[導(dǎo)讀]目前醫(yī)院后勤管理主要依靠外包團(tuán)隊(duì)，人員變動(dòng)頻繁，水平參差不齊。同時(shí)，已有的樓宇自動(dòng)系統(tǒng)（BA）、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等現(xiàn)有運(yùn)維管理信息系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，水平參差不齊，結(jié)構(gòu)相差較大，且缺乏與建筑本體信息集成。

目前醫(yī)院后勤管理主要依靠外包團(tuán)隊(duì)，人員變動(dòng)頻繁，水平參差不齊。同時(shí)，已有的樓宇自動(dòng)系統(tǒng)（BA）、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等現(xiàn)有運(yùn)維管理信息系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，水平參差不齊，結(jié)構(gòu)相差較大，且缺乏與建筑本體信息集成。傳統(tǒng)的運(yùn)維管理主要以出現(xiàn)問題、應(yīng)急處理的被動(dòng)模式為主，影響大、不經(jīng)濟(jì)，已難以滿足現(xiàn)代化醫(yī)療需求。因此，不少研究者和醫(yī)院管理者已在不斷探索基于BIM、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等信息技術(shù)的可視化、主動(dòng)式運(yùn)維管理方法。

在政府和行業(yè)推動(dòng)下，建筑信息模型（BIM）已成為建筑數(shù)字化描述的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)、施工等階段廣泛應(yīng)用。但運(yùn)維階段的BIM技術(shù)應(yīng)用案例仍較少，技術(shù)尚不成熟，其價(jià)值仍有待挖掘。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道的研究?jī)?nèi)容主要集中在整合人員設(shè)施、對(duì)建筑空間進(jìn)行維護(hù)管理、建筑安全等。國(guó)外關(guān)于BIM運(yùn)維的研究相對(duì)較多，然而其研究對(duì)象仍有限地集中于基于模型的設(shè)備管理和能耗監(jiān)控。在建設(shè)信息模型向運(yùn)維模型無損轉(zhuǎn)化、BIM與BA等動(dòng)態(tài)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、基于BIM的可視化運(yùn)維管理體系以及基于全生命期信息的主動(dòng)式運(yùn)維方法等難點(diǎn)問題方面仍缺乏深入研究和應(yīng)用驗(yàn)證。

BIM運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)

面向運(yùn)維的BIM建模

建造階段創(chuàng)建的BIM模型包括建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、通風(fēng)空調(diào)、電力系統(tǒng)、電梯、視頻監(jiān)控、精裝飾、醫(yī)用氣體、污水處理等各專業(yè)的模型，各專業(yè)的建模深度參考《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。為支持BIM模型能夠在運(yùn)維中使用，還需在此基礎(chǔ)上添加空間分配、設(shè)備運(yùn)維需求、BA點(diǎn)位等信息，最終形成BIM運(yùn)維模型。

BIM可結(jié)構(gòu)化描述建筑全生命期信息，對(duì)建造、運(yùn)維均有較大價(jià)值，但不同階段應(yīng)用需求不一樣，BIM的建模要求和信息完整性也具有差別。目前BIM標(biāo)準(zhǔn)的要求和實(shí)際建模的成果對(duì)運(yùn)維需求考慮仍較少，因此建造BIM向運(yùn)維BIM的轉(zhuǎn)換仍是一個(gè)基礎(chǔ)性的問題，也是影響B(tài)IM在運(yùn)維中應(yīng)用的核心問題，需要通過建立面向運(yùn)維的BIM建模和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)范BIM建模和應(yīng)用需求。

跨階段的BIM轉(zhuǎn)換流程

不同的階段由于使用需求不同，BIM模型的組織形式和信息內(nèi)容均有差別。譬如，設(shè)計(jì)階段，為支持機(jī)電系統(tǒng)的性能分析，需要分系統(tǒng)進(jìn)行模型存儲(chǔ)；施工階段，為支持多專業(yè)的協(xié)調(diào)，需要將同一樓層全專業(yè)模型集中存儲(chǔ)進(jìn)行碰撞檢測(cè)；而運(yùn)維階段，既需要通過查看某一區(qū)域全專業(yè)模型了解管線排布，輔助維修，又需要應(yīng)用單系統(tǒng)模型進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)分析與查看，因此需要通過拆分和重組將既有BIM模型轉(zhuǎn)化為運(yùn)維所需的BIM模型。

轉(zhuǎn)換后包括機(jī)電系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的樓層BIM模型

跨系統(tǒng)的異構(gòu)信息集成方法

在新樓建設(shè)過程中，明確要求相關(guān)系統(tǒng)供應(yīng)商提供運(yùn)維系統(tǒng)可以使用的數(shù)據(jù)接口。通過 BIM中監(jiān)測(cè)對(duì)象與BA中獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和顯示。目前已實(shí)現(xiàn)醫(yī)院資產(chǎn)管理系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、能耗分項(xiàng)計(jì)量、報(bào)修服務(wù)系統(tǒng)、客流車流監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療氣體監(jiān)控等運(yùn)維信息系統(tǒng)與BIM的深度融合。

運(yùn)維信息系統(tǒng)與BIM集成接口形式

基于BIM的集成化運(yùn)維管理技術(shù)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將三維可視化模型與實(shí)時(shí)運(yùn)維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)整合，實(shí)現(xiàn)報(bào)修服務(wù)、設(shè)備監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控和BIM系統(tǒng)的集成，支持高度真實(shí)的運(yùn)營(yíng)管理體驗(yàn)，提高運(yùn)維管理和應(yīng)急決策效率。護(hù)士、患者等用戶通過手機(jī)微信報(bào)修，并快速錄入報(bào)修位置和問題描述，譬如A房間空調(diào)制冷效果不佳；接著后勤服務(wù)中心應(yīng)用BIM運(yùn)維平臺(tái)接收到報(bào)修問題，在BIM中定位到A房間，并可定位到A房間空調(diào)風(fēng)口對(duì)應(yīng)的上游空調(diào)箱C；然后，調(diào)取該空調(diào)箱C的BA監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，查看其出風(fēng)溫度、過濾網(wǎng)壓差等信息，分析是否有異常情況，并可以調(diào)取空調(diào)箱C附近的視頻監(jiān)控畫面了解現(xiàn)場(chǎng)情況；如果發(fā)現(xiàn)該空調(diào)箱C有異常情況，將報(bào)修信息、空調(diào)箱C位置、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和異常情況發(fā)送給維修班組管理，從而提高維修效率，減少維修班組多次往返的時(shí)間。

基于BIM的機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和狀態(tài)展現(xiàn)

空調(diào)箱運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控與管理

基于人工智能的主動(dòng)式運(yùn)維管理技術(shù)

基于建筑靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，引入多種數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)醫(yī)院建筑的運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的統(tǒng)計(jì)分析，以得到海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)背后的深層次的規(guī)律性信息和異常情況，通過形象的展示，輔助管理優(yōu)化，達(dá)到節(jié)約能耗、輔助設(shè)備可靠運(yùn)行的目標(biāo)，輔助綠色醫(yī)院的建設(shè)。譬如，基于BIM實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電、煤等能耗的可視化管理，查看每條回路所控制的區(qū)域和設(shè)備，分析各個(gè)空間的用能情況；基于異常點(diǎn)分析算法獲取用能異常行為和回路，輔助節(jié)能管理；基于報(bào)警報(bào)修數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成設(shè)備維保計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的預(yù)防式維保。

基于異常點(diǎn)分析算法的能耗異常分析

基于BIM的智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)

由上海建工四建集團(tuán)自主研發(fā)的基于BIM的醫(yī)院建筑智慧運(yùn)維系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BIM運(yùn)維系統(tǒng)），包括建筑大數(shù)據(jù)中心和運(yùn)維管理桌面管理端、網(wǎng)頁端、智能移動(dòng)端等多個(gè)終端，為不同層級(jí)的醫(yī)院管理者和參與者提供最合適的用戶體驗(yàn)。BIM運(yùn)維系統(tǒng)包括醫(yī)院建筑空間布局、機(jī)電系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理、視頻監(jiān)控和安防報(bào)警布置、報(bào)修報(bào)警定位等功能，使醫(yī)院管理者、運(yùn)維人員等最終用戶能夠直觀地了解建筑實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到可視化、集成化運(yùn)維管理。

桌面管理端為醫(yī)院運(yùn)維應(yīng)急指揮中心提供最全面的數(shù)據(jù)展示和最精彩的模型呈現(xiàn)。采用先進(jìn)的實(shí)時(shí)渲染引擎，實(shí)現(xiàn)了逼真的建筑信息模型展示和流暢易用的模型瀏覽與漫游交互。網(wǎng)頁端為一線運(yùn)維工作人員主要工作界面，使用B/S架構(gòu)使系統(tǒng)可以隨處訪問。手機(jī)移動(dòng)端使用HTML5技術(shù)開發(fā)，利用被廣泛使用的微信平臺(tái)，讓每個(gè)人通過自己的手機(jī)訪問智慧運(yùn)維管理平臺(tái)。平板移動(dòng)端是運(yùn)維工作人員的便攜工作環(huán)境，在iPad平臺(tái)上基于先進(jìn)的實(shí)時(shí)渲染引擎技術(shù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)美觀高效的模型和數(shù)據(jù)展示，讓BIM運(yùn)維系統(tǒng)走出機(jī)房。

桌面管理端主頁面

移動(dòng)端主頁面

應(yīng)用驗(yàn)證

本研究在上海市某醫(yī)院的新建綜合樓（簡(jiǎn)稱新大樓）中進(jìn)行了應(yīng)用示范。新大樓位于陸家嘴地區(qū)，總建筑面積為83161.97㎡，地上24層、地下2層，主要服務(wù)于重大保障和高端醫(yī)療，設(shè)置床位500張。從建造階段開始，院方和施工方已開始籌劃將BIM技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用到醫(yī)院建筑運(yùn)維階段，聯(lián)合總承包單位開發(fā)了BIM運(yùn)維系統(tǒng)，要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)、BA系統(tǒng)、醫(yī)用氣體監(jiān)控系統(tǒng)、污水處理監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)控系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)等運(yùn)維信息系統(tǒng)預(yù)留接口，支持將海量異構(gòu)的建筑靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息整合在一起，形成建筑全生命期大數(shù)據(jù)。引入BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、人臉識(shí)別等實(shí)現(xiàn)三維可視化、集成化空間運(yùn)維、報(bào)修服務(wù)管理、安防管理，以及主動(dòng)式設(shè)備管理和能耗管理。該醫(yī)院直接采用BIM運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行新樓設(shè)備運(yùn)維管理、報(bào)修服務(wù)和安防管理，當(dāng)有應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，運(yùn)維管理人員直接在應(yīng)急指揮中心應(yīng)用BIM運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急指揮和決策。

BIM技術(shù)在某醫(yī)院運(yùn)維階段應(yīng)用實(shí)踐

通過應(yīng)用實(shí)踐得出以下結(jié)論：基于BIM可以將建筑本體和醫(yī)院運(yùn)維信息有機(jī)結(jié)合，逐漸形成建筑全生命期大數(shù)據(jù)，可見BIM對(duì)醫(yī)院建筑運(yùn)維具有較大價(jià)值；基于BIM可以實(shí)現(xiàn)空間管理、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行機(jī)理和狀態(tài)查看、視頻安防管理，實(shí)現(xiàn)可視化、集成化運(yùn)維管理，提升醫(yī)院建筑運(yùn)維管理水平；初步探索了基于人工智能的智慧運(yùn)維管理模式，可減少設(shè)備故障數(shù)量，節(jié)約運(yùn)維成本。

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