基于BIM的平疫結(jié)合醫(yī)院綜合指揮調(diào)度平臺(tái)

彭云濤 武 超 張 浩 黨 皞 許越鑫

中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司 湖北 武漢 430064

近年來，建筑信息模型（BIM）技術(shù)在建筑信息化輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，在醫(yī)療領(lǐng)域建設(shè)中，BIM技術(shù)已廣泛應(yīng)用在醫(yī)院建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工階段，應(yīng)用相對(duì)成熟且經(jīng)濟(jì)效益明顯，但在日常管理階段往往因周期長(zhǎng)，涉及參與方更為復(fù)雜，需處理的數(shù)據(jù)量大而煩瑣等原因，當(dāng)前仍處于探索階段，尚未形成完整成熟的全生命周期管理，BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值仍有待進(jìn)一步研究挖掘。

而“平疫結(jié)合”醫(yī)院相較于傳統(tǒng)醫(yī)院，在醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)上需充分滿足醫(yī)院防疫應(yīng)急需求及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要，統(tǒng)籌兼顧“疫時(shí)”“平時(shí)”2種管理模式，疫時(shí)需承擔(dān)重大疫情集中救治任務(wù)，以接診能力和避免院感為重點(diǎn)管控需求，避免醫(yī)院發(fā)生感染等安全事件；平時(shí)則作為普通醫(yī)院綜合運(yùn)營(yíng)，需要符合高效集約、綠色節(jié)能的運(yùn)營(yíng)管理目標(biāo)。此外，如何做到平疫模式的高效、智能、精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，也是“平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)的一大需求[1]。

本文以武漢航天城同濟(jì)醫(yī)院項(xiàng)目為例，結(jié)合該“平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)運(yùn)營(yíng)中的需求及難點(diǎn)，利用BIM技術(shù)的數(shù)字化、空間化、可視化、模擬性、共享性等特點(diǎn)，探索基于BIM技術(shù)的綜合指揮調(diào)度平臺(tái)在“平疫結(jié)合”醫(yī)院中的應(yīng)用場(chǎng)景。

1 項(xiàng)目概況

武漢航天城同濟(jì)醫(yī)院（籌）建設(shè)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)施工總承包工程為新建的一所“平疫結(jié)合”的三甲綜合醫(yī)院，位于武漢市新洲區(qū)龍王咀農(nóng)場(chǎng)一分場(chǎng)東側(cè)，場(chǎng)地條件惡劣?？偨ㄖ娣e為207 678.05 m2，地上建筑面積130 519.45 m2，地下建筑面積77 158.6 m2，設(shè)計(jì)床位1 000張，建成后將是抗擊疫情的中流砥柱，并且為武漢雙柳地區(qū)十萬企業(yè)職工、居民提供優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)，并輻射鄂東地區(qū)，打造區(qū)域醫(yī)療示范中心。

2 “平疫結(jié)合”醫(yī)院建設(shè)需求及難點(diǎn)

2020年年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情對(duì)全國(guó)、全世界都造成巨大沖擊，雖然我國(guó)疫情控制情況較好，但在世界范圍內(nèi)疫情還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，中國(guó)也進(jìn)入疫情常態(tài)化防控階段。經(jīng)此一役，再次暴露出國(guó)內(nèi)當(dāng)前傳染病院床位數(shù)不夠、傳染病患者后期并發(fā)癥多樣性的綜合診療無法滿足、平疫轉(zhuǎn)換無法快速實(shí)現(xiàn)等問題。面對(duì)大規(guī)模傳染病暴發(fā)現(xiàn)狀，醫(yī)療建筑行業(yè)如何才能未雨綢繆地建設(shè)同時(shí)滿足平時(shí)智能管理需求，疫時(shí)快速應(yīng)急、院感管理、風(fēng)險(xiǎn)管控等需求，且能實(shí)現(xiàn)“平疫結(jié)合”高效快速轉(zhuǎn)換的綜合醫(yī)院，去適應(yīng)未來發(fā)展，更好地應(yīng)對(duì)未來的各種未知挑戰(zhàn)是當(dāng)前醫(yī)療建筑中亟待解決的問題。

2.1 醫(yī)院疫時(shí)與平時(shí)的需求和差異

1）在疫時(shí)管理模式下，醫(yī)院將承擔(dān)重大疫情集中救治任務(wù)，一是建筑設(shè)計(jì)需完全符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50849—2014《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB/T 35428—2017《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》等的規(guī)定。二是需嚴(yán)格按照醫(yī)療流程要求，做好潔污分流、醫(yī)患分流等規(guī)劃，合理劃分“三區(qū)兩通道”，統(tǒng)一組織人流、物流流線等。三是需實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院整體態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)、院內(nèi)感染風(fēng)險(xiǎn)控制、協(xié)助領(lǐng)導(dǎo)決策指揮調(diào)控，在實(shí)施救治救助的同時(shí)強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)防控，保障院內(nèi)安全。

2）在平時(shí)管理模式下，醫(yī)院作為普通綜合醫(yī)院運(yùn)營(yíng)，一是建筑設(shè)計(jì)需符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)定。二是需滿足綜合醫(yī)院結(jié)構(gòu)、消防、環(huán)保、節(jié)能等方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)要求等，完全符合醫(yī)療工藝和醫(yī)療流線要求，滿足平時(shí)醫(yī)療服務(wù)要求。三是實(shí)現(xiàn)日常對(duì)醫(yī)院整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)、集約化統(tǒng)籌監(jiān)管、智能運(yùn)維管理服務(wù)等，強(qiáng)化醫(yī)院日常監(jiān)管能力，減免“醫(yī)鬧”、偷盜等事件，保障醫(yī)院安全、提升醫(yī)院管理效率和患者服務(wù)滿意度、降低醫(yī)院運(yùn)作成本等。

2.2 醫(yī)院平疫轉(zhuǎn)換的難點(diǎn)分析

1）快速。在重大疫情面前，時(shí)間就是生命，面對(duì)平疫不同的管控標(biāo)準(zhǔn)和要求，怎樣快速使醫(yī)院從平時(shí)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換到疫時(shí)模式，使醫(yī)院管控滿足疫時(shí)收治環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，完成疫病接診救治準(zhǔn)備，是醫(yī)院承擔(dān)疫情救治工作的前提。

2）智能。在平疫快速轉(zhuǎn)換過程中，單靠人工難以達(dá)到高效的轉(zhuǎn)換結(jié)果，需充分利用信息化、智能化的手段進(jìn)行智能轉(zhuǎn)換及智能監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各區(qū)域轉(zhuǎn)換進(jìn)程、轉(zhuǎn)換結(jié)果實(shí)時(shí)可視。

3）精準(zhǔn)。醫(yī)院平疫轉(zhuǎn)換過程除了快速和智能外，另一個(gè)重難點(diǎn)就是精準(zhǔn)，只有精準(zhǔn)地進(jìn)行監(jiān)控以及轉(zhuǎn)換，才能充分保障院內(nèi)院感安全，避免疫病在院內(nèi)傳染，保障醫(yī)護(hù)患等的生命健康安全。

3 綜合指揮調(diào)度平臺(tái)架構(gòu)思路

隨著BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息化技術(shù)的發(fā)展、成熟與應(yīng)用，以武漢航天城同濟(jì)醫(yī)院項(xiàng)目的“平疫結(jié)合”建設(shè)需求為導(dǎo)向，以“平疫結(jié)合”應(yīng)用服務(wù)場(chǎng)景為核心，研究構(gòu)建基于BIM的醫(yī)院“平疫結(jié)合”綜合指揮調(diào)度平臺(tái)，可促進(jìn)醫(yī)院內(nèi)部高度集成、融合互聯(lián)、可視可控，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院在疫時(shí)高效率、高安全地進(jìn)行全院防控，平時(shí)能高效、節(jié)能、安全地進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理，平疫轉(zhuǎn)換時(shí)能快速、智能、精準(zhǔn)進(jìn)行。本項(xiàng)目的綜合智慧調(diào)度平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 綜合指揮調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)框架

1）醫(yī)院智能化建設(shè)：厘清醫(yī)院當(dāng)前信息化、智能化建設(shè)現(xiàn)狀，可對(duì)醫(yī)院已建智能設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)接管理，通過將完成標(biāo)準(zhǔn)化的智慧醫(yī)院設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)多樣化數(shù)據(jù)對(duì)接、集成數(shù)據(jù)展現(xiàn)等，為醫(yī)院“平疫結(jié)合”綜合管控、應(yīng)用服務(wù)等提供支撐。

2）基于BIM的綜合指揮調(diào)度平臺(tái)：平臺(tái)以標(biāo)準(zhǔn)集成、可視可控為建設(shè)重點(diǎn)，通過統(tǒng)一連接醫(yī)院全院智能設(shè)備、系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，并基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備通過綜合指揮調(diào)度平臺(tái)可以看得到、控得住。

3）平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)：以綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)字大屏為主體，聯(lián)合后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制、區(qū)域綜合監(jiān)控、移動(dòng)指揮調(diào)度等多終端應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院疫時(shí)、平時(shí)等多種管理模式統(tǒng)一管控，突發(fā)疫情時(shí)快速實(shí)現(xiàn)平疫“一鍵切換”。

4 平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)

平臺(tái)通過對(duì)接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、操作等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合集成，匯聚醫(yī)院院感數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)隱患、應(yīng)急資源、視頻監(jiān)控等應(yīng)急基礎(chǔ)和專題信息，明晰醫(yī)院運(yùn)行管理整體態(tài)勢(shì)。并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合智能算法，根據(jù)不同特征、不同事件類型影響人數(shù)、資金支持、物資儲(chǔ)備，監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)因素的變動(dòng)趨勢(shì)，通過構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行分析處理，依據(jù)數(shù)據(jù)分析方法構(gòu)建預(yù)警模型，評(píng)價(jià)各種風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)偏離預(yù)警線的強(qiáng)弱程度，向醫(yī)院決策層和各級(jí)管理人員發(fā)出預(yù)警信號(hào)并提前采取預(yù)控對(duì)策，加速現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮效率。并基于醫(yī)院不同層級(jí)、不同角色的應(yīng)用需求，開發(fā)綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)、后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)、移動(dòng)指揮調(diào)度系統(tǒng)等多終端應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全員聯(lián)動(dòng)、分工協(xié)作的指揮調(diào)度。

4.1 綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)

綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)作為醫(yī)院指揮調(diào)度中心，可對(duì)全院或分區(qū)域進(jìn)行綜合監(jiān)控，并基于BIM技術(shù)模型實(shí)現(xiàn)可視化、精準(zhǔn)監(jiān)管。

4.1.1 綜合監(jiān)控管理服務(wù)

1）基于BIM的空間管理。利用BIM技術(shù)模型，對(duì)醫(yī)院整體建筑及空間進(jìn)行整體、局部瀏覽，各區(qū)域位置快速定位，并對(duì)區(qū)域中交互設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)管查詢。

2）醫(yī)院分區(qū)管控?？蛇M(jìn)行院區(qū)、樓棟、樓層、房間等分區(qū)分層管理，基于BIM模型實(shí)現(xiàn)全區(qū)域、全方位監(jiān)管。

3）院感安全整體管控。包括人員院感，環(huán)境院感，供水、排水院感，污物院感風(fēng)險(xiǎn)等各類管控，并通過建立院感風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高低，從整體到局部，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行快速識(shí)別、分類分級(jí)管理，為綜合指揮調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4）接診效率及能力管理。包括收治患者管理、醫(yī)療資源管控等，根據(jù)收治患者人數(shù)及特征，分析預(yù)測(cè)所需醫(yī)療資源，建立醫(yī)療資源需求指數(shù)模型，并對(duì)超標(biāo)需求指數(shù)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，對(duì)相關(guān)醫(yī)療資源進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)給。

5）事件預(yù)警監(jiān)控。對(duì)全院綜合運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，并對(duì)預(yù)警事件處理情況進(jìn)行全面監(jiān)管。

4.1.2 平疫“一鍵切換”服務(wù)

1）“一鍵切換”管理。通過“平疫切換”按鈕開啟平疫切換操作，平臺(tái)監(jiān)管的各類智能設(shè)備、系統(tǒng)等將依據(jù)預(yù)設(shè)的平時(shí)、疫時(shí)不同管理要求進(jìn)行智能轉(zhuǎn)換。

2）平疫轉(zhuǎn)換過程管理。通過綜合指揮調(diào)度數(shù)字大屏，可遠(yuǎn)程分區(qū)、分類實(shí)時(shí)查看轉(zhuǎn)換進(jìn)程及轉(zhuǎn)換結(jié)果，對(duì)轉(zhuǎn)換超時(shí)或異常區(qū)域再進(jìn)行實(shí)地核查，有助于人力資源的指揮調(diào)度，實(shí)現(xiàn)快速、高效、智能的轉(zhuǎn)換管控。

4.2 后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)

后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)作為中央聯(lián)動(dòng)調(diào)控中心，可對(duì)全院智能設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行總體監(jiān)測(cè)、聯(lián)動(dòng)調(diào)控。

4.2.1 BIM模型應(yīng)用服務(wù)

1）BIM模型構(gòu)建與展示管理。采用專業(yè)化Revit軟件搭建醫(yī)院BIM模型，通過Unity3D引擎對(duì)BIM模型進(jìn)行輕量化處理，根據(jù)不同分類篩選器選擇、拼接、展示平臺(tái)上不同視口的模型，創(chuàng)建組合獨(dú)立的分區(qū)模型[2]。

2）BIM模型與平臺(tái)掛接管理。在綜合指揮調(diào)度平臺(tái)上，將不同分區(qū)模型中的設(shè)備或設(shè)施構(gòu)件，根據(jù)設(shè)備設(shè)施技術(shù)參數(shù)及產(chǎn)品說明進(jìn)行掛接，基于BIM模型，可明晰各區(qū)域中所管控的所有智能設(shè)備、綜合管線等，進(jìn)行可視化、全時(shí)段監(jiān)管調(diào)控。

4.2.2 后臺(tái)綜合管控服務(wù)

1）設(shè)備監(jiān)測(cè)管理。對(duì)全院設(shè)備進(jìn)行分區(qū)、分類、分組等設(shè)備監(jiān)測(cè)管理，基于BIM模型實(shí)現(xiàn)電子地圖可視化監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2）設(shè)備體系化管控。依據(jù)設(shè)備類別，如凈水設(shè)備、冷源機(jī)群、衛(wèi)生系統(tǒng)等，對(duì)同類設(shè)備進(jìn)行分層、分級(jí)、體系化統(tǒng)籌管控，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與設(shè)備聯(lián)合管控。

3）能耗監(jiān)測(cè)管理。醫(yī)院BIM能耗管理可實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的可視化，根據(jù)醫(yī)院需求可按樓宇、樓層、科室等進(jìn)行自動(dòng)分析獲取各類能源數(shù)據(jù)，通過對(duì)各科室、樓層和全院的能耗情況進(jìn)行周、月、年統(tǒng)計(jì)以及橫向、縱向?qū)Ρ?，為醫(yī)院成本核算、領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。

4）運(yùn)行分析管理。通過對(duì)醫(yī)院整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)、特征、相關(guān)性、影響度等進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能分析，可明晰不同監(jiān)管對(duì)象的特征、影響度以及不同監(jiān)管對(duì)象彼此間的相關(guān)性等，根據(jù)分析結(jié)果，可強(qiáng)化對(duì)醫(yī)院重點(diǎn)環(huán)節(jié)、關(guān)鍵影響因素的管控，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3 區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)

區(qū)域綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為區(qū)域服務(wù)終端，以區(qū)域數(shù)字中小屏（簡(jiǎn)稱“區(qū)域屏”）為載體進(jìn)行信息展示及管控。

1）區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)?；趨^(qū)域屏，可實(shí)時(shí)展示本區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括溫濕度、飄浮顆粒物濃度、噪聲等。

2）區(qū)域環(huán)境調(diào)控?？赏ㄟ^“掃碼鑒權(quán)”方式進(jìn)行權(quán)限識(shí)別，有權(quán)限管理員可對(duì)本區(qū)域相關(guān)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行在線調(diào)控，如空調(diào)、燈光照明設(shè)備等。

3）異常預(yù)警警報(bào)。當(dāng)本區(qū)域發(fā)生異常事件時(shí)，可通過區(qū)域屏聲、光、信息展播等多種方式進(jìn)行警報(bào)提醒，從而有助于現(xiàn)場(chǎng)人員管理、人員疏散等管理服務(wù)。

4）區(qū)域?qū)Ш?。區(qū)域屏可提供當(dāng)前位置定位信息，以及院內(nèi)導(dǎo)航信息咨詢查看，可為到院人員提供指引服務(wù)。

5 結(jié)語

平臺(tái)通過融合BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，打通各類智能設(shè)備、各類專業(yè)子系統(tǒng)，使醫(yī)院全院及各區(qū)域綜合管控可視、可控，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域全天時(shí)全系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、全員聯(lián)動(dòng)分工協(xié)作的指揮調(diào)度、全自動(dòng)全智能實(shí)時(shí)一鍵切換、全要素全時(shí)段高智商能源管理等應(yīng)用服務(wù)，保障了“平疫結(jié)合”醫(yī)院運(yùn)行管控的安全、綠色、高效。