基于BIM的医疗建筑智慧运维管理系统建设

分类：论文范文 发表时间：2022-01-26 09:02

　　摘要：针对南京南部新城医疗中心设备种类繁多、运维管理难度大等问题，设计了基于BIM的医疗建筑可视化智慧运维管理系统。系统主要从安防安保、设备管理、能耗管理、人员管理等方面优化了医疗中心运维管理模式，成功地将被动式的后勤保障服务转变为主动式服务，降低了医疗中心的运维管理成本，提高了医院的运维管理效率。

　　关键词：医疗建筑；楼宇运维；BIM；主动式服务；能源管理

　　1项目背景

　　南京南部新城医疗中心作为现阶段国内一次建成单体建筑面积最大的连体综合三甲中医院，是南京市委、市政府重点建设和群众反响巨大的民生项目，其建成对城区医疗资源空间布局的优化具有巨大作用，且为新型医疗服务体系的建设奠定了物质基础。但在现代化智慧医疗国际示范项目快速打造及智慧医疗快速发展的背后，南部新城医疗中心在运维阶段存在较多困难[1]：

　　1）医院管理部门包含总务科、保卫科、医疗设备科、物管科、医疗气体科、信息科等众多部门，且各部门体系较为独立，难以形成信息的有效传递与交流。

　　2）医院设备种类多、数量大、信息分散、记录不完整，相关人员难以充分了解各设备详细信息，使设备维修、维护难。

　　3）设备维护标准及维护分级制度缺失，难以快捷有序地维护设备。

　　4）设备维护信息、保养记录等统计及查看较为困难，难以对设备故障进行预测、分析，难以有效避免故障的发生及消除潜在故障。5）设备维护人员职责分工不明确，工作内容难以量化，绩效考核困难。聚焦企业发展方向与项目运维管理难题，项目部以医疗中心运维应用为基点，从全局出发综合分析，融合设计、施工各阶段内容，打造一套精度为LOD500的智慧医疗运维管理系统，以提高运维管理的质量、节约成本，为智慧医疗的实现奠定物质及技术基础，支撑南京南部新城医疗卫生配套设施建设。

　　2基于BIM的医疗建筑运维系统设计理念

　　医院后勤“重管理、轻服务”的传统运维管理模式，更着重于后勤资源的管理和配置，往往忽略了为医患提供优质的后勤服务，从而造成管理过程中的“信息孤岛”，导致管理阻碍多、沟通效率低下，难以提供高效、必要的后勤保障服务[2]。医疗中心传统的运维管理模式主要采用于人工＋电子表格的管理方式，其工作纷繁芜杂、效率低下，难以为决策分析提供基础数据。项目部以医疗中心调研数据为基础进行服务需求的划分，并以“简单、快捷、高效”的系统使用要求为原则进行系统功能模块设计，保证楼宇运维管理有效进行，为智慧医疗的实现奠定基础。项目部从南部新城医疗中心办公管理应用需求出发，以先进性、经济性、可靠性、合理性、易维护性等为原则，采用集中式部署方式，并结合可视化技术、跨平台技术、面向服务的架构（SOA）、服务器虚拟化技术、完善的后备服务机制，搭建集信息集成化、管理动态化、办公移动化、安全预警化、技术一体化、运营智能化等于一体的运维管理系统。从而打通医院所有后勤业务，汇集各部门设备及人员信息，建立可视化、信息化、智能化、标准化的创新管理模式，实现智能化决策代替人工决策、自动预警代替人工巡逻，使管理人员能够直观、有效地进行服务管理[3]。

　　3支撑运维系统的BIM构成技术

　　针对施工数据与运维系统割裂的问题，在BIM技术的支持下对施工各专业BIM模型进行二次加工，使竣工模型与UNITY3D运维系统对接，打造更加精细化的孪生模型。以细部节点采用实测实量、地下室部分采用三维激光扫描、地上可见部分采用无人机扫描的方式，对整个项目进行精细化核查修改，并使用3DSMax对其进行优化。将优化后的孪生模型整体导入UNITY3D模型系统，使不同构件模型信息、ID与UNITY3D模型中设备构件信息和ID一一对应，同时将传感器等工程现场数据采集装置也接入UNITY3D模型中，从而满足智慧医疗楼宇数字化运维系统的使用要求[4]。智慧医疗楼宇数字化运维系统在运行过程中，外部信息的载入量远大于竣工模型所携带的数据信息。为保证系统高效运行，需对竣工模型进行轻量化处理。运维模型剔除了竣工模型中的墙体力学参数、钢筋参数、预制件参数等非变动性结构信息，并针对设计、施工等缺漏信息梳理检查后进行补缺修正以及接入智能化点位；同时对模型进行渲染及处理，实现智慧医疗楼宇的虚拟仿真建设。

　　4基于BIM的医疗建筑智慧运维管理系统

　　为提升医院的后勤服务质量，运维管理平台打通了医院所有的后勤业务，使医院的安防安保、运行管理和日常管理等各类信息汇集在同一个屏幕上，极大地提升了后勤保障的效率与质量。通过可视化、跨平台、SOA架构、服务器虚拟化等技术，实现了运维系统的信息集成化、管理动态化、办公移动化、安全预警化和技术一体化，以智能化决策代替人工决策，以自动预警代替人工巡逻，使管理人员能够直观、有效地进行服务管理[5]。

　　4.1环境品质管理

　　环境监控系统将实时采集的温度、湿度、二氧化碳浓度、空气洁净度等环境参数值进行图像化，并辅以折线图形式于建筑三维空间模型中显示被检测区域的环境变化状况，并依据数据分析结果进行设备运行状态调整，从而使环境舒适度达到最佳。

　　4.2安防安保管理

　　安保管理系统以人脸识别、大数据、人工智能等技术为基础，结合现代化智能设备，实现视频监控、门禁管理、周界警报、电子巡更等功能，协助管理人员对医疗楼宇内安全问题进行管理。系统通过门禁、监控等设备对楼宇内人员实时跟踪，并通过人脸识别及数据比对，及时发现危险人员并发出警报，同时强制打断其对有关设备、系统的操作，保证楼宇安全。

　　4.3设备设施管理

　　设备设施管理系统基于医疗建筑各构件BIM模型，集新风、照明、给排水、供配电、电梯、锅炉、水控系统等设备于一体，从而有效进行集中的管理与维护。管理人员能够通过系统对建筑各设施运行状态进行实时的监控与跟踪，并及时收到设备参数信息、基于BIM模型的设备定位信息，以及系统对设备故障所做出的诊断。同时，为保证设备在发生故障时得到及时维修，系统设计了备品备件管理库及维修维保系统。管理人员根据系统反馈的信息，并结合备品备件库中备件的参数、数量、存放地点等管理信息，进行维修管理及维保计划的制定。

　　4.4消防保障管理

　　消防管理系统与医疗建筑的消防系统对接，并对消防报警信息、消防器材状态信息等进行实时跟踪与监控，为医疗楼宇及相关人员提供安全的工作环境。同时，系统与其他模块进行有效联动，从而实现自动消防巡检、消防定位引导、火灾报警等智能管理功能，并配合管理人员定期进行应急管理及消防演练，保证系统的正常运行。

　　4.5能源消耗管理

　　能源消耗管理系统是对医疗建筑用电、热水、冷水、冷热量等耗能设备的耗能数据进行实时监测，并通过能耗对比、节能诊断、节能改造、定额管理、分户管理等功能实现医疗楼宇的能耗精细化管理，从而达到降低能源消耗量、提高能源利用率、健康环保的管理目标。4.6报警管理报警管理系统是针对突发事件设计的运维管理模块，整合了医疗建筑环境异常、能耗超标、设备故障等报警信息，根据事故严重等级进行分级并于BIM模型中标记，从而使管理人员能够有依据地进行应急处理，保障医疗建筑内的安全。

　　4.7资产管理

　　资产管理系统是对医疗建筑内所有固定资产进行整合及日常管理，通过设计申请、审核、入库、资产变更、资产出售等模块对资产进行闭环管理，方便管理人员对固定资产使用状况进行统计查询及对资产事务进行处理，使医疗建筑实现公开、透明、系统的资产管理模式。

　　4.8人员管理

　　医疗建筑管理人员类别多、数量庞大，使用传统的手工记录作业模式在效率低下的同时往往会伴随因粗心而造成的管理纰漏，难以保证智慧医疗的有效运行。人员管理系统通过将人员信息、排班信息等进行归档，设计检索迅速、查找方便的操作界面，降低医疗建筑运维管理的人员成本，方便员工信息的维护、更新和查询，增加数据的可靠性，帮助医疗中心实现科学化和正规化的管理。

　　4.9停车管理

　　停车管理系统是通过车位管理、档案管理、统计分析等对楼宇内停车场及其车位进行集中管控，在实时掌握场内停放车辆数及空余车位数的同时，能够为客户提供车位检测、停车引导、反向寻车等功能，提高客户满意度。

　　5运维系统信息集成保障技术

　　数据是医院管理平台研发及运行的基础，只有构建安全可靠的数据收集、传输、备份和恢复环境，才能为医疗中心提供安全可靠的信息服务，保障用户的数据安全。针对医疗楼宇产生庞大数据导致的管理难、检索慢、效率低、共享难等问题，项目在运维管理系统中单独设计了文档管理模块，能够有效地收集、处理及分类文档，保证设备、人员、车辆、会议、合同等资料的有效管理。同时，根据系统所需数据的传输涉及的不同网段、系统、区域之间的采集与传输，系统强化了底层协议的使用层次、完善子网系统、提升监控功能、细化程序操作，采用对称加密、公钥加密、身份认证等加密方式保证传输数据的完整性、保密性，同时建立稳固的数据传输通道，保障数据传输的安全与稳定。数据故障方面，数据的备份及恢复能够使系统在出现数据异常、运行故障等状况时，公司可以及时收到预警并对系统运行状态进行调整，同时将所有数据以正常状态完整、快速、简捷、可靠地呈现出来，进而确保系统安全、稳定的运行[6-8]。

　　6结语

　　在应用实践过程中，项目部在南京南部新城医疗中心成功构建了基于BIM的医疗建筑智慧运维管理系统，将后勤保障被动式的服务转变为主动式服务，形成了科学、专业、标准、合理、经济的统一运维管理模式，为医疗中心的设备管理、维护维保、资产管理、安全管理等工作提供了可靠的信息及技术支撑，有效地提高了医院运维管理效率，降低了人力管理成本。

　　参考文献

　　[1]左锋.基于BIM的医院建筑建造全过程管控技术研究[J].建筑施工,2018,40(10):1827-1830.

　　[2]赵国林.基于BIM技术的医院建筑智慧运营维护技术[J].建筑施工,2018,40(8):1482-1484.

　　[3]张远平,夏志伟,王诗旭.四川大学华西医院医技楼工程运用BIM实践[J].医院建筑与装备,2016,17(2):80-84.

　　[4]袁幼哲,陈杨,鲁彦.某医疗建筑电气与智能化一体化设计实践[J].建筑电气,2019,38(8):12-16.

　　[5]洪兆丰.基于协同设计平台的医疗建筑BIM应用研究:以南京六合区中医院为例[D].南京:南京工业大学,2018.

　　[6]李杏.基于BIM技术的医院建筑运维管理研究[D].北京:北京建筑大学,2019.

　　[7]余芳强,曹强,许璟琳.基于BIM的医疗建筑智慧建设运维管理系统研究[J].上海建设科技,2018(1):30-34.

　　[8]张超.BIM技术在医疗建筑消防设施运维模型构建中的应用[J].工程与建设,2020,34(1):81-83.

　　叶嵩李林张权熊建陈孝文

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