详解! 智慧医院项目的建设与运维管理

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物联网等新兴技术的不断涌现,新医改政策的逐步深入,使得大力建设智慧医院成为社会各界的共识。梳理智慧医院建设阶段和运维阶段的管理要求,归纳当前国内外智慧医院建设与运维管理所应用的关键技术,为我国智慧医院的研究提供借鉴。

一、智慧医院的定义

目前,关于智慧医院的研究仍处在初始阶段,国际和国内对其还没有一个统一定义。通常认为,智慧医院是智慧医疗的组成部分。其目标定位于借助互联网等先进的关键技术改善疾病的预防、诊断和研究,最终实现医疗生态圈的优化。智慧医院是依靠基于信息通信技术环境,尤其是基于物联网的优化和自动化流程,改善现有病人护理程序并引入新功能的医院。

2016年欧盟发布《智慧医院》报告,指出智慧医院包括八大方面:远程护理系统、网络医疗设备、识别系统、网络设备、移动客户端设备、互联临床信息系统、数据、建筑和设施。但是当前关于智慧医院的研究主要侧重于前面七种,譬如通过掌上客户端、电子病历、导诊机器人等相关信息技术的革新来简化就医流程,达到智慧医院的定位目标。而关于建筑和设施方面相关的研究则较为零散,存在明显的研究空白。与其他公共项目相比,传统医院的建筑和设施建设具有规模大、专业多、技术性强、施工复杂等特点;而基于智能化技术应用的智慧医院,更是对智慧医院的建设和运维管理提出了更高的要求。

二、智慧医院的建设管理

智慧医院建筑不同于一般建筑,其使用部门涉及门诊部、急诊部、住院部、医技科室、后勤保障部门、行政管理部门及院内宿舍楼等生活区等,使得智慧医院建设的规划管理工作需要考虑到各部门间的合理功能布局;由于智慧医院建设要以患者为服务核心的基本属性,因此在设计阶段需要得到对应的体现;技术复杂,工艺性强,特殊功能需求多,施工技术和施工工艺的复杂性,决定了智慧医院在施工阶段克服诸多挑战。因此,从规划设计和施工这两个方面对智慧医院建设管理过程中的具体要求和挑战进行梳理。

(1)规划设计阶段

智慧医院的规划设计和后续的施工阶段要贯穿“完美服务”的概念。尽量从“一站式”服务的需求进行平面的规划设计与空间组合,同时,充分考虑把医务人员、病人、医疗设备、相关信息在有限空间内进行有效组合,从减少就诊所需时间、所需手续,使检查、诊断、咨询及相关治疗在一个相对明确的空间中进行,进而提升智慧医院在运维阶段关于物流、人流、信息流的和谐程度。

规划设计阶段,应该对智慧医院的建设从实用、实际、全面的方面入手,从管线布设到系统集成等做整体的考虑和布局。例如,通过综合管线设计使整个智慧医院机电系统的线槽管道成为有机的整体,充分考虑与水、电、风等工种的配合和交叉,以更好的把握后续施工的时机和关键点。同时,针对智慧医院项目各专业系统之间的复杂界面,需要在规划设计阶段对智能化系统与其它普通专业(如强电、暖通、装饰等)子系统之间的接口技术界面和联动技术界面予以明确,为系统实施和集成创造条件。

(2)施工阶段

作为一个复杂的系统工程,智慧医院的建设在施工阶段往往会面临很高的要求。在设备安装和系统调试方面,智慧医院的建设不同于一般的医院项目,其设备安装工作内容复杂,除了常规的楼宇智能化系统设备、发电机、冷水机组和冷却塔等设备之外,还包括各种类型的高科技医疗设备,对系统安装工作提出了更高的要求,同时也给各设备系统安装完成后的联动调试带来挑战。在施工技术管理方面,智慧医院项目施工过程中工艺复杂,专业性能强,设计班组众多。因此对于施工技术管理方面要求应更加严格。同时,需要在深刻了解施工图纸与合同要求的基础上,加强各机电专业子系统间的协同和耦合。

三、智慧医院的运维管理

智慧医院是所有建筑类型中最复杂的典型,其各项医疗设施、建筑设备与维生管线繁多复杂,且智慧医院的服务对象有行动上的限制,诸多特殊性使智慧医院运维管理的重要性更高、敏感度更高。目前来说,智慧医院建筑运维信息化程度相对较低,水电暖通、安防、消防等不同专业各自开展维护工作,负有建筑管理职责的总务、保卫、基建和物业等单独行动, 加之建筑数据、参数、图纸等各种信息在项目竣工验收移交阶段经常造成信息不准确、信息丢失以及信息未更新等问题,建筑资料较零散而且会有部分缺失现象,没有进行有效的维护。

国家住房和城乡建设部《2016-2020 建筑业信息化发展纲要》中指出“十三五”时期,应全面提高建筑业信息化水平,着力增强建筑信息化、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,推进建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展。智慧医院建筑必将朝向多专业信息科技整合,达到数字化、可视化、智慧化的运维管理效果,以解决如传统设备检修费时与高成本等问题。

四、智慧医院建设与运维管理的关键技术

智慧医院建设运维的关键技术包含BIM技术、云计算、大数据技术、人工智能技术和物联网技术等。

(1) 物联网技术

物联网技术是一个基于互联网等信息承载体,将各种信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、激光扫描器等各种装置与互联网结合起来,让所有能够被独立寻址的普通物理对象之间实现互联互通的巨大网络。物联网与智慧医院建筑之间实现互动,可用于建筑物里人员管理、设备管理、物资管理等方面。例如,北京天坛医院将大部分设备集成到统一的服务平台上统一管理,通过物联网技术对设备和物品进行精确定位和智能监控。马里兰综合医院借助射频识别技术和条形码技术进行材料和设备安装管理。

(2)云计算

基于物联网技术的智慧建筑实时采集由建筑发出的各种信号,这些累积产生的海量数据是复杂多样的,只有经过存储、处理、查询和分析后才能被充分应用,进而提升应用服务的水平和质量,满足用户的各种需求。而如此大的数据量,普通的计算方式根本无法满足需求。云计算中的“云”由数以亿计的计算机、移动终端组成,具有相当大的规模,能提供前所未有的计算能力、存储能力等,可以快速将智能装置采集来的海量数据资源转变为有用的价值信息,从而提供快捷、高效的服务。同时,云计算的计算模式使计算机或者其他设备可以根据需求共享信息和软硬件资源,这种按需提供的特点使得智慧建筑可以轻装上阵,以更经济的方式实现建筑的“智慧化”。

(3)大数据

大数据通常形容的是大量的非结构化和半结构化数据,通过采用大数据技术对这些数据进行采集、发现或分析,进而提取内在的经济价值。对于医院建筑,可以通过大数据获取决策信息,医院地理位置的选取、容量控制、服务类型控制等等。医院内各类建筑,到底有多少需求,放在哪里合适,都可以参照医院就医流程、人员流动规律决定。再比如,医院单体建筑内部大量涉及尺寸、大小、高度、面积,这些都可以利用大数据决策,比如休息室大小、座椅数量、开窗大小、灯光强弱、吸音降噪、电梯运行等等。建筑性能方面,如果有大量的传感器追踪数据,医院建筑外墙的保温、通风、节能这些设计能够有很好的改善。比如,如果能掌握大量已有建筑的能耗和物理量信息,再做好新建筑的感应控制,将极大改善暖通空调的设计。

(4)人工智能

人工智能是多种学科互相渗透的一门综合性学科,包括计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等,主要研究如何构造智能机器或智能系统并使其能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。实践中,已有许多专家系统、决策支持系统应用在建筑行业取得了很好的经济效益和社会效益。2017年12月,国家卫生计生委制定了《医院信息化建设应用技术指引(2017年版)》,其中第148条表明可将人工智能运用于医院智能管理方面,通过智能算法分析,支持医疗资源预测和调度,辅助医院运营管理决策。

(5)BIM

随着BIM技术的逐渐成熟和广泛应用,医疗建筑项目中BIM的应用范围也从最初的设计、施工阶段逐渐扩展到项目全生命周期,对医院建筑施工质量的提高、运维管理的提升都发挥了巨大作用。上海市胸科医院新建科教综合楼项目良好地实现了施工过程的空间和进度可视化展示、竣工阶段的设备管线模型信息完整移交。项目构建了工程3D模型,以数字化、信息化和可视化的方式实现基于 BIM的建设项目管理,提升了项目前期策划、设计管理和施工管理的深度和精度;基于建设阶段的BIM模型运维转换和运维平台开发,提升了医院后勤智能化管理平台。北京天坛医院实现BIM技术中的碰撞检查与管线优化、三维可视化出图、机电系统校核等功能。天坛医院还通过BIM技术进行物业管理维护、建筑监控及应急管理。医院的每一个设备运行不正常或使用年限都能通过BIM模型自动预警提醒,一旦医院发生突发事件也能通过BIM模型实现监控、预警和精确定位。



本文发表于《建筑经济》杂志2018年6期,原题:智慧医院项目的建设与运维管理研究作者:张建忠(上海市卫生基建管理中心)、李永奎(同济大学)、张艳同济大学、曹玲燕同济大学,由“医院基建”编辑整理,转载请注明


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