医院环境信息模型在疫情防控中的应用研究

贺晓鸣 应岚 胡震宇 吴龙 许明海 谢杰

摘  要： 新冠肺炎疫情的爆发对医院废水、废物、废气（简称“三废”）的治理技术和管理水平提出了严峻挑战。为做好医院疫情常态化防控工作，改善医院“三废”处理和环境管理效果，通过研究建立了以环境信息模型（EIM）为基础的“三废”全过程管理模式，将所有环境污染风险因素进行统一管理。利用物联网、数据平台，从模拟分析、风险识别、绩效评估等方面进行环境质量控制，做到事前预警，及时管控，有效提升了医院环境末端的疫情防控能力。

关键词： 医院; 三废; 环境信息模型; 疫情防控

中图分类号：TP3-05，R197.324          文献标识码：A     文章编号：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，突如其来的新冠肺炎疫情不仅严重威胁着人民的健康与生命，对国内公共卫生领域的传染病防控机制亦是一次极大的挑战，医疗机构内部废水、废物、废气等环境管理属于传染病防控的末端，在日常管理中最容易被忽视，极易成为疫情防控的弱点。医疗“三废”携带有大量致病微生物和化学有害物质，传染病疫情期间必须更加严格控制处理和排放流程，否则不仅会造成环境污染，也会对疫情防控造成不可估量的后果。为此，国家相关部门紧急发布了《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》、《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案（试行）》、《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗废物环境管理工作的通知》、《新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗废物应急处置管理与技术指南（试行）》和《关于印发医疗机构废弃物综合治理工作方案的通知》等指导性文件，为医院疫情期间的“三废”处理提供了技术指导。

1 医院“三废”处理和环境管理现状

防疫期间医疗“三废”管理工作能否按要求落实，不仅需要明确的技术方案指导，还与医院自身环境管理水平息息相关。目前，在医疗废气处理方面，多数医院仅采取简易空气过滤净化方法，废气管理总体水平较为落后;医疗固体废物多以定点集中处置为主，即委托具备专业资质的单位定期、定点处置，环境风险总体相对可控，主要问题集中于分类收集与监管等方面[1-2];医院污水一般经预处理后排入市政污水管道，该项目环境风险极高，也成为疫情防控期间环境管理的重点对象。

医院“三废”管理工作通常由医院后勤部门和感染管理部门负责，受建设投入、运维模式、管理水平等多方面影響，长期存在工作具体执行存在交叉、人员技术力量薄弱等问题，直接影响环境管理综合效果，导致医院污水消毒达标率普遍较低[3-5]。为了改善医院“三废”管理工作效果，配合疫情防控总体工作要求，结合医院“三废”管理工作经验，提出了医院环境信息模型（Environmental Information Modeling， EIM）管理理念，并在疫情防控期间加以实践总结。

2 环境信息模型（EIM）的建立

环境信息模型（EIM）是在参考建筑施工管理的建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）管理理论的基础上提出，将环境污染物按来源、形态、性质不同分类，以管理方式优化为导向，引入全过程管理和多方协同监管模式，统筹解决医院环境中突出的“三废”管理问题。环境信息模型主要包含感知层、传输层和分析协作层三部分组成，其中，感知层除获取仪表数据、设备运行状态等工况数据外，还应全面感知现场环境因素变化、人员工作动态等（见图1）。传输层作为连接感知层与分析协作层的中间层，主要用于上传和下发数据。分析协作层用于对感知层海量数据进行建模分析，同时提供管理接口供多方协作推进环境质量改善。

环境信息模型具有以下技术特点。

⑴ 强调全过程内环境质量的监管。环境信息模型的出发点在于统筹管理环境与卫生相关因素，引入先进的集中式、模型化、可视化管理工具，从污染产生源头到污染处理过程直到处理完毕进行全过程监管，持续提升环境管理质量与人员的技术能力，减少管理周期内的设备能耗和运维综合成本，降低环境污染和卫生安全风险，实现环境质量稳定改善。

⑵ 强调多方协同监管模式。通过构建协作分析平台，运维委托方、运维实施方、第三方专家及政府监管部门均能够获取到环境因素的实时和历时数据，实现共同监管模式，做到全流程透明监管，便于及时发现问题并交由专家团队进行评估研判，制定应急处置方案和优化改进方案等。

⑶ 强调管理工具的现代化。管理工具现代化体现在数据采集工具和协作分析管理工具两方面。其中，数据采集工具不仅来自现场传感器设备，如机器人、无线射频识别（RFID）设备、全球定位系统（GPS）设备、智能电子编码锁、可编程逻辑控制器（PLC）设备等，还来自于运维人员使用移动端工具扫描二维码后提交的相关数据。通过一系列电子化，数字化、现代化的数据采集工具，建立完整的环境信息数据库。在此基础上，进一步开发利用云端大数据计算能力结合决策分析相关理论方法，对海量数据流进行清洗、筛选和计算，以可视化图表展示评价指标计算结果，并据此提出改进建议，构建环境信息模型分析核心人工智能“大脑”。

⑷ 强调数据流的持续更新。数据流的实时更新反馈有助于提高环境信息数据建模的准确度，为预测、评价和分析模型提供海量数据支撑。环保设施运维管理方不仅利用平台进行日常运维工作的工单和报表提交，还可通过知识共享能力进行线上培训与业务考核;运维委托方则根据自动生成的运维管理质量评估与预测分析报告，监督与评价运维管理工作相关指标;第三方专家团队基于海量数据进行建模分析，针对环境管理和平台运行情况进行评估和判断。

环境信息模型（EIM）与传统运行监控平台的主要不同之处在于大数据智能分析与多方协作能力。环境信息模型强调全过程内环境信息数据的持续感知与收集，通过对海量数据的建模分析，实现智能化环境管理，持续改进环境管理质量，降低安全风险。

3 环境信息模型在疫情防控中的实践应用

以笔者所在的浙江中医药大学附属第二医院为例，运用EIM相关理论与技术，来规整医院的“三废”管理并取得了良好的效果。目前，医院“三废”处理由后勤服务中心负责，其中废气处于点式散排，废物由具有专业资质的单位定期清运处置，并运用智慧化手段进行过程管控，污水经院内集中污水处理站预处理后排入市政污水管道。经过现状分析，认为污水处理是该医院“三废”管理中最为薄弱的环节。污水处理站设在住院楼负一楼，为全地下结构，委托第三方运维单位进行日常管理，管理手段较为老旧，设施远程监控功能不全。为了解决这一问题，医院尝试采用环境信息模型（EIM）管理理念，对环境处理系统的感知层、传输层和分析协作层进行梳理和升级改造。

3.1 应用方法

⑴ 感知层上增加了针对污水水质、水量和废气流量等监测的仪表设备，废物集中处置点增加红外线探测仪和智能人脸识别门锁，避免非工作人员进入敏感区域，废气散排改造为负压收集后处理。对各类设备建档整理，为设备编制二维码，用于移动端扫码后显示页面提交设备相关信息。同时，在疫情敏感区域配备机器人进行空气质量监测及远程操控消毒。

⑵ 网络层针对部分区域网络信号差的问题，更换了网关协议，采用轻量级物对物协议（LWM2M）智能网关和窄带物联网（NB-IoT）网关，实现网关互联、数据透传，对于数据传输带宽不足的区域，采用有线互联网接入方式，充分满足数据传输需要。

⑶ 应用层采用全新设计的软件架构，可在电脑和手机端同时使用。应用层除基本的管理功能外，还根据疫情防控需要，增加了风险特征识别、模拟运维、协同诊断和绩效评估等高级功能。管理人员通过大数据可视化模块，监控环境信息流变化情况，实时提醒防疫消毒和环境污染重点风险环节，通过下发指令来加强现场工作人员对风险的管控。疫情期间，组织邀请技术专家接入应用层平台进行管理评估，并出具整改意见。

3.2 关键技术

⑴ 风险特征识别。重点风险特征的判别有助于发现医院“三废”处理设施及其运维管理要素的弱点，其技术关键在于根据实际情况建立层次分析结构模型[6]，对目标层、准则层和方案层的进行判别矩阵分析，最终对层次进行单排序和总排序，根据排序结果得到最佳方案，同时确保层次分析结果能通过一致性检验[7]。由于处于疫情期间，在进行层次分析时需特别注意针对各分析层设定相应的防疫措施因素，引入防疫控制性关键变量，增加防疫措施的权重。

⑵ 模拟运维操作。基于环境因素识别结果，对运维管理中因素的识别与赋值，形成完整数据链路，通过公式计算得到目标方案的最终数值并进行评价分级。模拟运维操作有助于发现运维管理过程中易受影响的因素，通过结果导向不断优化运维管理方案，形成标准化运维管理流程，规范各类运维工作。

⑶ 大数据处理与可视化。医院环境管理过程中形成的各类数据，经过合理计算分析，最终得到各类主要评价指标，如疫情防控等级、污水治理排放、医疗废物回收效果、医疗废气治理等级。同时，在运维管理工作中，得到环境监测仪表、设备运行工况（图表和视频）、处理工单管理分析、人员绩效管理等各类数据。在日常工作中，结合医院环境管理系统需要，建立清晰明了的大数据展示屏，以直观的流程示意图、雷达图、折线图、柱状图等，反映环境管理整体状况，便于管理人员快速、准确进行决策分析。

综上所述，环境信息模型是医院“三废”处理与管控的行之有效的手段，尤其在疫情防控的环境下起到了风险预警，提前防范的作用，对发现的问题能够精确追溯与寻源，及时采取措施，防范因“三废”处置不当造成的环境污染与病原传播。但EIM技术应用于环境管理应根据各地实际情况进行全面建模，数据收集时可从上到下逐步分解合并，做到数据全面、分类合理，同时应区分重点问题，进行环境影响因素识别分析，找到环境管理中的弱项并持续改进。EIM模型内部数据收集机制可结合医院现有设施适當增删，强化实时数据流监控与分析处理能力。作为统一化的环境管理模型，其内部的分析方法可多样化发展，但宜采用成熟的环境管理分析理论，通过实践不断改进模型，最终获得适用于当地的环境管理模型。

参考文献（References）：

[1] 汪玺正，刘彩红，李俊艳等.中国基层医疗机构医疗废物管理调查[J].中国感染控制杂志，2016.15（9）：698-701

[2] 王海鹏，陈建林.医疗废物处置单位运营存在的问题及对策[J].环境污染与防治，2011.33（6）：103-104，109

[3] 金慧，王慧敏，陈冰冰，等.2016-2018年杭州市三级医疗机构消毒灭菌质量监测[J].中国消毒学杂志，2019.36（12）：925-927

[4] 周卫民，任艳，韩瑞萍.2016-2018年昆明市医疗机构污水消毒处理监测结果[J].中国消毒学杂志，2019.36（11）：846-847

[5] 袁瀚寰，王勇，王昊等.上海市某区医疗机构污水处理现状调查[J].中国消毒学杂志，2019.36（7）：519-521

[6] 胡伟，龙庆华，钱茂等.基于层次分析法的企业污水治理评价指标体系权重确定[J].环境污染与防治，2014.36（2）：88-91

[7] 武永革，王小兵，李波等.层次分析法在数字化运维质量改进中的实践与应用[J].石油工业技术监督，2013.12：36-39