沈全斌，姚晶珊（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院， 上海 200000）

在第 75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)期間，我國(guó)宣布我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取 2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2022年3月11日，住房和城鄉(xiāng)建部發(fā)布《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，其中提到 2025年城鎮(zhèn)新建建筑要全面建成綠色建筑，并完成既有建筑節(jié)能改造面積 3.5億 m2以上。在“雙碳”達(dá)標(biāo)的政策大背景下，提升醫(yī)院后勤管理的數(shù)字化、智慧化、精細(xì)化水平，打造“智慧后勤”成為建設(shè)“綠色醫(yī)院”“智慧醫(yī)院”的關(guān)鍵一環(huán)。

1 打造“智慧后勤”

醫(yī)院公用設(shè)施設(shè)備分布形式多樣，管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，與醫(yī)院運(yùn)維管理息息相關(guān)，其信息化是“智慧后勤” 的重要組成部分。長(zhǎng)期以來(lái)，上海市華山醫(yī)院后勤運(yùn)營(yíng)“以安全運(yùn)營(yíng)為中心，以提高服務(wù)質(zhì)量水平和運(yùn)行效率（節(jié)支節(jié)能）為基本點(diǎn)”，既強(qiáng)調(diào)節(jié)能技術(shù)又注重精細(xì)化管理，力求提高建筑能源利用效率，控制建筑能耗和碳排放增長(zhǎng)?！笆濉逼陂g，華山醫(yī)院已完成公用設(shè)施設(shè)備主要系統(tǒng)的初步信息化建設(shè)，建設(shè)三大類超過 12 個(gè)獨(dú)立后勤信息化系統(tǒng)，打造了一張華山“動(dòng)力網(wǎng)”。然而，醫(yī)院整體信息化工作水平不高，數(shù)據(jù)的有效篩選、有效利用、可視化程度作為后續(xù)工作的重點(diǎn)，有待進(jìn)一步提升和解決。2020年，在原有的后勤信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，華山醫(yī)院老院區(qū)開始打造基于建筑 BIM 模型的醫(yī)院后勤信息化管理中心。

2 現(xiàn)存的問題和挑戰(zhàn)

作為百年老院，華山醫(yī)院運(yùn)行年代久遠(yuǎn)，各建筑、系統(tǒng)、設(shè)施設(shè)備信息化建設(shè)與發(fā)展不平衡、不充分，信息孤島問題日益突出，成為穩(wěn)定提供高品質(zhì)后勤保障服務(wù)的一大阻礙。問題主要包括：醫(yī)院消防、安防、視頻、能耗、自控等運(yùn)行系統(tǒng)種類繁多、自成體系、不能相互關(guān)聯(lián)，降低了醫(yī)院的管理效率；醫(yī)院后勤運(yùn)營(yíng)仍舊大量使用紙質(zhì)或二維圖紙，系統(tǒng)管理能力落后，查找故障時(shí)間長(zhǎng)，響應(yīng)效率低；數(shù)據(jù)采集和使用還處于初級(jí)階段，沒有真正實(shí)現(xiàn)有效閉環(huán)管理和輔助決策。

新冠疫情全球大流行也對(duì)醫(yī)院后勤部門提供長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度、零容錯(cuò)的后勤安全保障提出了巨大挑戰(zhàn)。如醫(yī)用氣體系統(tǒng)、凈化通風(fēng)系統(tǒng)等對(duì)正負(fù)壓設(shè)計(jì)的要求，尤其是疫情防控帶來(lái)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建筑的功能性改變，致使公用設(shè)施設(shè)備的管理工作在技術(shù)層面的專業(yè)性、變化性、適用性（“平戰(zhàn)結(jié)合”）要求提升；由于醫(yī)院設(shè)施系統(tǒng)的分布相互連通，關(guān)系緊密，公用設(shè)施設(shè)備的管理工作細(xì)節(jié)多、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，在安全性、穩(wěn)定性、低容錯(cuò)率、符合性等方面有著更高要求。

3 BIM 技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用

因醫(yī)院建筑功能復(fù)雜，大部分醫(yī)院的 BIM 技術(shù)應(yīng)用僅限于新建樓宇的設(shè)計(jì)階段。近年來(lái)，已有少數(shù)醫(yī)院項(xiàng)目將 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段統(tǒng)一貫徹實(shí)施：在項(xiàng)目全生命周期中，各方可利用 BINM 技術(shù)增強(qiáng)溝通、共享數(shù)據(jù)、緊密合作，利用可視化的管理，減少設(shè)計(jì)誤差，提高施工質(zhì)量和效率；同時(shí)可利用模型進(jìn)行模擬建設(shè)，評(píng)估增強(qiáng)修繕方案的可行性，減少管線碰撞等安全風(fēng)險(xiǎn)。但在醫(yī)院既有建筑運(yùn)維階段中，對(duì) BIM 技術(shù)的應(yīng)用幾乎還是空白。華山醫(yī)院老院區(qū)后勤信息中心改造項(xiàng)目概況及對(duì)比如表 1 所示。

表1 華山醫(yī)院老院區(qū)后勤信息中心改造項(xiàng)目概況及對(duì)比

4 基于 BIM 模型的新平臺(tái)搭建

目前華山醫(yī)院老院區(qū)在建的 BIM 模型智慧化系統(tǒng)主要針對(duì)醫(yī)院門急診樓和住院樓進(jìn)行改造建設(shè)，目標(biāo)為：實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部水、電、氣、空調(diào)等管網(wǎng)情況的可視化顯示，核實(shí)全院地下及樓層管線的埋深、材質(zhì)、形狀、走向，優(yōu)化目前管線資源的統(tǒng)籌利用與科學(xué)布局，解決漏點(diǎn)無(wú)法判斷的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，為將來(lái)改造建設(shè)提供有效輔助，并對(duì)模型輕量化處理，可網(wǎng)頁(yè)實(shí)時(shí)打開觀看。

4.1 建設(shè)方針

以工作流為基礎(chǔ)。將設(shè)施設(shè)備基礎(chǔ)信息、運(yùn)行臺(tái)賬、維保記錄、核心指標(biāo)參數(shù)等全生命周期信息，統(tǒng)一匯總進(jìn) 3D 數(shù)字化檔案庫(kù)中；實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)領(lǐng)域、不同負(fù)責(zé)區(qū)域運(yùn)維人員的信息完美傳遞；對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防和主動(dòng)干預(yù)；完善并豐富資產(chǎn)與設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行管理手段，改“人治”為“數(shù)治” 。

以 BIM 模型為載體。實(shí)現(xiàn)同一系統(tǒng)、不同設(shè)備之間從屬關(guān)系的信息關(guān)聯(lián)；實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與其空間位置的信息融合，幫助運(yùn)維人員快速精準(zhǔn)定位；建立醫(yī)院化整為零、網(wǎng)格化管理的基礎(chǔ)條件；實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各部門數(shù)據(jù)共享，可在同一載體上進(jìn)行協(xié)同工作。

圍繞運(yùn)維實(shí)際需要。采用物聯(lián)網(wǎng)、異構(gòu)系統(tǒng)集成、流媒體數(shù)據(jù)傳輸、二維碼及現(xiàn)場(chǎng)圖像識(shí)別、AR 視覺增強(qiáng)等一系列新技術(shù)應(yīng)用，全方位保障醫(yī)院設(shè)施設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行；有利于不同專業(yè)運(yùn)維人員的協(xié)同合作和權(quán)責(zé)劃分；降低運(yùn)維人員專業(yè)門檻及學(xué)習(xí)時(shí)間成本、聚焦于精細(xì)化管理，全面提高后勤保障服務(wù)質(zhì)量和管理水平。

4.2 基于 BIM 模型對(duì)既有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行輕量化處理

在完成 BIM 模型建設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)配電、特種設(shè)備、能源使用監(jiān)控、空調(diào)自控、臺(tái)賬、機(jī)房監(jiān)控等既有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行輕量化處理，便于網(wǎng)絡(luò)的便捷性。內(nèi)容具體包含五個(gè)方面：實(shí)現(xiàn)各專業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)的全面整合，做到維保事項(xiàng)可視、可控、可追溯，形成事情預(yù)防、事中監(jiān)督、事后評(píng)估的全過程管理；實(shí)現(xiàn)信息群島，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類篩選并利用，真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的“一站式”管理；增強(qiáng)可視化程度，界面的交流和溝通更好；當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，可快速調(diào)取相關(guān)參數(shù)信息，并提高應(yīng)對(duì)及保障水平；與 AR 等新技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)巡查中的數(shù)據(jù)信息獲取，同時(shí)輔以培訓(xùn)手段，提高工作人員的實(shí)操能力。全院建筑的 BIM 模型如圖 1 所示。

圖1 全院建筑的 BIM 模型

4.3 建設(shè)過程

（1）階段 1：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集。2020年8—9月，對(duì)院區(qū)既有建筑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯總，先后收集各專業(yè)紙質(zhì)圖紙 757 張，調(diào)研排摸設(shè)施設(shè)備和計(jì)量器具并列出清單，多方協(xié)同核對(duì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匹配度，對(duì)圖紙進(jìn)行掃描、轉(zhuǎn)化成 CAD 電子檔案。

（2）階段 2：現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及圖紙深化。2020年10—11月，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地勘測(cè)和重新測(cè)繪。針對(duì)過程中發(fā)現(xiàn)的圖紙偏差較大、部分區(qū)域勘察困難等情況，院內(nèi)及時(shí)召開協(xié)調(diào)會(huì)議，確認(rèn)由醫(yī)院物業(yè)人員協(xié)同幫助完成后續(xù)勘察及校驗(yàn)工作。

（3）階段 3：BIM建模及模型校核。2020年12月，結(jié)合前期圖紙和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)數(shù)據(jù)，開展了 Autodesk revit 建模、樓層設(shè)備管路加載、碰撞測(cè)試和反復(fù)校準(zhǔn)、圖像顯示效果渲染等工作。期間共重新繪制并留檔圖紙 268 張，樓層建模共 35 層，涉及建筑面積 56031 m2，BIM 構(gòu)建達(dá) 66780 個(gè)，修復(fù)碰撞模型 1045 處。通過模型校核，對(duì)原有的后勤信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了模型精細(xì)化、輕量化和信息化處理。

（4）階段 4：重點(diǎn)樓層 AR 技術(shù)試點(diǎn)。2021年1月，在 RVT 模型上對(duì) 1 號(hào)樓 6 層進(jìn)行深化及 AR 建模，并將 AR 模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景進(jìn)行數(shù)字化孿生，校核 AR 模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景的定位偏差。目前階段已完成 1 號(hào)樓 6 層各區(qū)域的實(shí)景定位，并加載 BIM 模型，實(shí)現(xiàn)了該樓層AR技術(shù)的初步應(yīng)用。

5 能效評(píng)估和交互應(yīng)用

以建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)為例，改造更新后的信息管理平臺(tái)可顯示電、水、燃?xì)狻⒗錈崃?、蒸汽等不同能源在不同分布區(qū)域的能耗使用情況，對(duì)全院能耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體功能包括：遠(yuǎn)程讀表、能耗報(bào)警，特殊、重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控與提醒；定期出具能源報(bào)告，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；結(jié)合樓宇、科室監(jiān)控與對(duì)比，實(shí)行績(jī)效考核；優(yōu)化高能耗空調(diào)等設(shè)施設(shè)備運(yùn)行方案，為高效運(yùn)行提供指導(dǎo)等。

（1）交互應(yīng)用案例 1：發(fā)現(xiàn)深層故障，排除安全風(fēng)險(xiǎn)。某夜，鍋爐值班人員（分控）通過鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)煙氣余熱回收裝置溫度異常，同時(shí)監(jiān)控中心（總控）通知，電力監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到循環(huán)水泵發(fā)生故障，已停止運(yùn)行并告警。在鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)與電力監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)合作用下，值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因并加以處置，否則回收裝置長(zhǎng)時(shí)間超溫超壓運(yùn)行可能會(huì)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

（2）交互應(yīng)用案例 2：定位故障源頭，縮短維修時(shí)間。維修人員通過接報(bào)中心接到空調(diào)有問題的報(bào)修，空調(diào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)制冷劑壓力報(bào)警，監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)冷卻水泵剩余電流變大報(bào)警。經(jīng)檢查水泵繞組絕緣破損，導(dǎo)致線圈故障，造成冷卻水壓力低。在傳統(tǒng)的巡查方式下，維修人員難以通過獨(dú)立平臺(tái)尋找真正故障源。通過多平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，維修人員可在最短時(shí)間內(nèi)找到問題原因，提升服務(wù)滿意度。

（3）交互應(yīng)用案例 3：及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，節(jié)省真金白銀。百年老院的地下管網(wǎng)漏水很難及時(shí)發(fā)覺，即使一級(jí)或者二級(jí)水表計(jì)量發(fā)現(xiàn)異常，也無(wú)法判斷是內(nèi)部還是外部滲漏；采用新系統(tǒng)之后可通過多平臺(tái)交互確定具體樓宇，再通過聽漏進(jìn)行具體漏點(diǎn)判斷，從而縮短時(shí)間、止漏止損。2020年8月，醫(yī)院后勤運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)水表曲線異常，經(jīng)分析定位是 6 號(hào)樓管網(wǎng)異常，結(jié)合 6 號(hào)樓附近的聽漏輔助判斷，最終確定是地下管網(wǎng)漏水，及時(shí)進(jìn)行了修復(fù)。

有賴于此次更新改造，華山醫(yī)院 2021年后勤運(yùn)維獲得了良好的綜合效益：以 2020年為基準(zhǔn)年估算，在用能設(shè)備和門急診量不斷增加的情況下，平均年節(jié)約能源 387 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每年節(jié)水 28765 t，平均節(jié)能率達(dá)到 4.6%，平均節(jié)水率達(dá)到 3.5%（由于疫情影響，本次效益計(jì)算選取的時(shí)間已去除由于疫情導(dǎo)致的醫(yī)院閉環(huán)管理時(shí)間）。

6 結(jié)語(yǔ)

華山醫(yī)院老院區(qū)后勤信息化管理系統(tǒng)的改造更新，是上海市醫(yī)療領(lǐng)域首個(gè)采用既有建筑反向測(cè)繪建立 BIM 模型的運(yùn)維應(yīng)用項(xiàng)目，在此過程中華山醫(yī)院首次探索了多個(gè)獨(dú)立平臺(tái)信息整合以及視覺增強(qiáng)技術(shù)試點(diǎn)，為大批醫(yī)院既有建筑探索后勤智慧化管理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

未來(lái)，華山醫(yī)院后勤管理將全面推進(jìn) BIM 創(chuàng)新應(yīng)用，書寫數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)新篇章。貫徹落實(shí)數(shù)據(jù)融合、打通并建立一站式綜合服務(wù)平臺(tái)，積極應(yīng)用 5G+、wifi6、AR 視覺增強(qiáng)等新興技術(shù)，持續(xù)提高后勤信息化、數(shù)字化、智慧化水平，并納入安防、消防、餐飲等更多功能，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)數(shù)據(jù)融合共享，努力打造真正的“智慧后勤”，實(shí)現(xiàn)人、財(cái)、物精細(xì)化管理水平業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。