基于物聯(lián)網(wǎng)的大型醫(yī)院施工過程集成化管理研究

引 言

大型醫(yī)院建設(shè)項目集成化管理是將集成化理念和醫(yī)院建設(shè)項目管理實踐相結(jié)合，從全局出發(fā)對項目實施的全過程進行科學(xué)、系統(tǒng)的管理，克服傳統(tǒng)工程項目管理的缺陷而提出的一種新型醫(yī)院建設(shè)管理模式[1-2]。物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings， IoT）通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，通過互聯(lián)網(wǎng)將物體連接起來， 進行信息交換和通信，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用已較為廣泛，包括建筑運營過程中的應(yīng)用[3-5] 和施工現(xiàn)場的運用[6-7]。但關(guān)于醫(yī)院施工階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用未見相關(guān)報道。醫(yī)院建設(shè)周期長、投資額大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能要求高，而質(zhì)量事故、工期拖延、費用超支等問題普遍存在，基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特點，討論了其在醫(yī)院建設(shè)施工階段的適應(yīng)性，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的大型醫(yī)院施工過程集成化管理系統(tǒng)框架。

1 物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)院施工階段應(yīng)用分析

1.1 施工監(jiān)控管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)對醫(yī)院建設(shè)施工作業(yè)過程的不間斷監(jiān)測，及時處理突發(fā)事件。采用 CCTV 系統(tǒng)對整個現(xiàn)場進行攝像監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報，另外視頻系統(tǒng)還具有視頻抓拍功能，可隨時掌握整個工程的進度。人員車輛進出采用門禁系統(tǒng)，統(tǒng)一植入 RFID 芯片或貼上標(biāo)簽，便于識別。

1.2 施工安全管理

施工過程中，安全隱患無處不在，醫(yī)院施工過程極為復(fù)雜，給施工安全管理帶來更多的挑戰(zhàn)?？衫梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)對施工現(xiàn)場的安全管理進行有效改善，如使用無線射頻識別對臨邊洞口、出入口防護棚、電梯井口等防護設(shè)施進行標(biāo)示，并在標(biāo)簽芯片中載入對應(yīng)的編號、防護等級、報警裝置等，達到實時監(jiān)控的效果，且在防護設(shè)施上設(shè)置報警器，作業(yè)人員一旦有危險及時發(fā)出警報。

1.3 成本控制

根據(jù)施工進度、施工部位、施工工序等制定詳細的物料采購計劃，并通過 RFID 芯片對物料批次進行標(biāo)注，控制物料的進出場時間和質(zhì)量狀況，避免出現(xiàn)因管理不善造成的物料損耗或因物料短缺造成停工或誤工。另外，工程物料的進出均采用物聯(lián)網(wǎng)進行監(jiān)管，進出均有相應(yīng)的記錄，按需領(lǐng)料，保證物料的使用按計劃進行。

1.4 環(huán)境監(jiān)測

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可對整個施工地點及周圍環(huán)境進行有效監(jiān)測，一般可對風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、氣溫、粉塵、噪聲、光照強度、爆破震動速度等要素同時進行現(xiàn)場監(jiān)測。

1.5 應(yīng)急預(yù)警管理

通過埋設(shè)傳感器，實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境和突發(fā)事件的精確感知，建設(shè)完整的信息采集、分析和預(yù)警體系，實現(xiàn)對突發(fā)事件（基坑坍塌、基坑突涌、腳手架倒塌、塔式起重機倒塌、建筑結(jié)構(gòu)坍塌、火災(zāi)、地震、周邊建筑倒塌等）的精確監(jiān)測。

2 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)醫(yī)院施工集成化管理的關(guān)鍵技術(shù)及內(nèi)容

2.1 建立適合醫(yī)院施工階段的感應(yīng)層

將傳感技術(shù)引入醫(yī)院建設(shè)工程施工中，利用傳感器具有高精度、高可靠性、抗干擾能力強、可遠距離傳輸?shù)葍?yōu)點，對周圍環(huán)境、基坑支護結(jié)構(gòu)、既有結(jié)構(gòu)沉降與傾斜、地下管線等進行監(jiān)測，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院施工實時感知系統(tǒng)，實現(xiàn)施工過程中數(shù)據(jù)的自動連續(xù)采集。

2.2 制定信息標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

為實現(xiàn)對醫(yī)院各類施工信息的集成化管理，需將這些異構(gòu)信息融合到集成化管理平臺中，并采用統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進行數(shù)據(jù)交換、存儲，實現(xiàn)資源共享。

2.3 EPC編碼

射頻識別的編碼必須是唯一的，且編碼規(guī)律和解析方式能夠通過物聯(lián)網(wǎng)解析服務(wù)對應(yīng)起來，這樣才能通過編碼訪問對應(yīng)的物品。EPC（Electronic Product Code，EPC）結(jié)構(gòu)簡明，維護成本低，可與多種編碼方式進行轉(zhuǎn)換，可用于醫(yī)院施工及運營管理階段，編碼標(biāo)準(zhǔn)在全球通用。 將 EPC 編碼技術(shù)分別引入醫(yī)院施工及運營過程，可對醫(yī)院施工過程中的風(fēng)險源進行唯一標(biāo)識，方便整個施工過程的集成化項目管理。通過編碼可及時找到風(fēng)險源種類、位置、預(yù)警指標(biāo)、監(jiān)控閾值、責(zé)任人姓名、聯(lián)系方式的措施等。

（1）A，B 位于編碼標(biāo)簽的第 1 ～ 2 位，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示醫(yī)院建設(shè)項目名稱代碼，以區(qū)分不同的醫(yī)院建設(shè)項目。

（2）C，D 位于編碼的第 3 ～ 4 位，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示醫(yī)院建設(shè)項目監(jiān)控指標(biāo)風(fēng)險源的種類。

（3）E，F(xiàn)，G 位于第 5 ～ 7 位，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示監(jiān)控指標(biāo)序號編碼。

（4）H，I，J，K，L 位于第 6 ～ 10 位，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示， E 為第 5 位，1 表示地上，2 表示位于地下；6 ～ 10 位表示監(jiān)控項更詳細的位置信息，可有多達 1 萬種組合，滿足定位要求，可與 BIM 模型相結(jié)合，實現(xiàn)位置信息的可視化。

（5）L 位于第 13 位，表示監(jiān)控閾值，默認為 0。

（6）M，N 位于第 14 ～ 15 位，表示風(fēng)險事件的處理建議及應(yīng)急處理措施，默認為 00。

（7）O，P 位于第 16 ～ 17 位，表示監(jiān)控指標(biāo)的歷史信息，包括風(fēng)險事件發(fā)生的事件、地點、事故情況、處理結(jié)果，相關(guān)責(zé)任人信息等，默認為 00。

（8）Q，R，S 位于第 18 ～ 20 位，責(zé)任人信息，對相關(guān)責(zé)任人進行編碼，項目經(jīng)理 001，其他人員依次進行編碼。

（9）T，U 位于第 21 ～ 22 位，作為擴展區(qū)域，以便增加新的信息，默認為不輸入。

項目名稱代碼 ：01 ；

風(fēng)險源種類：人員-01，機械-02，材料 -03，深基坑施工-04，周邊環(huán)境 -05 ；

監(jiān)控預(yù)警指標(biāo)序號編碼，從 101 開始編碼，不同風(fēng)險來源首個數(shù)字不同 ；

位置代碼：四位編碼，需與 BIM 結(jié)合，在不確定的情況下，默認為 0000。

由于尚處于起步階段，只對項目施工過程的編碼進行初步探索，距大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離，尤其在項目定位信息和項目相關(guān)責(zé)任人的劃分上，需繼續(xù)展開細致的工作。另外，事件處置措施還需進行相關(guān)過程的集成化研究，以便應(yīng)對項目施工過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)事件。施工階段編碼見表 1 所列。

2.4 建立基于身份認證的數(shù)據(jù)共享平臺

醫(yī)院建設(shè)項目周期漫長，涉及的相關(guān)單位較多，各方利益出發(fā)點不同，醫(yī)院信息又具有一定的保密性，部分信息不允許公開。只有在確保用戶具有訪問權(quán)限的前提下，才能對數(shù)據(jù)共享平臺進行訪問。

2.5 數(shù)據(jù)的分析、判斷及對策

以施工過程中的基坑開挖為例，感知層傳輸給控制中心的信息一般包含支護樁頂位移、支護樁彎矩、地面沉降、地下水位、支護樁分層水平位移等，控制中心對所有數(shù)據(jù)進行分析，如果其中任何一個監(jiān)測量超過報警閾值，則判斷基坑存在風(fēng)險，根據(jù)超過報警閾值的參數(shù)種類，采取相應(yīng)對策。例如支撐軸力超過閾值，則基坑存在坍塌風(fēng)險，根據(jù)事先制定好的應(yīng)急預(yù)案采取相應(yīng)措施。與原有事故報告程序不同的是，該信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸，可通過網(wǎng)絡(luò)、短信等方式告知相關(guān)負責(zé)人及應(yīng)急小組，信息傳遞效率高，不存在延遲效應(yīng)。

3 結(jié) 語

本文主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大型醫(yī)院施工過程的集成化管理。首先分析了大型醫(yī)院集成化管理的必要性、可行性，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與施工過程集成化管理的關(guān)系進行深入研究。基于物聯(lián)網(wǎng)，研究了大型醫(yī)院建設(shè)項目施工過程集成化管理模式的構(gòu)建，對物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)集成化管理的關(guān)鍵技術(shù)和內(nèi)容進行了研究，包括建立適合醫(yī)院施工和運營階段的感知層，制定信息標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，EPC 編碼，建立基于身份認證的數(shù)據(jù)共享平臺，數(shù)據(jù)分析、判斷及對策，為醫(yī)院建設(shè)提供一定的參考。