朱继友
南方医科大学南海医院
摘要：随着经济的发展和社会的不断进步，建筑信息模型（BIM）在医院建筑建造阶段应用广泛，但在运维阶段应用较少。文章从医院建筑运维需求出发，研究BIM在运维阶段应用技术、系统和价值，并在某新建医院综合楼进行应用验证。应用验证表明BIM在医院建筑空间管理、机电设备管理、安防管理、能耗管理等方面具有很大价值，值得应用推广。
关键词：BIM；医院建筑；智慧运维；管理技术
引言
近几年，结合物联网技术的医院运维管理发展迅速，技术的发展推进后勤管理水平逐渐提高，不同专业系统的监控管理平台有近十种。同时结合医院新一轮改扩建项目的实施，BIM技术、IBMS系统集成等新技术已应用于新建的医疗建筑中，但医院运维管理系统与前端的医院建设管理存在脱节，导致数据共享困难、系统集成度低的现象。医院是一个功能齐全、业务特征明显的复杂运营管理系统，提升系统运营效率，满足医护、病患及其他人员的满意度是医院建设和运维的重要任务。同时，医院建筑的建设和运维是一个全生命周期项目。基于运维角度通过建设期间的BIM应用而达到的BIM竣工模型，能做到实现医院智慧建设和智慧运维的一体化。虽然BIM已经在工程领域逐步得到广泛应用，但是如何结合医院工程建设和运维管理特点，进行医院智慧运维的系统集成依然缺乏有效的理论模型和实践案例。本文系统分析医院建设BIM竣工模型，在此基础上构建BIM竣工模型与医疗业务、运维系统的集成模型，并以江苏某医院改扩建工程为例来揭示其具体应用。
1BIM概述
BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）在建筑和工程行业正得到广泛应用，因为它可以降低项目成本、增加生产率和质量，减少项目交付时间。BIM是基于三维模型进行工程项目相关数据创建和使用的技术，可用于工程建设中的可视化、性能分析、冲突检查、标准检查、工程算量、施工模拟、竣工模型等用途。而建筑的运维管理成本超过建筑全生命周期成本的2/3，在项目完工后的运维管理阶段，BIM竣工模型可以用于运维管理。BIM不只是一个软件，而是一个流程和软件的结合，是项目全体参与人员协同工作的共享数据源，BIM可提高工程参与方的协同工作效率，并为设施从创建到拆除的全生命周期管理提供决策依据。BIM不仅仅是使用三维智能模型，更是在流程和项目交付过程中支持各方协同决策和应对动态变化，用模型帮助人们解决或者避免现实工程建设中遇到的问题。
2基于BIM的医院建筑智慧运维管理技术
2.1基于BIM的医院建筑协同设计
协同设计是BIM技术的主要功能之一，在医院建筑的设计过程中，由于涉及到的专业类别较多，所以协同设计的优势就可以得到最大程度的发挥。在进行协同设计前，需要建立BIM系统框架下的中心档，中心档可以对各个分项专业进行集中管理，对不同部门的设计与管理人员之间的信息调用权限进行设定，同时还可以对各专业设计中的潜在矛盾进行协调。各专业可依据工作需要，对中心档进行调取并将其转化为本地文档，方便设计人员对职责范围内的本地档进行编辑与更改，并及时将编辑后的本地档汇总到中心档中，使其他专业的人员可以及时了解对设计方案的调整内容。各专业之间的协同设计，能够及时发现并共同解决随时出现的问题，提高设计效率和设计工作的准确性。
2.2基于BIM的空间布局展现
宏观层面上，展现各房间的使用部门信息，譬如门诊、急诊、医技、住院、动力保障，分析不同楼层的空间分布合理性（图2）。儿科综合楼B1～B2主要是车库和动力保障空间，F1～F3主要是门诊用房，F4～F6主要是医技用房，主楼上部是病房；该布置方案可减少就医人员的行走路线，也可减少竖向交通压力，较为合理。
微观层面上，基于BIM可建立门诊大厅、候诊大厅、手术室、诊疗室、设备间等复杂空间的空间布局情况，并结合VR设备展现高度真实感的设计方案，使医生、护士、运维管理人员等最终用户能够在建造以前直观地体验建筑设计的视觉效果。在儿科综合楼某候诊大厅的视觉效果中（图3），活泼可爱的装修效果有利于缓解儿童就医紧张感。
解决停车问题已经是现代化医院建设的一个重要要求。基于精细化的BIM模型，将土建、机电、精装模型进行拟合，通过自动分析及漫游操作，可对医院新建建筑的车位进行全方位的检验，通过统计合格的车位数量，检验车位数是否达到院方的使用需求。
2.3以全局视野统一管理复杂的设备系统
将所有设备及附属管线在医院的分布情况与其物理位置直接关联，透明化显示所有设备的形状、关联设备、管线在建筑体内、地上、地下的分布及作用区域，以全系统的视觉来监控设备结构及各系统间的关系，将多设备系统以清晰的流程方式呈现；同时基于上下游及其他关联关系，综合显示多设备系统运行状态，联合调度设备运行。
2.4基于人工智能的主动式运维管理技术
基于建筑静态和动态数据，引入多种数据挖掘和机器学习算法，对医院建筑的运行监测数据进行多维度的统计分析，以得到海量监测数据背后的深层次的规律性信息和异常情况，通过形象的展示，辅助管理优化，达到节约能耗、辅助设备可靠运行的目标，辅助绿色医院的建设。譬如，基于BIM实现对水、电、煤等能耗的可视化管理，查看每条回路所控制的区域和设备，分析各个空间的用能情况；基于异常点分析算法获取用能异常行为和回路，辅助节能管理，如图4所示；基于报警报修数据，自动生成设备维保计划，实现有针对性的预防式维保。
2.5跨系统的运维信息系统集成技术
基于BIM的医院建筑智慧运维技术需要将医院建筑已有的BA、视频监控、能耗分项计量、污水处理监控等运维相关信息系统与BIM进行集成，支持智慧运维管理。在东方医院新楼建设过程中，业主与相关系统的供应商合同中明确要求各供应商需要提供BIM系统可以使用的数据接口，为后续的信息集成奠定了商务基矗在技术层面上，BA系统采用OPC协议作为数据接口；能耗分项计量系统采用Modbus/TCP协议作为数据接口；视频监控系统采用TCP协议作为数据接口；污水处理系统采用Modbus/TCP协议作为数据接口。在BIM建模时，建立相应监测设备的模型，并将监测点位信息输入设备属性，从而实现BIM中监测对象与BA中获取的监测数据匹配，实现数据集成。
结语
BIM竣工模型在医疗工程项目管理领域的研究还亟待深化，需要进一步研究BIM与数据挖掘和机器学习的融合方式。本文结合BIM竣工模型的特征以及医疗运营管理的特点，提出了基于BIM竣工模型的医院智慧运维集成系统。基于医院的建设实践，提出了基于BIM的医疗业务系统集成的内容和方法，通过医疗服务内容分析明确了医疗服务与BIM竣工模型需求的结合点，从而构建了BIM竣工模型与医疗业务、互联网的大数据集成的系统，主要包括BIM竣工模型、医疗业务数据库整合、以及互联网技术。进而分析了医院设备设施的运维管理，包括基础信息管理、业务信息管理、成本信息管理、人员信息管理等模块。基于此提出了在实施中通过IBMS进行BIM与医院运维管理的集成内容。结合之前BIM对医疗业务的集成以及对运维管理的集成进行整合和共享，形成了一体化的集成框架，形成BIM可视化的医院综合管理平台，并分析了一体化集成实施的关键技术、应用障碍，为医院结合BIM进行全生命周期的运维管理提供了良好的理论和实践支持。
参考文献
[1]何清华，钱丽丽，段运峰，李永奎．BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J]．工程管理学报，2012，26（1）：12-16．
[2]吴玉凤．BIM在医院运维阶段的应用研究[J]．中小企业管理与科技（上旬刊），2017（8）：157-158．
[3]赵宏俊，吴银仓，叶雄峰，等．BIM模型可视化特性在竣工模型中的应用[J]．建筑机械化，2016，37（12）：75-76．
论文作者:朱继友
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
标签：医院论文; 模型论文; 建筑论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 技术论文; 《中国西部科技》2019年第22期论文;