基于BIM的医院可视化运维管理平台——物联网硬件设施在医院后勤运维的应用

潘 毅

（福建省妇幼保健院，福建 福州 350001）

1 医院后勤管理的重要性

福建省妇产医院坐落于福州市晋安区战坂路，地上16层，地下2层，包含医疗综合楼、生活综合楼、液氧站、污水处理站垃圾站及门卫。医院设置总务科、保卫科、信息科等后勤保障部门。其中，总务科下设智能化建设、机电运维、保洁运送、物资管理、采购、物资管理、文件管理等多个班组，负责医院运维后勤服务工作，贯穿医院业务的每一个环节。

在后勤管理工作中，医院后勤公用设施设备安全管理工作尤其重要，其安全管理水平直接影响整体医疗服务水平。比如，在诊断或手术等医疗过程中，一旦发生断电断水，医疗工作将被迫中止，将威胁到患者的生命安全，对医院整体运营带来极大影响。

2 传统后勤管理模式存在的问题

（1）运营成本高，技术人员能力参差不齐。现阶段大部分医院尤其是老旧医院设备运维巡检依赖人工，既增加了人力成本，又容易出现判断或录入错误的情况，为医院安全运营带来隐患。很多医院进行社会化改革后将后勤服务进行外包，但是外包单位用人门槛低，导致运维人员流动性大，新上岗职工对医院公用设施设备使用和管理情况需要重新了解，外包单位人员有不少未接受过系统性培训，其专业水平和医院后勤管理标准还存在距离。若因医院后勤管理水平不足而造成设备设施停运或产生安全事故，那将给医院带来不良影响。

（3）各安防系统建设存在孤岛，集中管控难。医院运维各子系统广而杂，例如，安防系统虽然在监控、门禁、报警、实时巡检等领域均实现了系统的数字化建设，但在整体化安防系统平台上的整合度不够，各系统间缺少互联互通，往往一个系统发生报警情况，需要多个系统来回进行排查和调试，降低了应急响应速度。

3 物联网设备的应用为医院运维带来新的管理模式

随着城镇化建设的不断推进以及科学技术的迅速发展，人们对现代化建筑设备的数量和功能要求越来越多，能够实现建筑自动控制与管理的智慧型运维管理平台就此诞生。智慧运维平台具有安全、高效和节能的特点，同时满足了使用者对建筑的监视、控制、管理和信息传递，为后勤管理者提供了新的管理手段。

3.1 智慧终端设备搭配运维管理平台实现数据远程读取

随着物联网技术的提升，各类终端设备逐渐实现智能化发展，智能化通信终端设备本身具备联网能力，可以直接接入网络，比如，在设备端加入NB-IoT通信模组、2G/3G/4G/5G通信模组等方式，实现终端设备直接联网[2]。

在楼宇智慧运维应用中，常见的智慧终端设备为远程水电表。水电表的数据直接通过NB-IoT（窄带物联网）与运维平台对接，实现无线远程抄表功能。基于蜂窝的NB-IoT无线远程水表，具有覆盖面广、安全性高、可靠性高、功耗低、应用成本低等优势，NB-IoT在具备GPRS远程抄表功能基础之上还具备海量容量，两相比较，GPRS远程抄表用户容量仅为相同基站通信用户容量的十分之一。水表安装方便，易于实地调试，替代了传统运维工作中人工抄表的方式，解放了人力资源。

3.2 联网模组、智能网关设备助力医院运维平台打通信息孤岛

由于医院不同设备多是独立采购独立运行的，采用协议种类多种多样，这种孤立的系统设置和分散的信息数据给医院带来了在各子系统独立快速响应的同时，也大大增加了跨系统联动、资源调配、降本增效、业务流程优化的难度。尤其对于大部分医院后勤管理工作来说，使用社会化外包情况普遍，给安全保卫的及时性和有效性带来了更大的挑战。

因此，在医院不同设备子系统对接中，网关扮演了非常重要的角色，它成为连接感知网络与通信网络的纽带，能够适应大多数常见的物联网组网方式，将不同连接方式的物联网设备组织成一个网络。网关是一个典型的智能设备，它可以将RS-485总线、以太网、Wi-Fi、ZigBee等子网络连接起来（图1）。要想实现智能化运维综合管理，打通信息孤岛则需要将协议在网关上做统一的转换，然后将数据传递到运维平台进行展示和分析。

图1 物联网网关链接示意图

通过物联网网关+运维管理平台软硬件搭配的组成方式对医院机电设备进行数据远程采集和展示，能够将不同类型、不同专业和不同协议的设备集成到一个平台，进行综合集中管控，减少出现一旦系统发生报警需要多个系统来回进行排查和调试的问题，大大提升了医院运维部门的应急响应速率。

4 应用验证

4.1 BIM可视化运维管理平台实现设备远程监控

近十年以来，国家大力推BIM技术在建筑设计、施工管理和运维阶段的深度应用。基于BIM技术实现医院建筑全专业数据化建模，以BIM可视化数据为核心，将医院各独立运行系统信息进行集成，并与BIM空间管理和视频监控、安防、应急系统无缝关联，覆盖医院后勤管理整个范畴，确保各相关业务管理过程线上数据采集及应用全覆盖，同时解决信息孤岛问题，打通内外相关系统数据，提供跨子系统的业务联动应用，形成一个统一融合的应用平台。

学生虽是被教育的对象，但不是被动的，作为课堂的主要参与者，必须意识到其主体的地位。小学生求知欲望十分强烈，记忆力也高于他人，还善于效仿，如果老师采取模式单一、形式简单的教学方式，会因缺少针对性难以挖掘学生具备的潜力。但如果盲目地将各种活跃情境的游戏导入教学，又会导致偏离教学的整体方向。所以为了避免出现这种两难的情况，需要深入考虑到学生的独立意识，改变传统教学的弊端。

4.2 场景智能化应急联动

应急联动系统可保障管理者针对公共安全和突发公共事件（图2）及时联动各个区域进行应急处理，最大限度地预防和减少突发公共事件及其造成的损害。通过综合指挥中心与现有各管理系统以及数据统计分析、视频监控、综合信息发布、环境监测等系统进行数据对接，为应急指挥与调度、医院秩序、医院安全应急管理等提供服务，针对可能出现的情况提供应急预案管理[3]。

图2 采用BIM引擎技术实现场景管理

4.2.1 手术室消防联动应用场景和应急处置策略

联动医院挂号系统实现信息共享，要求挂号时形成独立的住院手术及家属人员手机信息库，数据库同时拥有医务、消防安全等人员数据信息。BIM智慧后勤综合管理平台信息系统会自动读取数据库中数据，作为发生火灾时的信息发送对象，发送火灾逃生路线，引导相关人员及时逃生自救。

在手术室消防联动和应急处置过程中，平台模块架构分为基础支撑层、数据资源层和应用层三个方面（图3）。

图3 手术室消防联动和应急处置平台模块架构

（1）基础支撑层：包括基础平台和信息感知与传输两方面，基础平台保证了系统正常运行的基础软硬件条件，RFID标签和读写器、摄像头、GPS传感器等作为识别物体和采集信息的主要媒介，两者保证了基于平台下的信息采集工作。

（2）数据资源层：主要整合了手术室建设过程中的BIM模型数据，同时对运维过程中产生的应急管理信息、监测信息、文档、图片、视频等信息进行归集，与BIM模型进行挂接，通过数据处理、数据融合及数据转换等完成对手术室运维数据的整合。

（3）应用层：不同阶段、不同场景下提供相应的应急管理预案，在手术室区域发生火灾、停水停电等情况时，可提供应急预案、应急资源、应急模拟、应急救援等应用。通过BIM智慧后勤综合管理平台对可应急场景进行三维可视化管理，提前熟悉事故发生地的周边环境及资源配置情况，对相关资源进行优化调整。

4.2.2 空调机房漏水多级处置策略

在机房漏水事件中，传统监控方式主要是安排维保人员对机房内管道和阀门进行检查，随着设备使用年限越来越长，其检查的范围和工作量也逐渐增加。传统人工检查方法过于落后且对数据缺乏集成管理，导致漏检和误检事件时有发生。为了及时发现漏水的安全隐患，BIM可视化运维管理平台结合水浸传感器、视频监控等设备，实现机房漏水的远程实时控制。

该方案感知层部分采用RS-485布线方式，直接连接环境监控主机，然后通过modbus-tcp协议上传至运维平台，实现24小时不间断在线监控（图4）。检测位置和范围包括：定位传感器安装位置在管道底部或者管道立面上，不定位传感器安装在配电柜、巡检柜柜体外壳边缘，光电水侵传感器安装在机房地面。

图4 检测布线示意

除此之外，该平台解决方案还支持手机端报警、声光报警、视频监控联动等功能，用多种方式保障空调机房安全。

联动设置预案：渗漏水告警→平台收到告警信息→声光报警→联动视频监控进行辅助确认→值班人员确认→快速定位渗漏位置→平台推送工单→维修完毕→工单反馈→数据仓库→数据学习→数据分析（图5）。

图5 机房漏水监测联动案例

基于BIM智慧后勤综合管理平台的空调机房渗漏水检测可视化方案具有以下功能。

（1）可在线监测水浸数据，实时查询，可通过BIM模型快速定位报警具体位置以及渗漏情况，可对报警设备信息进行查询等。

（2）当某参数超过安全值时，联动视频监控能提供界面报警、声光报警等报警，并进行事件记录，供调用和分析。

（3）可通过平台上的监测系统实时查看所测环境的水浸信息。

（4）具有通过平台推送维保计划、巡检记录、维修工单收发功能。

5 结束语

通过BIM与物联网技术的结合构建的集成化管理平台，方便管理者更为直观高效地管理各子系统，改变了传统管理模式。实现医院后勤的信息化存储、可视化管理、数字化展示，通过将医院后勤运维向智能化方向转变，大大减少了传统运维模式下时间和人力成本的浪费，提高了后勤运维管理效率。■