醫療信息化建設中的建筑智能化系統集成與優化研究

摘要：本文旨在深入研究醫療信息化建設中的建筑智能化系統集成與優化，突出關注弱電子系統，特別是信息網絡、管理服務和安防系統。通過對醫療信息化建設現狀與問題的分析，提出了建筑智能化系統集成的創新性方法，并闡述了對現有系統的優化策略，包括數據安全與隱私保護、系統智能運維與管理以及弱電子系統性能提升等。通過智能化系統與醫療信息平臺的融合，以及對弱電子系統的整合與優化，本文旨在為醫院信息化建設提供更高效、安全的解決方案。

關鍵詞：醫療信息化；建筑智能化；系統集成；系統優化

DOI：10.12433/zgkjtz.20250219

醫療信息化建設作為提升醫療服務效能的關鍵手段之一，日益受到廣泛關注。然而，在信息化建設中，建筑智能化系統的集成與優化是一個亟待解決的問題。隨著醫院規模和功能的不斷拓展，對安全、智能化的需求也日益增加。本文旨在通過對醫療信息化建設現狀與問題的深入剖析，提出創新性的建筑智能化系統集成方案，以滿足醫院對于智能、安全的雙重需求。

一、醫療信息化建設現狀與問題分析

醫療信息化建設在當前醫療體系中扮演著重要的角色，而醫療建筑作為醫療服務的物理載體，需要更加智能、信息化的系統來支持醫療流程。然而，目前的醫療信息化建設存在的現狀與問題顯而易見。建筑內弱電子系統的整合尚未充分實現，導致信息網絡、管理服務、安防等關鍵子系統之間信息孤立，阻礙了整體智能化水平的提升。同時，醫院建筑結構對現代醫療設備的智能連接提出了較高要求，但在實踐中，智能化設備與建筑系統的融合尚未達到最優狀態，制約了醫療服務的全面優化。因此，需要深入分析當前醫療信息化建設的現狀，準確把握存在的問題，以便提出創新性、可行性的解決方案，推動建筑智能化系統在醫療信息化中的高效協同和運作。

二、建筑智能化系統集成

（一）弱電子系統的整合和優化

在建筑智能化系統集成中，弱電子系統的整合和優化是至關重要的環節。通常情況下，智能化弱電系統可以劃分為安全防范子系統、信息網絡子系統、管理服務子系統三大項，如圖1所示。

圖1 "智能化弱電系統結構

1.信息網絡系統

在建筑智能化系統集成的背景下，信息網絡系統作為弱電子系統的核心組成之一，包括寬帶接入、計算機網絡、語音交換網絡、無線網絡、衛星和有線電視等多個關鍵子系統。在整合和優化這一復雜系統時，首要任務是確保這些子系統在建筑環境中高效協同運作。

首先，通過建立統一的網絡架構，將各個信息網絡子系統進行有效整合。采用先進的通信協議和標準，確保不同設備之間的互通性，以滿足建筑內信息傳輸的多樣化需求。例如，通過優化寬帶接入和計算機網絡的協同工作，提升整體網絡的數據傳輸速率和穩定性。

其次，信息網絡系統集成需要考慮建筑內部結構和布局，以確保全面而高效的覆蓋。通過智能化的網絡布局方案，包括優化無線網絡的覆蓋范圍和衛星通信的位置安排，實現對整個建筑空間的無縫覆蓋。

再次，在系統集成的同時，強調對醫療信息的安全性和實時性的保障。通過智能安防系統和數據加密技術，對信息網絡系統進行全方位保護，防范潛在的網絡攻擊或數據泄露。

最后，采用智能算法和實時數據分析，動態調整網絡資源分配，以適應建筑內部環境的變化。這包括對語音交換網絡和有線電視等系統的動態優化，以提高整個信息網絡系統的運行效率。

綜上所述，通過以上措施，信息網絡系統在建筑智能化系統中得以高效整合，實現了各子系統的優化協同，為醫療信息的傳輸提供了可靠、實時、安全的網絡支持。

2.管理服務系統

在建筑智能化系統集成的過程中，管理服務系統扮演著至關重要的角色，涵蓋綜合樓宇自控系統、多媒體會議系統、電子信息顯示系統、電子信息查詢系統和公共廣播系統等多個組成部分。為了實現這些系統的高效整合和優化，首先，采用先進的自控技術，將綜合樓宇自控系統與其他管理服務系統相融合，實現對整個建筑環境的集中監控與智能控制[1]。通過對溫度、濕度、照明等參數的實時監測和調節，提高建筑內部環境的舒適性和能源利用效率。

其次，多媒體會議系統和電子信息顯示系統的有機結合，為醫療信息的溝通與展示提供了便捷的平臺。通過整合這兩個系統，實現遠程醫療會議、影像診斷結果的實時展示等功能，為醫務人員提供更便利、高效的工作方式。同時，電子信息查詢系統的整合優化，使患者和訪客能夠方便快捷地獲取醫療信息、導航服務等，提升整體服務質量。

最后，公共廣播系統的智能化整合可用于緊急情況下的廣播通知，如火警或其他安全事件，通過與其他系統的協同工作，實現及時響應和緊急疏散。總體而言，通過采用智能化的集成方案，管理服務系統在建筑智能化系統中發揮了協同作用，提升了醫療環境的管理效率和服務水平。

3.安全防范系統

安全防范系統在建筑智能化系統集成中扮演著至關重要的角色。包括視頻監控系統、防盜報警系統、電子巡查系統、停車場管理系統和門禁控制管理系統等多個要素，這些系統的整合和優化對于建筑的整體安全性和管理效率至關重要。視頻監控系統通過高清晰度攝像頭的部署，可以實時監測建筑內外的情況，及時發現異常事件并提供有效證據。防盜報警系統通過智能傳感器和報警設備的協同工作，提供對建筑內突發事件的快速響應，保障醫療設施安全。電子巡查系統則通過自動化巡檢，降低人工巡邏成本，保障全天候的安全防范。停車場管理系統和門禁控制管理系統通過智能化的技術手段，提高了對人員和車輛的監管效率，確保了醫療建筑內部的安全。

（二）機房工程

機房工程在建筑智能化系統集成中占據著至關重要的位置。其設計與施工直接關系到計算機系統的穩定可靠運行，以及信息通訊的暢通無阻。計算機機房是一個集建筑、電氣、安裝、網絡等多項專業技術于一體的綜合工程，其環境必須滿足對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全保安、防漏、電源質量、振動、防雷和接地等多方面的嚴格要求。

在機房工程的建設中，必須綜合考慮各項技術指標，如確保合適的溫濕度控制，保障設備正常運行；保持潔凈度，防止灰塵對設備的損害；合理布局電磁場，降低電磁干擾；設置有效的安全保安系統，確保機房的安全性；實施防雷措施，保障設備免受雷擊；機房的電源、振動等方面也需要符合相關的規范。

為了使機房達到安全可靠、舒適實用、節能高效和具有可擴充性的要求，建筑智能化系統的集成至關重要。智能化系統可以實現對機房環境的實時監測與調控，提高設備的運行效率，降低能耗。通過智能化的安全系統，能夠提供更加精準的安全保障。而在建筑智能化系統的集成中，需要采用先進的技術手段，確保機房的各個方面都能夠達到先進的技術水平，從而為計算機系統提供一個可靠、高效、安全的運行環境[2]。

（三）智能化系統與醫療信息平臺的融合

在建筑智能化系統集成中，智能化系統與醫療信息平臺的融合成為關鍵環節。該融合不僅僅是技術層面的整合，更是建筑環境與醫療信息管理的深度結合，旨在提升醫療服務的質量和效率。智能化系統與醫療信息平臺的緊密融合，首先體現在對建筑設施的智能監控與管理。通過傳感器、監控攝像頭等智能設備，實時監測建筑內部環境參數，如溫度、濕度、空氣質量等，為醫療信息平臺提供實時的環境數據支持。這不僅有助于醫療人員更好地掌握醫療環境，還為患者提供更加舒適的就醫體驗。

其次，智能化系統與醫療信息平臺的融合在安防管理方面具有顯著優勢。通過整合安防系統，如門禁控制、視頻監控、報警系統等，實現對建筑安全的全方位監管[3]。這種融合不僅能夠提高醫療機構的整體安全性，還為醫療信息平臺提供了與患者信息關聯的安全保障。

最重要的是，在醫療信息平臺與智能化系統的深度融合中，醫療服務的智能化和個性化水平將得到顯著提升。通過智能化系統的數據分析和挖掘，醫療信息平臺可以更好地管理患者信息、醫療記錄，并通過智能算法實現對醫療流程的優化。這為醫護人員提供了更為精準、高效的醫療決策支持，同時也為患者提供了更加個性化、貼心的醫療服務體驗。在建筑智能化系統集成中，智能化系統與醫療信息平臺的深度融合將成為提升醫療服務水平的關鍵推動力。

四、現有系統的優化策略

（一）數據安全與隱私保護

在醫療信息化建設中，數據安全與隱私保護至關重要。為確保患者隱私和醫療數據的安全性，采用先進的加密算法，其中最為重要的是采用具有強大保密性和抗計算攻擊能力的高級加密標準（AES）算法。該算法基于密鑰的對稱性加密，通過對數據進行逐塊分組處理，并對每個分組進行獨立的加密和解密操作，從而提供了高效而且可靠的數據保護機制。其加密公式為：

Ek（P）=C

Dk（C）=P

其中，E表示加密函數，Dk表示解密函數，為明文數據，C為密文數據，為密鑰。該加密算法在數據傳輸和存儲過程中，能夠有效地防御各類攻擊手段，保障醫療信息的機密性。同時，為了防范內部威脅，采取了訪問控制和身份認證等手段，確保只有授權人員能夠獲取敏感數據，最大限度地保護患者隱私。通過這些優化策略，能夠在醫療信息化建設中實現數據的安全存儲和傳輸，為患者提供更可靠的醫療服務。

（二）系統智能運維與管理

在醫療信息化建設中，系統智能運維與管理是確保系統平穩運行和高效管理的重要策略。引入了先進的機器學習算法，特別是基于強化學習的智能運維系統，以提高系統的自動化程度和管理效率[4]。其中，深度強化學習算法是當前應用廣泛的一種方法，其核心思想是通過智能體與環境的交互學習，實現系統的自主決策和優化運維。

該算法的核心公式如下所示：

其中，Q（s，a）表示在狀態s下采取動作a的價值，α為學習速率，r為即時獎勵，γ為折扣因子，s′和a′表示下一狀態和相應的動作。該公式通過不斷的學習和更新，使系統能夠根據實時環境變化做出智能化的運維決策。

智能運維系統不僅能夠實時監測系統運行狀況，還能預測可能出現的問題并提前采取措施，從而降低系統故障風險。此外，通過算法的不斷優化，系統還能夠根據醫療信息化的實際需求，提供個性化的智能管理方案，為醫療信息系統的長期穩定運行提供堅實的技術支持。

（三）弱電子系統性能提升

弱電子系統性能提升是醫療信息化建設中的一項至關重要的任務，直接關系到醫療建筑的智能化水平和信息化服務質量。為了在建筑環境中實現弱電子系統性能的有效提升，我們采用了一系列前沿的技術手段和策略。

首先，通過在建筑內部合理布局弱電子設備，優化信號傳輸路徑，減少信號傳輸損耗。采用高品質的電纜和光纖進行數據傳輸，以確保信息傳輸的穩定性和可靠性。同時，通過合理規劃設備布局，避免信號干擾和交叉，提高系統整體抗干擾能力。

其次，引入先進的通信協議和技術，如基于物聯網（IoT）的通信協議，實現各個弱電子設備之間的互聯互通。通過IoT技術，不僅可以實現設備之間的信息共享，還可以對設備進行遠程監控和管理，提高弱電子系統的整體智能化水平。

最后，在建筑智能化系統的設計中，采用了先進的人工智能算法，通過對弱電子系統的數據進行深度學習和分析。通過智能算法的運用，系統能夠根據建筑內部環境、設備運行狀態等實時數據，動態調整弱電子設備的工作參數，實現系統性能的自適應優化[5]。

五、結語

在醫療信息化建設中，建筑智能化系統的集成與優化對醫療服務的提升至關重要。通過對弱電子系統的整合和優化，包括門禁、監控、安防系統的協同工作，以及對機房工程和智能化系統與醫療信息平臺的融合的深入研究，實現了醫療環境的安全與智能化。在現有系統的優化策略中，注重數據的安全與隱私保護，強調系統的智能運維與管理，同時不忽視對弱電子系統性能的持續提升。這一系列措施不僅保障了患者信息的安全，提高了醫療服務的效率，也為未來醫療信息化的可持續發展奠定了堅實基礎。醫療建筑智能化系統的集成與優化將為醫療行業帶來更高水平的服務質量和更先進的信息化管理手段。

參考文獻：

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[2]石川.醫療建筑智能化設計與工程實施要點及發展方向分析[J].中國設備工程，2020（23）：136-137.

[3]梁巍，王靈麗.智慧醫院智能化系統的設計應用[J].智能建筑，2017（06）：63-68.

[4]馬杰.談醫療建筑智能化系統工程設計[J].山西建筑，2015，41（26）：257-258.

[5]戎新宇.醫療建筑智能化工程設計與施工實施要點[J].中國醫院建筑與裝備，2016（03）：99-100.

（作者單位：中國人民解放軍總醫院服務保障中心）