淺談醫(yī)院建筑的智能化設(shè)計(jì)

李瑩瑩， 買永鋒， 楊銘洋， 李 寧， 王艷敏

(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150001；2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150001)

0 引言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，建筑智能化已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)的一大潮流。醫(yī)院建筑不同于普通的民用建筑，如何實(shí)現(xiàn)其建筑智能化設(shè)計(jì)與信息化系統(tǒng)接軌是現(xiàn)在亟待解決的一個(gè)問題。同時(shí)面對全國大量的醫(yī)院系統(tǒng)改造建設(shè)，醫(yī)院的建筑智能化設(shè)計(jì)研究具有重要意義。不同于一般的商業(yè)性建筑，醫(yī)院建筑具有很強(qiáng)的特殊性，不是以追求經(jīng)濟(jì)效益為第一目的。它本身是一個(gè)以病人為核心的建筑，建筑環(huán)境對病人心理有較大的影響。如何實(shí)現(xiàn)其安全感、舒適性、私密性、識(shí)別性等是醫(yī)院建筑智能化設(shè)計(jì)中必須要面對的問題。

1 設(shè)計(jì)重點(diǎn)問題

醫(yī)院建筑的智能化設(shè)計(jì)首先要面對的是醫(yī)院建筑的布線問題。醫(yī)院的信息化系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，除了自身的電力、通訊等設(shè)施，它還承載了很多其他平臺(tái)。在設(shè)計(jì)中必須針對不同設(shè)備的特性、各個(gè)科室的分布進(jìn)行合理布線。繁雜的設(shè)備在使用與儲(chǔ)存過程中同樣會(huì)產(chǎn)生一定的安全隱患，所以醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)必須考慮到安全性與可靠性。

醫(yī)院建筑智能化設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題是需要建立一個(gè)高速穩(wěn)定的信息化平臺(tái)。以較大型的醫(yī)院為例子，每一天要進(jìn)行儲(chǔ)存以及處理的病人信息數(shù)量極為可觀，但這些數(shù)據(jù)還要進(jìn)行長時(shí)間、可靠的儲(chǔ)存，且要保持被隨時(shí)調(diào)用，這無疑加劇了醫(yī)院建筑智能化設(shè)計(jì)的難度。合理利用現(xiàn)有的包括4G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息資源的高效利用是一個(gè)值得嘗試的方向。

除了建立完善的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)針對性的信息化系統(tǒng)(如排隊(duì)叫號系統(tǒng)、病房呼叫系統(tǒng)、ICU/CCU 探視系統(tǒng)、嬰兒看護(hù)系統(tǒng)、多媒體示教、醫(yī)院條碼及 RFID 綜合應(yīng)用系統(tǒng)等)的應(yīng)用同樣重要。

2 智能化方案

2.1 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)在考慮到建筑設(shè)計(jì)的實(shí)用性與可靠性前提下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電設(shè)備、照明設(shè)備等高效實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，降低能源成本及運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)該系統(tǒng)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)化控制與高效管理，從而降低人工成本，更方便實(shí)現(xiàn)物業(yè)自動(dòng)化。

2.2 建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)

該系統(tǒng)能耗監(jiān)測的范圍包括冷熱源、供暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、給水排水、供配電、照明、電梯等建筑設(shè)備。實(shí)現(xiàn)對于電量、水量、燃?xì)饬?、集中供熱耗熱量等參?shù)的精確測量與監(jiān)控，確保在建筑全生命期內(nèi)對建筑設(shè)備運(yùn)行具有輔助支撐的功能。

2.3 安全技術(shù)防范系統(tǒng)

醫(yī)院是人流量非常龐大的公共場所，每一個(gè)細(xì)節(jié)都關(guān)乎到病人以及其他人的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此加強(qiáng)安全防護(hù)系統(tǒng)對于醫(yī)院具有重要現(xiàn)實(shí)意義。該安防技術(shù)防范系統(tǒng)包括視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、停車庫(場)管理系統(tǒng)四部分，作為應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)系統(tǒng)之一。該醫(yī)院建筑智能化系統(tǒng)利用24h不間斷的監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對于安全的保障和應(yīng)急事件的快速反應(yīng)。

2.4 用戶電話交換系統(tǒng)

該用戶電話交換系統(tǒng)采用以光纖為載體的數(shù)字中繼方式，由室外光纖穿鋼管直埋入戶。為了提升該系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，有效確保通信安全，該通信系統(tǒng)采用了專門的診斷軟件對系統(tǒng)中各個(gè)單元進(jìn)行故障檢測，若發(fā)現(xiàn)故障會(huì)進(jìn)行自動(dòng)故障處理。除此之外，針對該系統(tǒng)還開發(fā)了針對于微小區(qū)域適用的無繩電話系統(tǒng)、VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)等功能，可實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部電話按集團(tuán)內(nèi)部電話分設(shè)使用的功能。

2.5 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

該信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的室外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線采用單模光纖穿鋼管直埋入戶，在數(shù)據(jù)中心設(shè)置了一臺(tái) 10 000M 光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，利用千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)作為通信協(xié)議。由于該系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，數(shù)據(jù)中心能夠?qū)莾?nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的處理，因此該系統(tǒng)具有高度安全性和實(shí)用性。

2.6 布線系統(tǒng)

該布線系統(tǒng)由五部分組成：工作區(qū)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、工作間、管理系統(tǒng)。該布線系統(tǒng)其自身是一套可以支持各種多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_放式結(jié)構(gòu)，建立了一套辦公與通信自動(dòng)化支持平臺(tái)，滿足了醫(yī)院辦公與通信自動(dòng)化的基本需求。除此之外，此系統(tǒng)為開放式網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，方便用戶在需要時(shí)，形成各自獨(dú)立的子系統(tǒng)。

2.7 公共廣播系統(tǒng)

該系統(tǒng)前端設(shè)備(傳聲器、放大器、分區(qū)選擇器、功放、CD機(jī)等)設(shè)在地下一層弱電機(jī)房。公共區(qū)設(shè)置揚(yáng)聲器、播放語音和音樂。該系統(tǒng)對于線路安裝型號以及截面面積進(jìn)行了適當(dāng)?shù)倪x擇，從而使揚(yáng)聲器負(fù)載的音頻功率信號的傳輸損耗盡可能降低。但是當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等緊急事件時(shí)，消防控制室會(huì)自動(dòng)切斷背景音樂，播放應(yīng)急廣播。

2.8 有線電視系統(tǒng)

該系統(tǒng)在地下一層弱電機(jī)房內(nèi)設(shè)置有線電視前端設(shè)備(光端機(jī)、放大器、分配器等)對本建筑內(nèi)的有線電視實(shí)施管理與控制。

2.9 信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)

該系統(tǒng)由門廳主入口及各層掛號、收款區(qū)設(shè)置信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)構(gòu)成。包括信息采集、信息編輯、信息播控、信息顯示和信息導(dǎo)覽系統(tǒng)，設(shè)置LED顯示屏作為顯示裝置，各顯示屏具有多種輸入接口方式。該系統(tǒng)設(shè)置了專用服務(wù)器，支持現(xiàn)有的所有多媒體格式的文件，同時(shí)利用局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及中心控制系統(tǒng)，可以對多臺(tái)顯示屏的播放內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一操作。

2.10 無線信號增強(qiáng)系統(tǒng)

由于醫(yī)院建筑內(nèi)具有較大的人流量，且主要以手機(jī)用戶為主。但是附近的無線基站信道容量十分有限，再加上醫(yī)院建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜不利于無線信號傳播等原因，醫(yī)院內(nèi)容易出現(xiàn)用戶信號薄弱、難以撥通電話等現(xiàn)象。所以為了解決以上問題，工程內(nèi)專門增設(shè)了信號增強(qiáng)系統(tǒng)。一方面拓寬無線信道容量，另一方面擴(kuò)展移動(dòng)信號覆蓋區(qū)域，使醫(yī)院內(nèi)部的無線信號得到明顯提升。

2.11 會(huì)議系統(tǒng)

該系統(tǒng)分為會(huì)議擴(kuò)聲系統(tǒng)、會(huì)議集中控制系統(tǒng)和自動(dòng)攝像跟蹤系統(tǒng)。前者配備多臺(tái)多路混音放大器、揚(yáng)聲器箱等專業(yè)設(shè)備，增加語音的清晰度。后者設(shè)置會(huì)議集中控制和自動(dòng)攝像跟蹤系統(tǒng)。會(huì)議室內(nèi)的燈光、音視頻、窗簾等設(shè)備在控制室內(nèi)通過控制主機(jī)統(tǒng)一控制,會(huì)場攝像采用會(huì)場視頻自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

2.12 護(hù)理呼應(yīng)信號系統(tǒng)

護(hù)理呼應(yīng)信號系統(tǒng)是醫(yī)院存在的一個(gè)特殊系統(tǒng)。該護(hù)理呼應(yīng)信號系統(tǒng)設(shè)置在住院處，系統(tǒng)由主機(jī)、對講分機(jī)、衛(wèi)生間緊急呼叫按鈕、病房門燈和顯示屏等組成，按護(hù)理單元設(shè)置，呼叫主機(jī)設(shè)于本護(hù)理單元的護(hù)士站。

2.13 候診排隊(duì)叫號系統(tǒng)

該候診排隊(duì)叫號系統(tǒng)設(shè)置于門診部門(候診室、檢驗(yàn)室、放射科、發(fā)藥處、出入院手續(xù)處理處、門診手術(shù)室、注射室等場所)，由護(hù)士站或分診臺(tái)主機(jī)、各診室終端、呼叫揚(yáng)聲器、顯示屏等組成，與醫(yī)療專用信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。候診排隊(duì)叫號系統(tǒng)詳見圖1。

圖1 候診排隊(duì)叫號系統(tǒng)

2.14 視頻示教系統(tǒng)

該醫(yī)院建筑智能化設(shè)計(jì)中添加了視頻示教系統(tǒng)，并具有音視頻高速雙向傳輸、場景切換、影像錄制、后期處理等功能。該系統(tǒng)利用手術(shù)室中的視頻示教系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)手術(shù)過程的實(shí)況觀摩，為醫(yī)院的學(xué)術(shù)交流及技術(shù)提升等方面提供較大便利。手術(shù)室無影燈內(nèi)設(shè)置攝像機(jī)，示教室內(nèi)設(shè)置大屏幕顯示、音視頻切換控制、編輯存儲(chǔ)等裝置。視頻示教系統(tǒng)詳見圖2。

2.15 智能化集成系統(tǒng)

該系統(tǒng)設(shè)置智能化集成系統(tǒng)(IBMS)。集成系統(tǒng)包括:建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，以及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及辦公系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)等，通過IBMS平臺(tái)，可進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控及管理。系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)后，能通過遠(yuǎn)程網(wǎng)WAN將集成的信息傳送到其他地方，在遠(yuǎn)程工作站上可通過授權(quán)應(yīng)能管理、監(jiān)督和維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

圖2 視頻示教系統(tǒng)

3 結(jié)束語