成都京東方醫院電氣智能化系統設計概述

朱 莉， 李 軍， 孫 瑜

(上海建筑設計研究院有限公司，上海 200041)

0 引言

成都京東方醫院是根據《四川省“十三五”衛生計生事業發展規劃》建設的三級甲等醫院。筆者所在單位作為總包設計電氣專業負責方，現結合實例，就如何規劃大型綜合民營醫院的電氣智能化設計方案，實現優質的醫療、智能的建筑和高效的管理的設計任務進行介紹，主要涉及成都京東方醫院的智能化電氣設計相關方案，可為電氣設計人員提供參考。

1 電氣智能化設計概述

1.1 項目概述

成都京東方醫院總建筑面積約60萬m2，其中一期建設面積約40萬m2，設置床位兩千多張，以打造西南地區醫療航母作為建設目標。包括綜合門診樓、醫技樓、急診樓、綜合住院樓、腫瘤中心、老年中心、婦兒中心、心血管/神經中心、能源中心、高壓氧倉及進修實驗樓(宿舍樓)；南側地塊包括創新、轉化、教學中心及行政會議、學術中心。

1.2 電氣設計基本原則

本項目在智能化設計中遵循如下原則。

(1)前瞻性：立足于當前人、業務、設備設施管理等各方面的根本需求，更能適應對未來智慧醫院智能化以及可持續發展的需求。

(2)擴展性：使得未來擴展的設施設備以及應用系統易與原智慧醫院的架構系統融合。

(3)開放性：信息交換過程中采取國際通用的信息交換標準(如HL7等)，使得智慧醫院智能化系統具有很強的開放性。

(4)創新性：系統設計側重于圍繞如何為企業職工、醫護人員、管理人員等提供最適宜的就醫環境、工作環境而展開，借助新興技術平臺，打造創新型的優質醫療系統。

(5)整合性：智能化系統規劃在數據和應用集成的基礎上，整合數據中心和集成平臺，實現異構系統和數據的融合。

1.3 設計內容

基于對成都京東方醫院建設的整體目標及基礎設施建設設計原則，以及滿足未來醫院智慧和智能化的可持續發展要求，本項目具體智能化系統(圖1)設計主要包含優質醫療體系、高效管理體系和智能建筑體系三個子系統，每個體系內均包括若干子系統。

圖1 電氣智能化設計框圖

2 醫院計算機網絡設計

醫院計算機網絡設計是成都京東方醫院的核心部分。本項目需建立一套“可管理、高擴展、多業務、高安全”的高效網絡系統，且需要保證本次建設中的核心設備都必須具備一定的擴展性，以滿足將來幾年的業務系統增長的需要。考慮到醫院內信息點較多，涉及所有科室辦公、業務、設備運營等，為了保證網絡質量，合理分擔網絡流量，醫院分別設置內網、外網和設備網(物聯網)，且三個系統在物理上相互獨立。

內網是整個醫院網絡的樞紐，承載著醫院的核心業務，如HIS、LIS、PACS、財務系統，醫院內部自動化辦公，行政、醫務和病房管理等過程中信息處理傳輸等；外網包含醫院核心應用之外的其他所有網絡系統，包括互聯網接入、區域醫療互聯，醫保關聯機構外聯、視頻會議系統、公共區域無線上網等。設備網主要面對已經到來的物聯網時代，除了安防、智能卡等智能化應用系統使用，主要接入層設備均采用POE技術，并預留有線和無線的接入口，為物聯網設備接入和擴展提供預留。

根據今后醫院網絡發展趨勢，核心節點之間的應該有充足的帶寬資源來滿足日益增多的各種應用對帶寬資源的需求。本次網絡建設采用高性能、大容量的路由交換機組網，網絡劃分為核心層、匯聚層、接入層三層體系結構。核心層主要完成整個網絡數據的高速轉發、提供虛擬網劃分、多協議路由等工作，同時要為各匯聚節點提供最佳傳輸通道；匯聚層把多臺來自接入層交換機的訪問路徑進行匯聚和集中，負責處理所有通信量的任務；接入層承擔接入所有信息節點的任務，將獲取數據的高速轉發，快速匯聚路由、均衡負載、控制流量等功能。與此同時，部署FIT AP解決方案對醫院進行無線網絡覆蓋，方便移動終端靈活接入，實現網絡資源、用戶、業務的融合管理。

3 主要子系統設計

成都京東方醫院整個智能化系統包括眾多子系統，來實現整個醫院的運作。本文選取其中具有創新特色的子系統進行介紹，主要有綜合布線系統、視頻監控系統、停車管理及車位引導系統、嬰兒防盜系統、VIP智慧病房系統、能源計量系統和智能建筑綜合運維管控系統。

3.1 綜合布線系統

結構化的綜合布線系統是為了滿足醫院信息通信的要求，該系統支持包括內網(含Wi-Fi)、外網(含Wi-Fi及語音網)、設備網及IPTV，四套網絡系統相互獨立的通信聯網的需求，實現管理上的物理隔離。同時，鑒于本項目信息點數量龐大，為了增強網絡的實時性、可靠性、安全性和可管理性，采用智能型電子配線管理系統，跟蹤配線架上所有端口的增加、移動和改變狀況，記錄狀態報告，并能輔助網絡管理技術人員作跳線管理。

3.2 視頻監控系統

視頻監控系統采用技術先進、操作簡便的網絡視頻監控管理方案，由前端圖像采集系統、信號傳輸系統、圖像顯示系統、信息處理控制系統、圖像儲存系統等五大部分組成。

醫院監控重要區域(如醫院主要出入口、門急診及各樓大廳等)于前端使用高清網絡攝像機，具備人臉識別及拾音接入功能模塊，便于接入拾音器，并在未來根據院方需要升級為以人臉識別技術取代傳統就診卡的就診模式。同時本方案結合智能視頻監控技術，于前端使用網絡攝像機，通過管理服務器分析視頻，及時響應產生相關報警，報警服務器在接收到報警信號后可觸發預案設置的聯動。

3.3 停車管理及車位引導系統

針對停車難易造成交通堵塞以及路邊違停造成二次擁堵等問題，設計停車管理及車位引導系統，采用全視頻識別配置方式的出入口控制系統，實現出入口控制管理高度智能化，解決醫院各類出入口管理問題；可準確記錄和識別隨行車牌號碼，確保每一輛進出的車輛有據可查、進出可控；同時設置人臉抓拍系統，部署在出入口系統的關鍵位置，加強對進出人員的管理和安全防范；通過互聯網誘導與尋車系統，車主可以通過各類引導設備快速智能存取車，并通過互聯網模式，實現車位的網上預約、提醒停車時間與在線支付，提高預約掛號的就診效率。

3.4 嬰兒防盜系統

遵照國家衛計委關于醫療機構新生兒安全管理制度(試行)的通知，結合醫院各級領導對新生兒在院期間的安全高度重視和對社會高度負責的態度，為新生兒在院期間的安全防護特制一套嬰幼兒防盜系統，包括無線信號子系統、數據通訊子系統、應用軟件管理子系統。

系統采用射頻專利技術，通過在醫院安全區域安裝超強信號基站和非安全區域安裝監控基站，在嬰幼兒身上佩戴低功耗射頻監護智能環實現安全監護功能。超強信號基站實時接收嬰兒監護智能環所發出的射頻信號，并據此信號判斷嬰兒安全狀態，同時在產科病區的出入口安裝監控系統，佩戴有防盜智能環的新生兒一旦進入門禁覆蓋的區域內，后臺控制終端和出入口門禁聲光報警系統即會自動報警，從而實現對企圖盜竊嬰兒行為及時報警提示。

3.5 VIP智慧病房系統

全面智慧病房解決方案，旨在優化病患住院照護體驗，簡化醫護工作流程。系統主要包括告警系統、用電安全子系統和環境系統。

其中，告警系統可以將告警信息分為四個等級，并可自行設置通知推送的人員賬號，一旦出現緊急告警，在第一時間通過短信和手機App推送的方式告知管理人員，實現快速告警處理。用電安全子系統通過物聯網平臺可在護士站遠程查詢各VIP病房內的智能開關、插座等，并可在管理中心實現空氣開關線路電壓、漏電電流、線路功率、線路電流、開關狀態等用電數據的管理，以及區域內所有用電開關遠程集控管理、自由分組設置定時開關等，同時每個患者都可以通過手機終端管理自己的房間甚至區域的燈光明暗度，不影響其他床位的休息。環境系統可對室內溫濕度進行智能化管控，使之維持在一個較為舒適的范圍內。在智慧病房管理系統中，通過對VIP病房區部署物聯網LoRa環境，連接智能插排、智能空開、空調面板、溫濕度傳感器、紅外遙控、紅外人體感應，打造智能物聯、互利互通的物聯網絡，實現場景環境內的環境監控、人體感應、設備控制的統一物聯管理。

3.6 能源計量系統

建筑能效監管系統通過對醫院建筑進行詳細的能耗分析，安裝分類分項智能能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，實現建筑能耗的在線監測和動態分析，在保證供電可靠性并且不減少病人和醫務人員舒適體驗的前提下，通過能耗分析和管理，大大減少醫院建筑的能耗，且三甲醫院節能潛力大，是建筑節能的重點領域。本系統主要由能耗分析系統、數據采集子系統和網絡子系統3部分組成。

其中，能耗分析系統可通過各種計量設備和各種傳感器設備收集計量獲得的數據，掌握醫院耗能趨勢，并通過用能趨勢圖，建立不同的能耗分析模型，快速定位耗能負荷高峰，并逐級定位高峰能耗的組成，為移峰填谷找到依據。而且可通過設置每日用能值定額管理用能，并將其與實際用能進行對比，對可能出現的用能突增進行預警，實現能耗信息采集自動化和科學決策能耗目標。系統還具有數據采集器，即通過各種協議方式傳輸的中間數據處理設備，同時對數據進行整理和重新封裝；網絡子系統主要利用網絡傳輸，將采集器整理和封裝的數據安全、穩定、迅速地上傳至能耗檢測平臺。圖2為能源計量系統構架。

圖2 能源計量系統構架

以數據順利傳輸為前提，系統設計時充分考慮數據上傳至本地服務器平臺的平滑和穩定性以及支持遠程訪問的需要，對平臺的架構理解見圖3數據接入分層圖。

圖3 數據接入分層圖

3.7 智能建筑綜合運維管控系統

智能化集成管控系統(以下簡稱“IBMS”)通過物聯網中間件的網絡控制設備，采用TCP/IP、BACnet、OPC、LONworks等多種協議，實現建筑設備監控、安防系統、消防、梯控或現場設備之間相互通訊，以及所有子系統的集成或直接通過現場總線連接各種現場設備。

本系統采用軟聯動和硬聯動相結合的方式進行，以達到優勢互補和效益最大化。在安全級別最高且不易更改的聯動部分采用硬聯動來完成。對于安全輔助功能及需靈活配置的聯動部分采用軟聯動來實現。另外，在關鍵的地方可以軟、硬聯動同時用，以實現雙保險。

4 結束語