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Scientific Research

试析医院等公共建筑弱电智能化应用

作者

皇甫立明

北京天润建设有限公司 北京市

医院是功能复杂且需要满足特殊智能化要求的公共建筑,故而医院弱电智能化系统具有典型的行业属性。在服务端要以智能导诊的形式来优化就医流程,并通过安防系统保障医疗安全,在医疗工作端要通过医护对讲实现快速响应,通过设备管理系统提升资产运转效率,还要遵守医疗行业的数据安全及设备兼容性标准,这就对医院弱电智能化系统的建设提出了相当高的要求,相关研究也有助于推动智慧建筑的发展进程。

一、医院等公共建筑弱电智能化应用现状

(一)安全防范与监控系统的规模化应用

对于公共建筑的全面保护而言,安全防范和监控是保证建筑安全的技术系统之一。采用综合布线技术,配置高清摄像头、智能门禁、报警器等,建筑的各处安装有高清摄像机、智能门禁以及报警装置等设备,并且全程对门禁口以及各个重要部位实行 24 小时监控,利用其监控安全的报警系统。具体运用如:针对医院,除了防止医院的正常安全隐患之外,还可以联动电子病历、医疗设备管理系统,实现药物房、手术室等重点区域分级权限管控、异常告警等功能;又如,以生物识别门禁严格把控高危区域的人员出入,通过视频分析算法,能够自动检测到跌倒、拥堵等情况发生,并启动相应应预案等。

(二)通信网络系统的立体化架构构建

目前的公共建筑通信网络主要是由有线加无线、专网加互联网结合而成。有线网使用万兆以太网作为骨干网来保证 HIS、PACS 等重要系统的正常运转;无线网部署高密 AP,实现室外人群密集区全部接入,解决医患之间的移动互联需求。医院通信系统向具备 IP 电话、视频会议等多种功能的立体化综合平台发展,可极大提高应急事件的响应速度。

(三)楼宇自动化系统的智能化管控实践

以传感器技术和自动控制理论为基础,实现楼宇自动化系统对建筑机电设备从设计、建设到运行维护全生命周期智能管控。环境控制上,根据温湿度、照度传感器数据联动空调和照明实现医院病房的环境控制,满足人舒适和节约用电的要求;设备管理方面,利用电梯智能调度管理客流,给排水系统采用压力传感器、变频水泵等实现节流,能源管理子系统对采集的能耗数据进行建模分析,并进行能源节约决策,完成公共建筑向数据化的转变。

二、医院等公共建筑弱电智能化应用难点

(一)技术标准体系的碎片化困境

目前弱电智能化存在技术标准不一,接口规范不一致的情况。由于没有国家级统一的标准,不同品牌的设备商在通信协议、数据格式上差别很大,若想实现跨品牌设备间的互通互联,则需要针对不同的设备进行大量的定制开发。比如,在安防系统中,ONVIF 协议和 GB/T28181 协议存在互斥问题,导致摄像机对接到监控平台时经常需要用到一些协议转换器,进而增加了系统的集成难度和成本。此外,在医疗行业数据安全标准与建筑智能化标准之间没有实现匹配工作,无法使得在电子病历跨系统传输时有统一规范的加密认证手段。这都可能造成病人的医疗信息安全得不到保障。

(二)系统集成的复杂性挑战

公共建筑弱电智能化系统涉及 10 余类不同子系统,由于各系统间技术体制、部署方式、数据格式的不同,造成系统间存在壁垒较高。从数据方面来看,各子系统的数据库结构、接口协议及编码规则都不一致,因此要实现跨系统的数据互换需要先进行数据格式转换;从控制方面看,需要将建筑内的楼宇自动化和安防系统通过相关技术把所有设备集成为一个整体,并且能够实现对各类报警的实时联动、集中管理,并需要解决时间同步问题和优先级问题;从物理层面说,建筑物的复杂度提高会增加设备布设与线缆铺设的难度,在旧建筑改造中可能受管线空间条件限制而无法实施。另外缺乏全生命周期管控会导致系统升级兼容性不好,如已有建成为期达 5 年以上工程项目会因技术更新快等原因造成设备淘汰更新较快,系统扩展能力不足。

三、应对医院等公共建筑弱电智能化应用难点的策略

(一)构建统一技术标准体系

破除技术碎片化问题要形成“国家层面顶层设计+行业细分标准 + . 企业团体标准”的三级标准体系,在国家层面尽快出台《公共建筑弱电智能化系统技术规范》等相关国家标准,确定通信协议、数据接口、安全认证等核心技术参数,并开展跨行业标准互认,规范细化应用场景和主体的技术范围、属性等内容;在行业层面,以中国建筑卫生系统分会,全国医建智能建筑行业协会等行业组织或机构为牵头单位,形成医院专用智能化标准,并且规范医疗数据交互、设备联动控制、应急响应等内容;在企业层面,倡导在重要优势企业带领下,协同相关方面制订团体标准,发挥龙头引领作用,组建技术联盟整合优势资源合力攻克关键环节共性难题,形成可参考的标准化成果应用。

(二)创新系统集成设计方法论

采取“顶层架构设计+模块化实施 + 全周期管理”的技术路线。规划阶段:运用BIM 技术建立智能化系统三维仿真模型,根据真实建筑物进行模型搭建和各种智能化系统、设备及其管道等施工预留,精确计算各个设备的安装布置位置、管道线路走向、各类管道的连接方式和施工方法以及系统间的联动关系,并在此基础上预先发现各专业的冲突点。

(三)实施全成本周期优化策略

破除高成本困局,要建立起“前期精准预算、中期动态管控、后期效能提升”的成本管理体系,在项目立项前,通过运用价值工程理论,对项目立项阶段各设计方案进行比选,合理设置项目中智能化系统的配置标准,坚决抵制既不能体现客观功能需求,又不能契合实际经济状况的“花架子式”高配模式;在采购上积极采用集中采购、打包招标“硬件+服务”的方式进行设备采购、推动国产化替代方案加快落地;运营阶段设立智能化系统的能效评估体系,推广采用合同能源管理模式引入社会资本开展节能改造工作,并基于大数据优化智能设施设备使用方式,切实节省用能支出及维保支出。

四、结论

医院等公共建筑的弱电智能化建设是提升社会公共服务水平、推动城市治理现代化的重要抓手。本研究通过对应用现状的梳理与关键问题的剖析,揭示了当前智能化建设中存在的技术标准、系统集成、成本控制与人才储备等方面的挑战,并从标准化建设、系统性设计、成本优化与人才培养等维度提出了针对性解决方案。未来研究可进一步结合物联网、数字孪生、边缘计算等前沿技术,探索智能化系统与建筑空间、医疗业务的深度融合模式,为构建 “安全、高效、绿色、智慧” 的新一代公共建筑提供更具前瞻性的理论支撑。

参考文献

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