基于BIM的醫院可視化運維管理平臺
——物聯網硬件設施在醫院后勤運維的應用

潘 毅

（福建省婦幼保健院，福建 福州 350001）

1 醫院后勤管理的重要性

福建省婦產醫院坐落于福州市晉安區戰坂路，地上16層，地下2層，包含醫療綜合樓、生活綜合樓、液氧站、污水處理站垃圾站及門衛。醫院設置總務科、保衛科、信息科等后勤保障部門。其中，總務科下設智能化建設、機電運維、保潔運送、物資管理、采購、物資管理、文件管理等多個班組，負責醫院運維后勤服務工作，貫穿醫院業務的每一個環節。

在后勤管理工作中，醫院后勤公用設施設備安全管理工作尤其重要，其安全管理水平直接影響整體醫療服務水平。比如，在診斷或手術等醫療過程中，一旦發生斷電斷水，醫療工作將被迫中止，將威脅到患者的生命安全，對醫院整體運營帶來極大影響。

2 傳統后勤管理模式存在的問題

（1）運營成本高，技術人員能力參差不齊。現階段大部分醫院尤其是老舊醫院設備運維巡檢依賴人工，既增加了人力成本，又容易出現判斷或錄入錯誤的情況，為醫院安全運營帶來隱患。很多醫院進行社會化改革后將后勤服務進行外包，但是外包單位用人門檻低，導致運維人員流動性大，新上崗職工對醫院公用設施設備使用和管理情況需要重新了解，外包單位人員有不少未接受過系統性培訓，其專業水平和醫院后勤管理標準還存在距離。若因醫院后勤管理水平不足而造成設備設施停運或產生安全事故，那將給醫院帶來不良影響。

（3）各安防系統建設存在孤島，集中管控難。醫院運維各子系統廣而雜，例如，安防系統雖然在監控、門禁、報警、實時巡檢等領域均實現了系統的數字化建設，但在整體化安防系統平臺上的整合度不夠，各系統間缺少互聯互通，往往一個系統發生報警情況，需要多個系統來回進行排查和調試，降低了應急響應速度。

3 物聯網設備的應用為醫院運維帶來新的管理模式

隨著城鎮化建設的不斷推進以及科學技術的迅速發展，人們對現代化建筑設備的數量和功能要求越來越多，能夠實現建筑自動控制與管理的智慧型運維管理平臺就此誕生。智慧運維平臺具有安全、高效和節能的特點，同時滿足了使用者對建筑的監視、控制、管理和信息傳遞，為后勤管理者提供了新的管理手段。

3.1 智慧終端設備搭配運維管理平臺實現數據遠程讀取

隨著物聯網技術的提升，各類終端設備逐漸實現智能化發展，智能化通信終端設備本身具備聯網能力，可以直接接入網絡，比如，在設備端加入NB-IoT通信模組、2G/3G/4G/5G通信模組等方式，實現終端設備直接聯網[2]。

在樓宇智慧運維應用中，常見的智慧終端設備為遠程水電表。水電表的數據直接通過NB-IoT（窄帶物聯網）與運維平臺對接，實現無線遠程抄表功能。基于蜂窩的NB-IoT無線遠程水表，具有覆蓋面廣、安全性高、可靠性高、功耗低、應用成本低等優勢，NB-IoT在具備GPRS遠程抄表功能基礎之上還具備海量容量，兩相比較，GPRS遠程抄表用戶容量僅為相同基站通信用戶容量的十分之一。水表安裝方便，易于實地調試，替代了傳統運維工作中人工抄表的方式，解放了人力資源。

3.2 聯網模組、智能網關設備助力醫院運維平臺打通信息孤島

由于醫院不同設備多是獨立采購獨立運行的，采用協議種類多種多樣，這種孤立的系統設置和分散的信息數據給醫院帶來了在各子系統獨立快速響應的同時，也大大增加了跨系統聯動、資源調配、降本增效、業務流程優化的難度。尤其對于大部分醫院后勤管理工作來說，使用社會化外包情況普遍，給安全保衛的及時性和有效性帶來了更大的挑戰。

因此，在醫院不同設備子系統對接中，網關扮演了非常重要的角色，它成為連接感知網絡與通信網絡的紐帶，能夠適應大多數常見的物聯網組網方式，將不同連接方式的物聯網設備組織成一個網絡。網關是一個典型的智能設備，它可以將RS-485總線、以太網、Wi-Fi、ZigBee等子網絡連接起來（圖1）。要想實現智能化運維綜合管理，打通信息孤島則需要將協議在網關上做統一的轉換，然后將數據傳遞到運維平臺進行展示和分析。

圖1 物聯網網關鏈接示意圖

通過物聯網網關+運維管理平臺軟硬件搭配的組成方式對醫院機電設備進行數據遠程采集和展示，能夠將不同類型、不同專業和不同協議的設備集成到一個平臺，進行綜合集中管控，減少出現一旦系統發生報警需要多個系統來回進行排查和調試的問題，大大提升了醫院運維部門的應急響應速率。

4 應用驗證

4.1 BIM可視化運維管理平臺實現設備遠程監控

近十年以來，國家大力推BIM技術在建筑設計、施工管理和運維階段的深度應用。基于BIM技術實現醫院建筑全專業數據化建模，以BIM可視化數據為核心，將醫院各獨立運行系統信息進行集成，并與BIM空間管理和視頻監控、安防、應急系統無縫關聯，覆蓋醫院后勤管理整個范疇，確保各相關業務管理過程線上數據采集及應用全覆蓋，同時解決信息孤島問題，打通內外相關系統數據，提供跨子系統的業務聯動應用，形成一個統一融合的應用平臺。

學生雖是被教育的對象，但不是被動的，作為課堂的主要參與者，必須意識到其主體的地位。小學生求知欲望十分強烈，記憶力也高于他人，還善于效仿，如果老師采取模式單一、形式簡單的教學方式，會因缺少針對性難以挖掘學生具備的潛力。但如果盲目地將各種活躍情境的游戲導入教學，又會導致偏離教學的整體方向。所以為了避免出現這種兩難的情況，需要深入考慮到學生的獨立意識，改變傳統教學的弊端。

4.2 場景智能化應急聯動

應急聯動系統可保障管理者針對公共安全和突發公共事件（圖2）及時聯動各個區域進行應急處理，最大限度地預防和減少突發公共事件及其造成的損害。通過綜合指揮中心與現有各管理系統以及數據統計分析、視頻監控、綜合信息發布、環境監測等系統進行數據對接，為應急指揮與調度、醫院秩序、醫院安全應急管理等提供服務，針對可能出現的情況提供應急預案管理[3]。

圖2 采用BIM引擎技術實現場景管理

4.2.1 手術室消防聯動應用場景和應急處置策略

聯動醫院掛號系統實現信息共享，要求掛號時形成獨立的住院手術及家屬人員手機信息庫，數據庫同時擁有醫務、消防安全等人員數據信息。BIM智慧后勤綜合管理平臺信息系統會自動讀取數據庫中數據，作為發生火災時的信息發送對象，發送火災逃生路線，引導相關人員及時逃生自救。

在手術室消防聯動和應急處置過程中，平臺模塊架構分為基礎支撐層、數據資源層和應用層三個方面（圖3）。

圖3 手術室消防聯動和應急處置平臺模塊架構

（1）基礎支撐層：包括基礎平臺和信息感知與傳輸兩方面，基礎平臺保證了系統正常運行的基礎軟硬件條件，RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS傳感器等作為識別物體和采集信息的主要媒介，兩者保證了基于平臺下的信息采集工作。

（2）數據資源層：主要整合了手術室建設過程中的BIM模型數據，同時對運維過程中產生的應急管理信息、監測信息、文檔、圖片、視頻等信息進行歸集，與BIM模型進行掛接，通過數據處理、數據融合及數據轉換等完成對手術室運維數據的整合。

（3）應用層：不同階段、不同場景下提供相應的應急管理預案，在手術室區域發生火災、停水停電等情況時，可提供應急預案、應急資源、應急模擬、應急救援等應用。通過BIM智慧后勤綜合管理平臺對可應急場景進行三維可視化管理，提前熟悉事故發生地的周邊環境及資源配置情況，對相關資源進行優化調整。

4.2.2 空調機房漏水多級處置策略

在機房漏水事件中，傳統監控方式主要是安排維保人員對機房內管道和閥門進行檢查，隨著設備使用年限越來越長，其檢查的范圍和工作量也逐漸增加。傳統人工檢查方法過于落后且對數據缺乏集成管理，導致漏檢和誤檢事件時有發生。為了及時發現漏水的安全隱患，BIM可視化運維管理平臺結合水浸傳感器、視頻監控等設備，實現機房漏水的遠程實時控制。

該方案感知層部分采用RS-485布線方式，直接連接環境監控主機，然后通過modbus-tcp協議上傳至運維平臺，實現24小時不間斷在線監控（圖4）。檢測位置和范圍包括：定位傳感器安裝位置在管道底部或者管道立面上，不定位傳感器安裝在配電柜、巡檢柜柜體外殼邊緣，光電水侵傳感器安裝在機房地面。

圖4 檢測布線示意

除此之外，該平臺解決方案還支持手機端報警、聲光報警、視頻監控聯動等功能，用多種方式保障空調機房安全。

聯動設置預案：滲漏水告警→平臺收到告警信息→聲光報警→聯動視頻監控進行輔助確認→值班人員確認→快速定位滲漏位置→平臺推送工單→維修完畢→工單反饋→數據倉庫→數據學習→數據分析（圖5）。

圖5 機房漏水監測聯動案例

基于BIM智慧后勤綜合管理平臺的空調機房滲漏水檢測可視化方案具有以下功能。

（1）可在線監測水浸數據，實時查詢，可通過BIM模型快速定位報警具體位置以及滲漏情況，可對報警設備信息進行查詢等。

（2）當某參數超過安全值時，聯動視頻監控能提供界面報警、聲光報警等報警，并進行事件記錄，供調用和分析。

（3）可通過平臺上的監測系統實時查看所測環境的水浸信息。

（4）具有通過平臺推送維保計劃、巡檢記錄、維修工單收發功能。

5 結束語

通過BIM與物聯網技術的結合構建的集成化管理平臺，方便管理者更為直觀高效地管理各子系統，改變了傳統管理模式。實現醫院后勤的信息化存儲、可視化管理、數字化展示，通過將醫院后勤運維向智能化方向轉變，大大減少了傳統運維模式下時間和人力成本的浪費，提高了后勤運維管理效率。■