醫院環境信息模型在疫情防控中的應用研究

賀曉鳴 應嵐 胡震宇 吳龍 許明海 謝杰

摘? 要： 新冠肺炎疫情的爆發對醫院廢水、廢物、廢氣（簡稱“三廢”）的治理技術和管理水平提出了嚴峻挑戰。為做好醫院疫情常態化防控工作，改善醫院“三廢”處理和環境管理效果，通過研究建立了以環境信息模型（EIM）為基礎的“三廢”全過程管理模式，將所有環境污染風險因素進行統一管理。利用物聯網、數據平臺，從模擬分析、風險識別、績效評估等方面進行環境質量控制，做到事前預警，及時管控，有效提升了醫院環境末端的疫情防控能力。

關鍵詞： 醫院; 三廢; 環境信息模型; 疫情防控

中圖分類號：TP3-05，R197.324? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2020）11-16-03

Abstract： The outbreak of COVID-19 has posed severe challenges to the treatment technology and management level of hospital wastewater， waste and waste gas （referred to as "three waste"）. To normalize the hospital epidemic prevention and control work， and improve the effect of the "three waste" treatment and environmental management in hospitals， the management model for whole life cycle of "three waste" based on EIM （environment information model） is established by studying， to unify the management of all environment pollution risk factors. By using the Internet of Things and data platform， environmental quality is controlled from the aspects of simulated analysis， risk identification， performance evaluation， etc.， so as to achieve pre-warning and timely management and control， effectively improving the ability of epidemic prevention and control at the end of the hospital environment.

Key words： hospital; three waste; environment information model; epidemic prevention and control

0 引言

2020年，突如其來的新冠肺炎疫情不僅嚴重威脅著人民的健康與生命，對國內公共衛生領域的傳染病防控機制亦是一次極大的挑戰，醫療機構內部廢水、廢物、廢氣等環境管理屬于傳染病防控的末端，在日常管理中最容易被忽視，極易成為疫情防控的弱點。醫療“三廢”攜帶有大量致病微生物和化學有害物質，傳染病疫情期間必須更加嚴格控制處理和排放流程，否則不僅會造成環境污染，也會對疫情防控造成不可估量的后果。為此，國家相關部門緊急發布了《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療污水和城鎮污水監管工作的通知》、《新型冠狀病毒污染的醫療污水應急處理技術方案（試行）》、《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療廢物環境管理工作的通知》、《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療廢物應急處置管理與技術指南（試行）》和《關于印發醫療機構廢棄物綜合治理工作方案的通知》等指導性文件，為醫院疫情期間的“三廢”處理提供了技術指導。

1 醫院“三廢”處理和環境管理現狀

防疫期間醫療“三廢”管理工作能否按要求落實，不僅需要明確的技術方案指導，還與醫院自身環境管理水平息息相關。目前，在醫療廢氣處理方面，多數醫院僅采取簡易空氣過濾凈化方法，廢氣管理總體水平較為落后;醫療固體廢物多以定點集中處置為主，即委托具備專業資質的單位定期、定點處置，環境風險總體相對可控，主要問題集中于分類收集與監管等方面[1-2];醫院污水一般經預處理后排入市政污水管道，該項目環境風險極高，也成為疫情防控期間環境管理的重點對象。

醫院“三廢”管理工作通常由醫院后勤部門和感染管理部門負責，受建設投入、運維模式、管理水平等多方面影響，長期存在工作具體執行存在交叉、人員技術力量薄弱等問題，直接影響環境管理綜合效果，導致醫院污水消毒達標率普遍較低[3-5]。為了改善醫院“三廢”管理工作效果，配合疫情防控總體工作要求，結合醫院“三廢”管理工作經驗，提出了醫院環境信息模型（Environmental Information Modeling， EIM）管理理念，并在疫情防控期間加以實踐總結。

2 環境信息模型（EIM）的建立

環境信息模型（EIM）是在參考建筑施工管理的建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）管理理論的基礎上提出，將環境污染物按來源、形態、性質不同分類，以管理方式優化為導向，引入全過程管理和多方協同監管模式，統籌解決醫院環境中突出的“三廢”管理問題。環境信息模型主要包含感知層、傳輸層和分析協作層三部分組成，其中，感知層除獲取儀表數據、設備運行狀態等工況數據外，還應全面感知現場環境因素變化、人員工作動態等（見圖1）。傳輸層作為連接感知層與分析協作層的中間層，主要用于上傳和下發數據。分析協作層用于對感知層海量數據進行建模分析，同時提供管理接口供多方協作推進環境質量改善。

環境信息模型具有以下技術特點。

⑴ 強調全過程內環境質量的監管。環境信息模型的出發點在于統籌管理環境與衛生相關因素，引入先進的集中式、模型化、可視化管理工具，從污染產生源頭到污染處理過程直到處理完畢進行全過程監管，持續提升環境管理質量與人員的技術能力，減少管理周期內的設備能耗和運維綜合成本，降低環境污染和衛生安全風險，實現環境質量穩定改善。

⑵ 強調多方協同監管模式。通過構建協作分析平臺，運維委托方、運維實施方、第三方專家及政府監管部門均能夠獲取到環境因素的實時和歷時數據，實現共同監管模式，做到全流程透明監管，便于及時發現問題并交由專家團隊進行評估研判，制定應急處置方案和優化改進方案等。

⑶ 強調管理工具的現代化。管理工具現代化體現在數據采集工具和協作分析管理工具兩方面。其中，數據采集工具不僅來自現場傳感器設備，如機器人、無線射頻識別（RFID）設備、全球定位系統（GPS）設備、智能電子編碼鎖、可編程邏輯控制器（PLC）設備等，還來自于運維人員使用移動端工具掃描二維碼后提交的相關數據。通過一系列電子化，數字化、現代化的數據采集工具，建立完整的環境信息數據庫。在此基礎上，進一步開發利用云端大數據計算能力結合決策分析相關理論方法，對海量數據流進行清洗、篩選和計算，以可視化圖表展示評價指標計算結果，并據此提出改進建議，構建環境信息模型分析核心人工智能“大腦”。

⑷ 強調數據流的持續更新。數據流的實時更新反饋有助于提高環境信息數據建模的準確度，為預測、評價和分析模型提供海量數據支撐。環保設施運維管理方不僅利用平臺進行日常運維工作的工單和報表提交，還可通過知識共享能力進行線上培訓與業務考核;運維委托方則根據自動生成的運維管理質量評估與預測分析報告，監督與評價運維管理工作相關指標;第三方專家團隊基于海量數據進行建模分析，針對環境管理和平臺運行情況進行評估和判斷。

環境信息模型（EIM）與傳統運行監控平臺的主要不同之處在于大數據智能分析與多方協作能力。環境信息模型強調全過程內環境信息數據的持續感知與收集，通過對海量數據的建模分析，實現智能化環境管理，持續改進環境管理質量，降低安全風險。

3 環境信息模型在疫情防控中的實踐應用

以筆者所在的浙江中醫藥大學附屬第二醫院為例，運用EIM相關理論與技術，來規整醫院的“三廢”管理并取得了良好的效果。目前，醫院“三廢”處理由后勤服務中心負責，其中廢氣處于點式散排，廢物由具有專業資質的單位定期清運處置，并運用智慧化手段進行過程管控，污水經院內集中污水處理站預處理后排入市政污水管道。經過現狀分析，認為污水處理是該醫院“三廢”管理中最為薄弱的環節。污水處理站設在住院樓負一樓，為全地下結構，委托第三方運維單位進行日常管理，管理手段較為老舊，設施遠程監控功能不全。為了解決這一問題，醫院嘗試采用環境信息模型（EIM）管理理念，對環境處理系統的感知層、傳輸層和分析協作層進行梳理和升級改造。

3.1 應用方法

⑴ 感知層上增加了針對污水水質、水量和廢氣流量等監測的儀表設備，廢物集中處置點增加紅外線探測儀和智能人臉識別門鎖，避免非工作人員進入敏感區域，廢氣散排改造為負壓收集后處理。對各類設備建檔整理，為設備編制二維碼，用于移動端掃碼后顯示頁面提交設備相關信息。同時，在疫情敏感區域配備機器人進行空氣質量監測及遠程操控消毒。

⑵ 網絡層針對部分區域網絡信號差的問題，更換了網關協議，采用輕量級物對物協議（LWM2M）智能網關和窄帶物聯網（NB-IoT）網關，實現網關互聯、數據透傳，對于數據傳輸帶寬不足的區域，采用有線互聯網接入方式，充分滿足數據傳輸需要。

⑶ 應用層采用全新設計的軟件架構，可在電腦和手機端同時使用。應用層除基本的管理功能外，還根據疫情防控需要，增加了風險特征識別、模擬運維、協同診斷和績效評估等高級功能。管理人員通過大數據可視化模塊，監控環境信息流變化情況，實時提醒防疫消毒和環境污染重點風險環節，通過下發指令來加強現場工作人員對風險的管控。疫情期間，組織邀請技術專家接入應用層平臺進行管理評估，并出具整改意見。

3.2 關鍵技術

⑴ 風險特征識別。重點風險特征的判別有助于發現醫院“三廢”處理設施及其運維管理要素的弱點，其技術關鍵在于根據實際情況建立層次分析結構模型[6]，對目標層、準則層和方案層的進行判別矩陣分析，最終對層次進行單排序和總排序，根據排序結果得到最佳方案，同時確保層次分析結果能通過一致性檢驗[7]。由于處于疫情期間，在進行層次分析時需特別注意針對各分析層設定相應的防疫措施因素，引入防疫控制性關鍵變量，增加防疫措施的權重。

⑵ 模擬運維操作。基于環境因素識別結果，對運維管理中因素的識別與賦值，形成完整數據鏈路，通過公式計算得到目標方案的最終數值并進行評價分級。模擬運維操作有助于發現運維管理過程中易受影響的因素，通過結果導向不斷優化運維管理方案，形成標準化運維管理流程，規范各類運維工作。

⑶ 大數據處理與可視化。醫院環境管理過程中形成的各類數據，經過合理計算分析，最終得到各類主要評價指標，如疫情防控等級、污水治理排放、醫療廢物回收效果、醫療廢氣治理等級。同時，在運維管理工作中，得到環境監測儀表、設備運行工況（圖表和視頻）、處理工單管理分析、人員績效管理等各類數據。在日常工作中，結合醫院環境管理系統需要，建立清晰明了的大數據展示屏，以直觀的流程示意圖、雷達圖、折線圖、柱狀圖等，反映環境管理整體狀況，便于管理人員快速、準確進行決策分析。

綜上所述，環境信息模型是醫院“三廢”處理與管控的行之有效的手段，尤其在疫情防控的環境下起到了風險預警，提前防范的作用，對發現的問題能夠精確追溯與尋源，及時采取措施，防范因“三廢”處置不當造成的環境污染與病原傳播。但EIM技術應用于環境管理應根據各地實際情況進行全面建模，數據收集時可從上到下逐步分解合并，做到數據全面、分類合理，同時應區分重點問題，進行環境影響因素識別分析，找到環境管理中的弱項并持續改進。EIM模型內部數據收集機制可結合醫院現有設施適當增刪，強化實時數據流監控與分析處理能力。作為統一化的環境管理模型，其內部的分析方法可多樣化發展，但宜采用成熟的環境管理分析理論，通過實踐不斷改進模型，最終獲得適用于當地的環境管理模型。

參考文獻（References）：

[1] 汪璽正，劉彩紅，李俊艷等.中國基層醫療機構醫療廢物管理調查[J].中國感染控制雜志，2016.15（9）：698-701

[2] 王海鵬，陳建林.醫療廢物處置單位運營存在的問題及對策[J].環境污染與防治，2011.33（6）：103-104，109

[3] 金慧，王慧敏，陳冰冰，等.2016-2018年杭州市三級醫療機構消毒滅菌質量監測[J].中國消毒學雜志，2019.36（12）：925-927

[4] 周衛民，任艷，韓瑞萍.2016-2018年昆明市醫療機構污水消毒處理監測結果[J].中國消毒學雜志，2019.36（11）：846-847

[5] 袁瀚寰，王勇，王昊等.上海市某區醫療機構污水處理現狀調查[J].中國消毒學雜志，2019.36（7）：519-521

[6] 胡偉，龍慶華，錢茂等.基于層次分析法的企業污水治理評價指標體系權重確定[J].環境污染與防治，2014.36（2）：88-91

[7] 武永革，王小兵，李波等.層次分析法在數字化運維質量改進中的實踐與應用[J].石油工業技術監督，2013.12：36-39