào)度等多終端應用系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)醫(yī)院疫時、平時等多種管理模式統(tǒng)一管控，突發(fā)疫情時快速實現(xiàn)平疫“一鍵切換”。

4 平臺應用服務

平臺通過對接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和業(yè)務應用系統(tǒng)的監(jiān)測、操作等數(shù)據(jù)進行綜合集成，匯聚醫(yī)院院感數(shù)據(jù)、危險隱患、應急資源、視頻監(jiān)控等應急基礎(chǔ)和專題信息，明晰醫(yī)院運行管理整體態(tài)勢。并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合智能算法，根據(jù)不同特征、不同事件類型影響人數(shù)、資金支持、物資儲備，監(jiān)控風險因素的變動趨勢，通過構(gòu)建的評價指標體系進行分析處理，依據(jù)數(shù)據(jù)分析方法構(gòu)建預警模型，評價各種風險狀態(tài)偏離預警線的強弱程度，向醫(yī)院決策層和各級管理人員發(fā)出預警信號并提前采取預控對策，加速現(xiàn)場應急指揮效率。并基于醫(yī)院不同層級、不同角色的應用需求，開發(fā)綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)、后臺監(jiān)測控制系統(tǒng)、區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)、移動指揮調(diào)度系統(tǒng)等多終端應用系統(tǒng)，實現(xiàn)全員聯(lián)動、分工協(xié)作的指揮調(diào)度。

4.1 綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)

綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)作為醫(yī)院指揮調(diào)度中心，可對全院或分區(qū)域進行綜合監(jiān)控，并基于BIM技術(shù)模型實現(xiàn)可視化、精準監(jiān)管。

4.1.1 綜合監(jiān)控管理服務

1）基于BIM的空間管理。利用BIM技術(shù)模型，對醫(yī)院整體建筑及空間進行整體、局部瀏覽，各區(qū)域位置快速定位，并對區(qū)域中交互設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)管查詢。

2）醫(yī)院分區(qū)管控。可進行院區(qū)、樓棟、樓層、房間等分區(qū)分層管理，基于BIM模型實現(xiàn)全區(qū)域、全方位監(jiān)管。

3）院感安全整體管控。包括人員院感，環(huán)境院感，供水、排水院感，污物院感風險等各類管控，并通過建立院感風險指數(shù)，依據(jù)風險指數(shù)高低，從整體到局部，對風險區(qū)域或風險事件進行快速識別、分類分級管理，為綜合指揮調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4）接診效率及能力管理。包括收治患者管理、醫(yī)療資源管控等，根據(jù)收治患者人數(shù)及特征，分析預測所需醫(yī)療資源，建立醫(yī)療資源需求指數(shù)模型，并對超標需求指數(shù)進行預警預報，對相關(guān)醫(yī)療資源進行及時補給。

5）事件預警監(jiān)控。對全院綜合運行狀態(tài)進行監(jiān)測預警，并對預警事件處理情況進行全面監(jiān)管。

4.1.2 平疫“一鍵切換”服務

1）“一鍵切換”管理。通過“平疫切換”按鈕開啟平疫切換操作，平臺監(jiān)管的各類智能設(shè)備、系統(tǒng)等將依據(jù)預設(shè)的平時、疫時不同管理要求進行智能轉(zhuǎn)換。

2）平疫轉(zhuǎn)換過程管理。通過綜合指揮調(diào)度數(shù)字大屏，可遠程分區(qū)、分類實時查看轉(zhuǎn)換進程及轉(zhuǎn)換結(jié)果，對轉(zhuǎn)換超時或異常區(qū)域再進行實地核查，有助于人力資源的指揮調(diào)度，實現(xiàn)快速、高效、智能的轉(zhuǎn)換管控。

4.2 后臺監(jiān)測控制系統(tǒng)

后臺監(jiān)測控制系統(tǒng)作為中央聯(lián)動調(diào)控中心，可對全院智能設(shè)備及系統(tǒng)進行總體監(jiān)測、聯(lián)動調(diào)控。

4.2.1 BIM模型應用服務

1）BIM模型構(gòu)建與展示管理。采用專業(yè)化Revit軟件搭建醫(yī)院BIM模型，通過Unity3D引擎對BIM模型進行輕量化處理，根據(jù)不同分類篩選器選擇、拼接、展示平臺上不同視口的模型，創(chuàng)建組合獨立的分區(qū)模型[2]。

2）BIM模型與平臺掛接管理。在綜合指揮調(diào)度平臺上，將不同分區(qū)模型中的設(shè)備或設(shè)施構(gòu)件，根據(jù)設(shè)備設(shè)施技術(shù)參數(shù)及產(chǎn)品說明進行掛接，基于BIM模型，可明晰各區(qū)域中所管控的所有智能設(shè)備、綜合管線等，進行可視化、全時段監(jiān)管調(diào)控。

4.2.2 后臺綜合管控服務

1）設(shè)備監(jiān)測管理。對全院設(shè)備進行分區(qū)、分類、分組等設(shè)備監(jiān)測管理，基于BIM模型實現(xiàn)電子地圖可視化監(jiān)測，實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，查看設(shè)備運行狀態(tài)。

2）設(shè)備體系化管控。依據(jù)設(shè)備類別，如凈水設(shè)備、冷源機群、衛(wèi)生系統(tǒng)等，對同類設(shè)備進行分層、分級、體系化統(tǒng)籌管控，實現(xiàn)業(yè)務與設(shè)備聯(lián)合管控。

3）能耗監(jiān)測管理。醫(yī)院BIM能耗管理可實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的可視化，根據(jù)醫(yī)院需求可按樓宇、樓層、科室等進行自動分析獲取各類能源數(shù)據(jù)，通過對各科室、樓層和全院的能耗情況進行周、月、年統(tǒng)計以及橫向、縱向?qū)Ρ?，為醫(yī)院成本核算、領(lǐng)導決策提供依據(jù)。

4）運行分析管理。通過對醫(yī)院整體運行態(tài)勢、特征、相關(guān)性、影響度等進行數(shù)據(jù)的智能分析，可明晰不同監(jiān)管對象的特征、影響度以及不同監(jiān)管對象彼此間的相關(guān)性等，根據(jù)分析結(jié)果，可強化對醫(yī)院重點環(huán)節(jié)、關(guān)鍵影響因素的管控，為領(lǐng)導決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3 區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)

區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為區(qū)域服務終端，以區(qū)域數(shù)字中小屏（簡稱“區(qū)域屏”）為載體進行信息展示及管控。

1）區(qū)域環(huán)境監(jiān)測?；趨^(qū)域屏，可實時展示本區(qū)域環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括溫濕度、飄浮顆粒物濃度、噪聲等。

2）區(qū)域環(huán)境調(diào)控。可通過“掃碼鑒權(quán)”方式進行權(quán)限識別，有權(quán)限管理員可對本區(qū)域相關(guān)設(shè)備設(shè)施進行在線調(diào)控，如空調(diào)、燈光照明設(shè)備等。

3）異常預警警報。當本區(qū)域發(fā)生異常事件時，可通過區(qū)域屏聲、光、信息展播等多種方式進行警報提醒，從而有助于現(xiàn)場人員管理、人員疏散等管理服務。

4）區(qū)域?qū)Ш?。區(qū)域屏可提供當前位置定位信息，以及院內(nèi)導航信息咨詢查看，可為到院人員提供指引服務。

5 結(jié)語

平臺通過融合BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，打通各類智能設(shè)備、各類專業(yè)子系統(tǒng)，使醫(yī)院全院及各區(qū)域綜合管控可視、可控，實現(xiàn)全區(qū)域全天時全系統(tǒng)實時監(jiān)控、全員聯(lián)動分工協(xié)作的指揮調(diào)度、全自動全智能實時一鍵切換、全要素全時段高智商能源管理等應用服務，保障了“平疫結(jié)合”醫(yī)院運行管控的安全、綠色、高效。