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BIM技術(shù)目前在醫(yī)療建筑的設(shè)計(jì)、施工等階段的運(yùn)用已趨于成熟，但從醫(yī)院建筑的整個(gè)生命周期來(lái)看，相比于設(shè)計(jì)和施工階段，醫(yī)院的運(yùn)維階段往往需要幾十年乃至更長(zhǎng)時(shí)間。隨著建筑業(yè)的成熟化,我國(guó)建筑業(yè)開始從"重建設(shè)輕管理"向"建設(shè)與管理并重"轉(zhuǎn)型[2]。因此，在醫(yī)院智慧后勤運(yùn)維中，BIM技術(shù)的應(yīng)用還有很大的探索空間。相較于一般的民用建筑項(xiàng)目而言，醫(yī)院建筑涉及醫(yī)療專項(xiàng)多、設(shè)備系統(tǒng)配置復(fù)雜，傳統(tǒng)扁平化、臺(tái)賬式管理模型非常不直觀，難以對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控和分析決策[1]。通過(guò)建設(shè)智慧運(yùn)行管理平臺(tái)，充分利用信息技術(shù)提升醫(yī)院管理精細(xì)化和智能化水平，通過(guò)能耗管理和能耗監(jiān)測(cè)挖掘節(jié)能潛力。
1. 醫(yī)院概況
南京鼓樓醫(yī)院江北國(guó)際醫(yī)院位于江北新區(qū)國(guó)際健康城核心功能區(qū)，是江北新區(qū)政府與南京鼓樓醫(yī)院合辦的三級(jí)甲等公立醫(yī)院。根據(jù)國(guó)家級(jí)江北新區(qū)對(duì)醫(yī)療與健康事業(yè)發(fā)展的定位，江北國(guó)際醫(yī)院依托鼓樓醫(yī)院品牌與資源優(yōu)勢(shì)、參照“一院兩區(qū)”的管理模式，與本部實(shí)行一體化運(yùn)行、同質(zhì)化管理、差異化發(fā)展。院區(qū)分兩期建設(shè)，一期已于2019年3月24日正式運(yùn)營(yíng)，建筑面積16.7平方米，現(xiàn)有核定床位816張，服務(wù)范圍包括門急診及住院。 2. 建設(shè)背景
隨著江北一期的運(yùn)營(yíng)面積和學(xué)科不斷擴(kuò)充、影響力不斷提升，對(duì)后勤管理也提出了更高的要求。在國(guó)家雙碳目標(biāo)的背景下，加快建設(shè)新時(shí)代、綠色低碳化醫(yī)院的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫，智慧運(yùn)維也是醫(yī)院實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必要手段。正是基于國(guó)家政策導(dǎo)向和運(yùn)營(yíng)需求，以期應(yīng)用BIM數(shù)字孿生+IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合運(yùn)維的全面保障、設(shè)備設(shè)施精細(xì)化運(yùn)行管理并建立智慧運(yùn)維中心，有效解決醫(yī)院高速發(fā)展和保障資源相對(duì)緊缺的矛盾，滿足醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展對(duì)后勤保障的要求。醫(yī)院于2022年建設(shè)完成了基于BIM數(shù)字孿生技術(shù)的智慧運(yùn)維管理平臺(tái)（以下稱“醫(yī)智運(yùn)維平臺(tái)”），在實(shí)現(xiàn)醫(yī)院綜合運(yùn)維以“安全、高效、智能”為目標(biāo)的管理過(guò)程中取得了顯著的成效。
3. BIM醫(yī)智運(yùn)維平臺(tái)介紹
醫(yī)智維平臺(tái)是一種新的建筑營(yíng)造和管理模式，通過(guò)BIM可視化和IoT(物聯(lián)網(wǎng))智能感知技術(shù)相結(jié)合，BIM技術(shù)發(fā)揮上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則承擔(dān)底層信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的功能，從而將醫(yī)院后勤設(shè)備運(yùn)行的新風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)等多個(gè)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全面集成和數(shù)據(jù)融合，每個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都在BIM數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行集成與共享，建立多合一集中運(yùn)行的后勤智慧運(yùn)維管理中心。借助醫(yī)智運(yùn)維平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）通過(guò)建立BIM模型對(duì)建筑信息進(jìn)行精準(zhǔn)采集；（2）建立以BIM+IoT技術(shù)為核心的智慧運(yùn)維管理平臺(tái)，從多維度（設(shè)備運(yùn)行信息、維修保養(yǎng)信息、故障信息等）整合設(shè)備信息，進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全生命周期的管理；（3）通過(guò)IBMS系統(tǒng)集成和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，將各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、管理信息進(jìn)行集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，并向運(yùn)維人員實(shí)時(shí)推送告警信息，建立有效的故障預(yù)警和報(bào)警機(jī)制，通過(guò)行之有效的運(yùn)行策略達(dá)到節(jié)能目的；（4） 依據(jù)《GB/T 51153-2015 綠色醫(yī)院建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，對(duì)醫(yī)院能耗進(jìn)行采集和分析，為醫(yī)院的綠色運(yùn)行提供決策支持。
4.南京鼓樓醫(yī)院江北國(guó)際醫(yī)院醫(yī)智維平臺(tái)應(yīng)用模塊介紹
4.1數(shù)據(jù)駕駛艙模塊
采用GIS+BIM技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的BI商業(yè)智能應(yīng)用，對(duì)醫(yī)院的內(nèi)外部空間和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行三維仿真建模，構(gòu)建一個(gè)可視化的全局概覽圖，為后勤管理者提供“一站式”決策支持的管理信息中心系統(tǒng)。駕駛艙內(nèi)容包含但不限于平臺(tái)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、各專業(yè)分析圖表、能耗數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)以及管理所需要的其他關(guān)鍵指標(biāo)，駕駛艙支持定制開發(fā)，并根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求提供升級(jí)服務(wù)。
圖 1 數(shù)據(jù)駕駛艙
4.2設(shè)備智能管理模塊
將BIM可視化和物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)融合，打通現(xiàn)實(shí)與虛擬、實(shí)體與數(shù)據(jù)間的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工建造及運(yùn)維階段的行為監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，將變配電、暖通、給排水、污水、UPS、電梯等設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)信息和運(yùn)行狀態(tài)與安全監(jiān)控進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了全部設(shè)備集中監(jiān)控管理和設(shè)備安全隱患預(yù)防式管理，在大幅度降低設(shè)備運(yùn)行成本的同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行信息對(duì)比，做出故障預(yù)警，提升安全運(yùn)行保障。 ①新風(fēng)系統(tǒng)： 以GIS+BIM 地圖的方式對(duì)樓層的新風(fēng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)（包括新風(fēng)、送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)的溫度與濕度，蒸發(fā)器溫度和冷凝器溫度）與風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，風(fēng)機(jī)故障時(shí)可實(shí)時(shí)定位和告警。 圖 2 新風(fēng)系統(tǒng) ②集水井系統(tǒng)： 以GIS+BIM 地圖的方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各集水井的液位和抽水水泵的工作狀態(tài)，可依據(jù)集水井的高、低液位進(jìn)行告警，也可以通過(guò)水位傳感器監(jiān)測(cè)抽泵水泵故障并告警。 圖 3 集水井系統(tǒng) ③UPS機(jī)房系統(tǒng)： 與BIM設(shè)備模型結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)UPS機(jī)房?jī)?nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況，并對(duì)設(shè)備的早期、中期和嚴(yán)重隱患進(jìn)行告警。 圖 4 UPS機(jī)房系統(tǒng) ④純水系統(tǒng)： 與BIM設(shè)備模型結(jié)合，監(jiān)測(cè)各純水機(jī)組出水的電導(dǎo)率、水箱液位、水箱溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行告警。 圖 5 純水系統(tǒng) ⑤污水系統(tǒng)： 與BIM設(shè)備模型結(jié)合，監(jiān)測(cè)污水排放的瞬時(shí)流量、總流量、PH值、需氧量、排放的余氯值等運(yùn)行數(shù)據(jù)并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行告警。 圖 6 污水系統(tǒng) ⑥太陽(yáng)能系統(tǒng)： 與BIM設(shè)備模型結(jié)合，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能機(jī)房各設(shè)備的進(jìn)出水溫度、儲(chǔ)熱水箱溫度、供熱水箱溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)并對(duì)異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行告警。 圖 7 太陽(yáng)能系統(tǒng) ⑦電梯管理系統(tǒng)： 以GIS+BIM 地圖的方式集中顯示整個(gè)院區(qū)電梯的總覽圖，通過(guò)切換視圖顯示每臺(tái)電梯的位置，可直觀的展示院區(qū)內(nèi)所有電梯的目前所在樓層，電梯的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)?？膳c每臺(tái)電梯監(jiān)控視頻聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)顯示該電梯內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻畫面掌握各電梯的動(dòng)態(tài)。
圖 8 電梯管理系統(tǒng)
4.3能耗計(jì)量管理模塊
以BIM數(shù)字孿生+IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，將各類傳感器、智能儀表采集到的能耗數(shù)據(jù)與BIM模型相關(guān)聯(lián)，利用模型對(duì)各個(gè)區(qū)域的能耗歷史數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量，對(duì)異常能耗進(jìn)行預(yù)警或調(diào)整優(yōu)化。通過(guò)專業(yè)的能耗建模進(jìn)行分析，提供各種能耗使用圖表，實(shí)時(shí)、直觀地掌握設(shè)備能耗的使用情況，為節(jié)能方案提供依據(jù)。 圖 9 能耗管理-用水
4.4智能停車管理模塊
以GIS+BIM地圖的方式監(jiān)測(cè)每個(gè)車位的車輛占用情況，記錄進(jìn)出車輛的車牌信息、車輛類型、進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、進(jìn)出場(chǎng)通道等信息。對(duì)停車場(chǎng)整體的車位數(shù)量和收費(fèi)金額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)圖表以日、周、月為單位進(jìn)行記錄，直觀的展示車位占用率及車流量的趨勢(shì)變化。 圖 10 智能停車 隨著BIM的發(fā)展，在智能化系統(tǒng)的運(yùn)維中可以利用已有的建筑三維數(shù)據(jù)模型，也可以重新掃描建模，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)輕量化處理后集成到現(xiàn)有運(yùn)維管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)管理的三維可視化。直觀的表達(dá)使施工設(shè)備管理更加直觀、清晰，簡(jiǎn)化了繁瑣的設(shè)備管理步驟[3]。通過(guò)BIM可視化運(yùn)維平臺(tái)，運(yùn)維人員可利用建筑空間開展業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)設(shè)備資產(chǎn)的空間化管理。建筑中所有設(shè)備，在哪一層樓、哪一房間都是三維空間顯示，對(duì)于一些安裝位置隱秘的探測(cè)器、儀表等設(shè)備，這種三維直觀的展示可以幫助運(yùn)維人員快速精確地了解設(shè)備的空間信息。對(duì)于不熟悉業(yè)務(wù)或經(jīng)驗(yàn)欠缺的運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)，這種三維直觀的定位展示方式比文檔或平面圖更容易被理解和接受，利用提高運(yùn)維管理的效率，同時(shí)降低了對(duì)運(yùn)維人員專業(yè)水平的要求，減少運(yùn)維成本。
結(jié)語(yǔ)
南京鼓樓醫(yī)院江北國(guó)際醫(yī)院通過(guò)BIM數(shù)字孿生+IoT智能物聯(lián)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用所建設(shè)的醫(yī)智運(yùn)維平臺(tái)是一次新的探索與嘗試，旨在踐行安全、高效、低碳的管理理念。以期通過(guò)該平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)踐，變被動(dòng)式管理為主動(dòng)管理，有效應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件，進(jìn)一步提高建筑運(yùn)行維護(hù)管理水平、提升工作效能、降低運(yùn)行成本。 參考文獻(xiàn) [1]趙國(guó)林. 基于BIM技術(shù)的醫(yī)院建筑智慧運(yùn)營(yíng)維護(hù)技術(shù)[J]. 建筑施工, 2018, 40(8):3. [2]張悅. 基于BIM的公共建筑運(yùn)維管理系統(tǒng)研究. [3]李桂峰. 基于BIM的建筑設(shè)備可視化運(yùn)維管理系統(tǒng)研究[J]. 建筑與裝飾, 2021.
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