成都京东方医院电气智能化系统设计概述

朱 莉， 李 军， 孙 瑜

(上海建筑设计研究院有限公司，上海 200041)

0 引言

成都京东方医院是根据《四川省“十三五”卫生计生事业发展规划》建设的三级甲等医院。笔者所在单位作为总包设计电气专业负责方，现结合实例，就如何规划大型综合民营医院的电气智能化设计方案，实现优质的医疗、智能的建筑和高效的管理的设计任务进行介绍，主要涉及成都京东方医院的智能化电气设计相关方案，可为电气设计人员提供参考。

1 电气智能化设计概述

1.1 项目概述

成都京东方医院总建筑面积约60万m2，其中一期建设面积约40万m2，设置床位两千多张，以打造西南地区医疗航母作为建设目标。包括综合门诊楼、医技楼、急诊楼、综合住院楼、肿瘤中心、老年中心、妇儿中心、心血管/神经中心、能源中心、高压氧仓及进修实验楼(宿舍楼)；南侧地块包括创新、转化、教学中心及行政会议、学术中心。

1.2 电气设计基本原则

本项目在智能化设计中遵循如下原则。

(1)前瞻性：立足于当前人、业务、设备设施管理等各方面的根本需求，更能适应对未来智慧医院智能化以及可持续发展的需求。

(2)扩展性：使得未来扩展的设施设备以及应用系统易与原智慧医院的架构系统融合。

(3)开放性：信息交换过程中采取国际通用的信息交换标准(如HL7等)，使得智慧医院智能化系统具有很强的开放性。

(4)创新性：系统设计侧重于围绕如何为企业职工、医护人员、管理人员等提供最适宜的就医环境、工作环境而展开，借助新兴技术平台，打造创新型的优质医疗系统。

(5)整合性：智能化系统规划在数据和应用集成的基础上，整合数据中心和集成平台，实现异构系统和数据的融合。

1.3 设计内容

基于对成都京东方医院建设的整体目标及基础设施建设设计原则，以及满足未来医院智慧和智能化的可持续发展要求，本项目具体智能化系统(图1)设计主要包含优质医疗体系、高效管理体系和智能建筑体系三个子系统，每个体系内均包括若干子系统。

图1 电气智能化设计框图

2 医院计算机网络设计

医院计算机网络设计是成都京东方医院的核心部分。本项目需建立一套“可管理、高扩展、多业务、高安全”的高效网络系统，且需要保证本次建设中的核心设备都必须具备一定的扩展性，以满足将来几年的业务系统增长的需要。考虑到医院内信息点较多，涉及所有科室办公、业务、设备运营等，为了保证网络质量，合理分担网络流量，医院分别设置内网、外网和设备网(物联网)，且三个系统在物理上相互独立。

内网是整个医院网络的枢纽，承载着医院的核心业务，如HIS、LIS、PACS、财务系统，医院内部自动化办公，行政、医务和病房管理等过程中信息处理传输等；外网包含医院核心应用之外的其他所有网络系统，包括互联网接入、区域医疗互联，医保关联机构外联、视频会议系统、公共区域无线上网等。设备网主要面对已经到来的物联网时代，除了安防、智能卡等智能化应用系统使用，主要接入层设备均采用POE技术，并预留有线和无线的接入口，为物联网设备接入和扩展提供预留。

根据今后医院网络发展趋势，核心节点之间的应该有充足的带宽资源来满足日益增多的各种应用对带宽资源的需求。本次网络建设采用高性能、大容量的路由交换机组网，网络划分为核心层、汇聚层、接入层三层体系结构。核心层主要完成整个网络数据的高速转发、提供虚拟网划分、多协议路由等工作，同时要为各汇聚节点提供最佳传输通道；汇聚层把多台来自接入层交换机的访问路径进行汇聚和集中，负责处理所有通信量的任务；接入层承担接入所有信息节点的任务，将获取数据的高速转发，快速汇聚路由、均衡负载、控制流量等功能。与此同时，部署FIT AP解决方案对医院进行无线网络覆盖，方便移动终端灵活接入，实现网络资源、用户、业务的融合管理。

3 主要子系统设计

成都京东方医院整个智能化系统包括众多子系统，来实现整个医院的运作。本文选取其中具有创新特色的子系统进行介绍，主要有综合布线系统、视频监控系统、停车管理及车位引导系统、婴儿防盗系统、VIP智慧病房系统、能源计量系统和智能建筑综合运维管控系统。

3.1 综合布线系统

结构化的综合布线系统是为了满足医院信息通信的要求，该系统支持包括内网(含Wi-Fi)、外网(含Wi-Fi及语音网)、设备网及IPTV，四套网络系统相互独立的通信联网的需求，实现管理上的物理隔离。同时，鉴于本项目信息点数量庞大，为了增强网络的实时性、可靠性、安全性和可管理性，采用智能型电子配线管理系统，跟踪配线架上所有端口的增加、移动和改变状况，记录状态报告，并能辅助网络管理技术人员作跳线管理。

3.2 视频监控系统

视频监控系统采用技术先进、操作简便的网络视频监控管理方案，由前端图像采集系统、信号传输系统、图像显示系统、信息处理控制系统、图像储存系统等五大部分组成。

医院监控重要区域(如医院主要出入口、门急诊及各楼大厅等)于前端使用高清网络摄像机，具备人脸识别及拾音接入功能模块，便于接入拾音器，并在未来根据院方需要升级为以人脸识别技术取代传统就诊卡的就诊模式。同时本方案结合智能视频监控技术，于前端使用网络摄像机，通过管理服务器分析视频，及时响应产生相关报警，报警服务器在接收到报警信号后可触发预案设置的联动。

3.3 停车管理及车位引导系统

针对停车难易造成交通堵塞以及路边违停造成二次拥堵等问题，设计停车管理及车位引导系统，采用全视频识别配置方式的出入口控制系统，实现出入口控制管理高度智能化，解决医院各类出入口管理问题；可准确记录和识别随行车牌号码，确保每一辆进出的车辆有据可查、进出可控；同时设置人脸抓拍系统，部署在出入口系统的关键位置，加强对进出人员的管理和安全防范；通过互联网诱导与寻车系统，车主可以通过各类引导设备快速智能存取车，并通过互联网模式，实现车位的网上预约、提醒停车时间与在线支付，提高预约挂号的就诊效率。

3.4 婴儿防盗系统

遵照国家卫计委关于医疗机构新生儿安全管理制度(试行)的通知，结合医院各级领导对新生儿在院期间的安全高度重视和对社会高度负责的态度，为新生儿在院期间的安全防护特制一套婴幼儿防盗系统，包括无线信号子系统、数据通讯子系统、应用软件管理子系统。

系统采用射频专利技术，通过在医院安全区域安装超强信号基站和非安全区域安装监控基站，在婴幼儿身上佩戴低功耗射频监护智能环实现安全监护功能。超强信号基站实时接收婴儿监护智能环所发出的射频信号，并据此信号判断婴儿安全状态，同时在产科病区的出入口安装监控系统，佩戴有防盗智能环的新生儿一旦进入门禁覆盖的区域内，后台控制终端和出入口门禁声光报警系统即会自动报警，从而实现对企图盗窃婴儿行为及时报警提示。

3.5 VIP智慧病房系统

全面智慧病房解决方案，旨在优化病患住院照护体验，简化医护工作流程。系统主要包括告警系统、用电安全子系统和环境系统。

其中，告警系统可以将告警信息分为四个等级，并可自行设置通知推送的人员账号，一旦出现紧急告警，在第一时间通过短信和手机App推送的方式告知管理人员，实现快速告警处理。用电安全子系统通过物联网平台可在护士站远程查询各VIP病房内的智能开关、插座等，并可在管理中心实现空气开关线路电压、漏电电流、线路功率、线路电流、开关状态等用电数据的管理，以及区域内所有用电开关远程集控管理、自由分组设置定时开关等，同时每个患者都可以通过手机终端管理自己的房间甚至区域的灯光明暗度，不影响其他床位的休息。环境系统可对室内温湿度进行智能化管控，使之维持在一个较为舒适的范围内。在智慧病房管理系统中，通过对VIP病房区部署物联网LoRa环境，连接智能插排、智能空开、空调面板、温湿度传感器、红外遥控、红外人体感应，打造智能物联、互利互通的物联网络，实现场景环境内的环境监控、人体感应、设备控制的统一物联管理。

3.6 能源计量系统

建筑能效监管系统通过对医院建筑进行详细的能耗分析，安装分类分项智能能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现建筑能耗的在线监测和动态分析，在保证供电可靠性并且不减少病人和医务人员舒适体验的前提下，通过能耗分析和管理，大大减少医院建筑的能耗，且三甲医院节能潜力大，是建筑节能的重点领域。本系统主要由能耗分析系统、数据采集子系统和网络子系统3部分组成。

其中，能耗分析系统可通过各种计量设备和各种传感器设备收集计量获得的数据，掌握医院耗能趋势，并通过用能趋势图，建立不同的能耗分析模型，快速定位耗能负荷高峰，并逐级定位高峰能耗的组成，为移峰填谷找到依据。而且可通过设置每日用能值定额管理用能，并将其与实际用能进行对比，对可能出现的用能突增进行预警，实现能耗信息采集自动化和科学决策能耗目标。系统还具有数据采集器，即通过各种协议方式传输的中间数据处理设备，同时对数据进行整理和重新封装；网络子系统主要利用网络传输，将采集器整理和封装的数据安全、稳定、迅速地上传至能耗检测平台。图2为能源计量系统构架。

图2 能源计量系统构架

以数据顺利传输为前提，系统设计时充分考虑数据上传至本地服务器平台的平滑和稳定性以及支持远程访问的需要，对平台的架构理解见图3数据接入分层图。

图3 数据接入分层图

3.7 智能建筑综合运维管控系统

智能化集成管控系统(以下简称“IBMS”)通过物联网中间件的网络控制设备，采用TCP/IP、BACnet、OPC、LONworks等多种协议，实现建筑设备监控、安防系统、消防、梯控或现场设备之间相互通讯，以及所有子系统的集成或直接通过现场总线连接各种现场设备。

本系统采用软联动和硬联动相结合的方式进行，以达到优势互补和效益最大化。在安全级别最高且不易更改的联动部分采用硬联动来完成。对于安全辅助功能及需灵活配置的联动部分采用软联动来实现。另外，在关键的地方可以软、硬联动同时用，以实现双保险。

4 结束语