基于物聯網的大型醫(yī)院施工過程集成化管理研究

葉金鉍

（廈門理工學院 土木工程與建筑學院，福建 廈門 361024）

0 引 言

大型醫(yī)院建設項目集成化管理是將集成化理念和醫(yī)院建設項目管理實踐相結合，從全局出發(fā)對項目實施的全過程進行科學、系統(tǒng)的管理，克服傳統(tǒng)工程項目管理的缺陷而提出的一種新型醫(yī)院建設管理模式[1-2]。物聯網（Internet of Things，IoT）通過射頻識別、紅外感應器、GPS、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，通過互聯網將物體連接起來，進行信息交換和通信，實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯網技術在建筑業(yè)的應用已較為廣泛，包括建筑運營過程中的應用[3-5]和施工現場的運用[6-7]。但關于醫(yī)院施工階段物聯網技術應用未見相關報道。醫(yī)院建設周期長、投資額大、內部結構復雜，功能要求高，而質量事故、工期拖延、費用超支等問題普遍存在，基于物聯網應用的特點，討論了其在醫(yī)院建設施工階段的適應性，提出基于物聯網的大型醫(yī)院施工過程集成化管理系統(tǒng)框架。

1 物聯網在醫(yī)院施工階段應用分析

1.1 施工監(jiān)控管理

通過物聯網技術可實現對醫(yī)院建設施工作業(yè)過程的不間斷監(jiān)測，及時處理突發(fā)事件。采用CCTV系統(tǒng)對整個現場進行攝像監(jiān)控，發(fā)現問題及時向有關領導匯報，另外視頻系統(tǒng)還具有視頻抓拍功能，可隨時掌握整個工程的進度。人員車輛進出采用門禁系統(tǒng)，統(tǒng)一植入RFID芯片或貼上標簽，便于識別。

1.2 施工安全管理

施工過程中，安全隱患無處不在，醫(yī)院施工過程極為復雜，給施工安全管理帶來更多的挑戰(zhàn)?？衫梦锫摼W技術對施工現場的安全管理進行有效改善，如使用無線射頻識別對臨邊洞口、出入口防護棚、電梯井口等防護設施進行標示，并在標簽芯片中載入對應的編號、防護等級、報警裝置等，達到實時監(jiān)控的效果，且在防護設施上設置報警器，作業(yè)人員一旦有危險及時發(fā)出警報。

1.3 成本控制

根據施工進度、施工部位、施工工序等制定詳細的物料采購計劃，并通過RFID芯片對物料批次進行標注，控制物料的進出場時間和質量狀況，避免出現因管理不善造成的物料損耗或因物料短缺造成停工或誤工。另外，工程物料的進出均采用物聯網進行監(jiān)管，進出均有相應的記錄，按需領料，保證物料的使用按計劃進行。

1.4 環(huán)境監(jiān)測

基于物聯網技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可對整個施工地點及周圍環(huán)境進行有效監(jiān)測，一般可對風向、風速、雨量、氣溫、粉塵、噪聲、光照強度、爆破震動速度等要素同時進行現場監(jiān)測。

1.5 應急預警管理

通過埋設傳感器，實現對復雜環(huán)境和突發(fā)事件的精確感知，建設完整的信息采集、分析和預警體系，實現對突發(fā)事件（基坑坍塌、基坑突涌、腳手架倒塌、塔式起重機倒塌、建筑結構坍塌、火災、地震、周邊建筑倒塌等）的精確監(jiān)測。

2 物聯網實現醫(yī)院施工集成化管理的關鍵技術及內容

2.1 建立適合醫(yī)院施工階段的感應層

將傳感技術引入醫(yī)院建設工程施工中，利用傳感器具有高精度、高可靠性、抗干擾能力強、可遠距離傳輸等優(yōu)點，對周圍環(huán)境、基坑支護結構、既有結構沉降與傾斜、地下管線等進行監(jiān)測，構建基于物聯網的醫(yī)院施工實時感知系統(tǒng)，實現施工過程中數據的自動連續(xù)采集。

2.2 制定信息標準和規(guī)范

為實現對醫(yī)院各類施工信息的集成化管理，需將這些異構信息融合到集成化管理平臺中，并采用統(tǒng)一規(guī)范的標準進行數據交換、存儲，實現資源共享。

2.3 EPC編碼

射頻識別的編碼必須是唯一的，且編碼規(guī)律和解析方式能夠通過物聯網解析服務對應起來，這樣才能通過編碼訪問對應的物品。EPC（Electronic Product Code，EPC）結構簡明，維護成本低，可與多種編碼方式進行轉換，可用于醫(yī)院施工及運營管理階段，編碼標準在全球通用。

將EPC編碼技術分別引入醫(yī)院施工及運營過程，可對醫(yī)院施工過程中的風險源進行唯一標識，方便整個施工過程的集成化項目管理。通過編碼可及時找到風險源種類、位置、預警指標、監(jiān)控閾值、責任人姓名、聯系方式的措施等。

（1）A，B位于編碼標簽的第1～2位，以阿拉伯數字表示，表示醫(yī)院建設項目名稱代碼，以區(qū)分不同的醫(yī)院建設項目。

（2）C，D位于編碼的第3～4位，以阿拉伯數字表示，表示醫(yī)院建設項目監(jiān)控指標風險源的種類。

（3）E，F，G位于第5～7位，以阿拉伯數字表示，表示監(jiān)控指標序號編碼。

（4）H，I，J，K，L位于第6～10位，以阿拉伯數字表示，E為第5位，1表示地上，2表示位于地下；6～10位表示監(jiān)控項更詳細的位置信息，可有多達1萬種組合，滿足定位要求，可與BIM模型相結合，實現位置信息的可視化。

（5）L位于第13位，表示監(jiān)控閾值，默認為0。

（6）M，N位于第14～15位，表示風險事件的處理建議及應急處理措施，默認為00。

（7）O，P位于第16～17位，表示監(jiān)控指標的歷史信息，包括風險事件發(fā)生的事件、地點、事故情況、處理結果，相關責任人信息等，默認為00。

（8）Q，R，S位于第18～20位，責任人信息，對相關責任人進行編碼，項目經理001，其他人員依次進行編碼。

（9）T，U位于第21～22位，作為擴展區(qū)域，以便增加新的信息，默認為不輸入。

項目名稱代碼：01；

風險源種類：人員-01，機械-02，材料-03，深基坑施工-04，周邊環(huán)境-05；

監(jiān)控預警指標序號編碼，從101開始編碼，不同風險來源首個數字不同；

位置代碼：四位編碼，需與BIM結合，在不確定的情況下，默認為0000。

由于尚處于起步階段，只對項目施工過程的編碼進行初步探索，距大規(guī)模應用還有一定距離，尤其在項目定位信息和項目相關責任人的劃分上，需繼續(xù)展開細致的工作。另外，事件處置措施還需進行相關過程的集成化研究，以便應對項目施工過程中可能出現的突發(fā)事件。施工階段編碼見表1所列。

表1 施工階段編碼

2.4 建立基于身份認證的數據共享平臺

醫(yī)院建設項目周期漫長，涉及的相關單位較多，各方利益出發(fā)點不同，醫(yī)院信息又具有一定的保密性，部分信息不允許公開。只有在確保用戶具有訪問權限的前提下，才能對數據共享平臺進行訪問。

2.5 數據的分析、判斷及對策

以施工過程中的基坑開挖為例，感知層傳輸給控制中心的信息一般包含支護樁頂位移、支護樁彎矩、地面沉降、地下水位、支護樁分層水平位移等，控制中心對所有數據進行分析，如果其中任何一個監(jiān)測量超過報警閾值，則判斷基坑存在風險，根據超過報警閾值的參數種類，采取相應對策。例如支撐軸力超過閾值，則基坑存在坍塌風險，根據事先制定好的應急預案采取相應措施。與原有事故報告程序不同的是，該信息通過物聯網傳輸，可通過網絡、短信等方式告知相關負責人及應急小組，信息傳遞效率高，不存在延遲效應。

3 結 語

本文主要介紹了物聯網技術在大型醫(yī)院施工過程的集成化管理。首先分析了大型醫(yī)院集成化管理的必要性、可行性，對物聯網技術與施工過程集成化管理的關系進行深入研究?；谖锫摼W，研究了大型醫(yī)院建設項目施工過程集成化管理模式的構建，對物聯網實現集成化管理的關鍵技術和內容進行了研究，包括建立適合醫(yī)院施工和運營階段的感知層，制定信息標準和規(guī)范，EPC編碼，建立基于身份認證的數據共享平臺，數據分析、判斷及對策，為醫(yī)院建設提供一定的參考。