醫(yī)院環(huán)境信息模型在疫情防控中的應(yīng)用研究

賀曉鳴 應(yīng)嵐 胡震宇 吳龍 許明海 謝杰

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

關(guān)鍵詞： 醫(yī)院; 三廢; 環(huán)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(nèi)公共衛(wèi)生領(lǐng)域的傳染病防控機制亦是一次極大的挑戰(zhàn)，醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)部廢水、廢物、廢氣等環(huán)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(yī)療“三廢”攜帶有大量致病微生物和化學(xué)有害物質(zhì)，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(huán)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(guān)部門緊急發(fā)布了《關(guān)于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知》、《新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案（試行）》、《關(guān)于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療廢物環(huán)境管理工作的通知》、《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療廢物應(yīng)急處置管理與技術(shù)指南（試行）》和《關(guān)于印發(fā)醫(yī)療機構(gòu)廢棄物綜合治理工作方案的通知》等指導(dǎo)性文件，為醫(yī)院疫情期間的“三廢”處理提供了技術(shù)指導(dǎo)。

1 醫(yī)院“三廢”處理和環(huán)境管理現(xiàn)狀

防疫期間醫(yī)療“三廢”管理工作能否按要求落實，不僅需要明確的技術(shù)方案指導(dǎo)，還與醫(yī)院自身環(huán)境管理水平息息相關(guān)。目前，在醫(yī)療廢氣處理方面，多數(shù)醫(yī)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(yī)療固體廢物多以定點集中處置為主，即委托具備專業(yè)資質(zhì)的單位定期、定點處置，環(huán)境風險總體相對可控，主要問題集中于分類收集與監(jiān)管等方面[1-2];醫(yī)院污水一般經(jīng)預(yù)處理后排入市政污水管道，該項目環(huán)境風險極高，也成為疫情防控期間環(huán)境管理的重點對象。

醫(yī)院“三廢”管理工作通常由醫(yī)院后勤部門和感染管理部門負責，受建設(shè)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(zhí)行存在交叉、人員技術(shù)力量薄弱等問題，直接影響環(huán)境管理綜合效果，導(dǎo)致醫(yī)院污水消毒達標率普遍較低[3-5]。為了改善醫(yī)院“三廢”管理工作效果，配合疫情防控總體工作要求，結(jié)合醫(yī)院“三廢”管理工作經(jīng)驗，提出了醫(yī)院環(huán)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(jié)。

2 環(huán)境信息模型（EIM）的建立

環(huán)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(chǔ)上提出，將環(huán)境污染物按來源、形態(tài)、性質(zhì)不同分類，以管理方式優(yōu)化為導(dǎo)向，引入全過程管理和多方協(xié)同監(jiān)管模式，統(tǒng)籌解決醫(yī)院環(huán)境中突出的“三廢”管理問題。環(huán)境信息模型主要包含感知層、傳輸層和分析協(xié)作層三部分組成，其中，感知層除獲取儀表數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)等工況數(shù)據(jù)外，還應(yīng)全面感知現(xiàn)場環(huán)境因素變化、人員工作動態(tài)等（見圖1）。傳輸層作為連接感知層與分析協(xié)作層的中間層，主要用于上傳和下發(fā)數(shù)據(jù)。分析協(xié)作層用于對感知層海量數(shù)據(jù)進行建模分析，同時提供管理接口供多方協(xié)作推進環(huán)境質(zhì)量改善。

環(huán)境信息模型具有以下技術(shù)特點。

⑴ 強調(diào)全過程內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)管。環(huán)境信息模型的出發(fā)點在于統(tǒng)籌管理環(huán)境與衛(wèi)生相關(guān)因素，引入先進的集中式、模型化、可視化管理工具，從污染產(chǎn)生源頭到污染處理過程直到處理完畢進行全過程監(jiān)管，持續(xù)提升環(huán)境管理質(zhì)量與人員的技術(shù)能力，減少管理周期內(nèi)的設(shè)備能耗和運維綜合成本，降低環(huán)境污染和衛(wèi)生安全風險，實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)定改善。

⑵ 強調(diào)多方協(xié)同監(jiān)管模式。通過構(gòu)建協(xié)作分析平臺，運維委托方、運維實施方、第三方專家及政府監(jiān)管部門均能夠獲取到環(huán)境因素的實時和歷時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)共同監(jiān)管模式，做到全流程透明監(jiān)管，便于及時發(fā)現(xiàn)問題并交由專家團隊進行評估研判，制定應(yīng)急處置方案和優(yōu)化改進方案等。

⑶ 強調(diào)管理工具的現(xiàn)代化。管理工具現(xiàn)代化體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集工具和協(xié)作分析管理工具兩方面。其中，數(shù)據(jù)采集工具不僅來自現(xiàn)場傳感器設(shè)備，如機器人、無線射頻識別（RFID）設(shè)備、全球定位系統(tǒng)（GPS）設(shè)備、智能電子編碼鎖、可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)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(guān)數(shù)據(jù)。通過一系列電子化，數(shù)字化、現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集工具，建立完整的環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)利用云端大數(shù)據(jù)計算能力結(jié)合決策分析相關(guān)理論方法，對海量數(shù)據(jù)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(jié)果，并據(jù)此提出改進建議，構(gòu)建環(huán)境信息模型分析核心人工智能“大腦”。

⑷ 強調(diào)數(shù)據(jù)流的持續(xù)更新。數(shù)據(jù)流的實時更新反饋有助于提高環(huán)境信息數(shù)據(jù)建模的準確度，為預(yù)測、評價和分析模型提供海量數(shù)據(jù)支撐。環(huán)保設(shè)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(xùn)與業(yè)務(wù)考核;運維委托方則根據(jù)自動生成的運維管理質(zhì)量評估與預(yù)測分析報告，監(jiān)督與評價運維管理工作相關(guān)指標;第三方專家團隊基于海量數(shù)據(jù)進行建模分析，針對環(huán)境管理和平臺運行情況進行評估和判斷。

環(huán)境信息模型（EIM）與傳統(tǒng)運行監(jiān)控平臺的主要不同之處在于大數(shù)據(jù)智能分析與多方協(xié)作能力。環(huán)境信息模型強調(diào)全過程內(nèi)環(huán)境信息數(shù)據(jù)的持續(xù)感知與收集，通過對海量數(shù)據(jù)的建模分析，實現(xiàn)智能化環(huán)境管理，持續(xù)改進環(huán)境管理質(zhì)量，降低安全風險。

3 環(huán)境信息模型在疫情防控中的實踐應(yīng)用

以筆者所在的浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院為例，運用EIM相關(guān)理論與技術(shù)，來規(guī)整醫(yī)院的“三廢”管理并取得了良好的效果。目前，醫(yī)院“三廢”處理由后勤服務(wù)中心負責，其中廢氣處于點式散排，廢物由具有專業(yè)資質(zhì)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(jīng)院內(nèi)集中污水處理站預(yù)處理后排入市政污水管道。經(jīng)過現(xiàn)狀分析，認為污水處理是該醫(yī)院“三廢”管理中最為薄弱的環(huán)節(jié)。污水處理站設(shè)在住院樓負一樓，為全地下結(jié)構(gòu)，委托第三方運維單位進行日常管理，管理手段較為老舊，設(shè)施遠程監(jiān)控功能不全。為了解決這一問題，醫(yī)院嘗試采用環(huán)境信息模型（EIM）管理理念，對環(huán)境處理系統(tǒng)的感知層、傳輸層和分析協(xié)作層進行梳理和升級改造。

3.1 應(yīng)用方法

⑴ 感知層上增加了針對污水水質(zhì)、水量和廢氣流量等監(jiān)測的儀表設(shè)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(qū)域，廢氣散排改造為負壓收集后處理。對各類設(shè)備建檔整理，為設(shè)備編制二維碼，用于移動端掃碼后顯示頁面提交設(shè)備相關(guān)信息。同時，在疫情敏感區(qū)域配備機器人進行空氣質(zhì)量監(jiān)測及遠程操控消毒。

⑵ 網(wǎng)絡(luò)層針對部分區(qū)域網(wǎng)絡(luò)信號差的問題，更換了網(wǎng)關(guān)協(xié)議，采用輕量級物對物協(xié)議（LWM2M）智能網(wǎng)關(guān)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)互聯(lián)、數(shù)據(jù)透傳，對于數(shù)據(jù)傳輸帶寬不足的區(qū)域，采用有線互聯(lián)網(wǎng)接入方式，充分滿足數(shù)據(jù)傳輸需要。

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

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

⑴ 風險特征識別。重點風險特征的判別有助于發(fā)現(xiàn)醫(yī)院“三廢”處理設(shè)施及其運維管理要素的弱點，其技術(shù)關(guān)鍵在于根據(jù)實際情況建立層次分析結(jié)構(gòu)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(jù)排序結(jié)果得到最佳方案，同時確保層次分析結(jié)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(shè)定相應(yīng)的防疫措施因素，引入防疫控制性關(guān)鍵變量，增加防疫措施的權(quán)重。

⑵ 模擬運維操作?；诃h(huán)境因素識別結(jié)果，對運維管理中因素的識別與賦值，形成完整數(shù)據(jù)鏈路，通過公式計算得到目標方案的最終數(shù)值并進行評價分級。模擬運維操作有助于發(fā)現(xiàn)運維管理過程中易受影響的因素，通過結(jié)果導(dǎo)向不斷優(yōu)化運維管理方案，形成標準化運維管理流程，規(guī)范各類運維工作。

⑶ 大數(shù)據(jù)處理與可視化。醫(yī)院環(huán)境管理過程中形成的各類數(shù)據(jù)，經(jīng)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(yī)療廢物回收效果、醫(yī)療廢氣治理等級。同時，在運維管理工作中，得到環(huán)境監(jiān)測儀表、設(shè)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(shù)據(jù)。在日常工作中，結(jié)合醫(yī)院環(huán)境管理系統(tǒng)需要，建立清晰明了的大數(shù)據(jù)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(huán)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(huán)境信息模型是醫(yī)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(huán)境下起到了風險預(yù)警，提前防范的作用，對發(fā)現(xiàn)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(huán)境污染與病原傳播。但EIM技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境管理應(yīng)根據(jù)各地實際情況進行全面建模，數(shù)據(jù)收集時可從上到下逐步分解合并，做到數(shù)據(jù)全面、分類合理，同時應(yīng)區(qū)分重點問題，進行環(huán)境影響因素識別分析，找到環(huán)境管理中的弱項并持續(xù)改進。EIM模型內(nèi)部數(shù)據(jù)收集機制可結(jié)合醫(yī)院現(xiàn)有設(shè)施適當增刪，強化實時數(shù)據(jù)流監(jiān)控與分析處理能力。作為統(tǒng)一化的環(huán)境管理模型，其內(nèi)部的分析方法可多樣化發(fā)展，但宜采用成熟的環(huán)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?shù)氐沫h(huán)境管理模型。

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