值得借鉴!BIM可视化医院综合安全管理系统

医院的安全运行是医院开展正常医疗工作的基本前提,也是医院后勤管理的重点工作。然而,近年来随着医院规模的逐渐扩大,大型医院的安全形势从未像现在这么复杂和突出。

作者: 唐蔚蔚 来源: 中国医院建筑与装备 2019-08-28 10:34:48

医院的安全运行是医院开展正常医疗工作的基本前提,也是医院后勤管理的重点工作。然而,近年来随着医院规模的逐渐扩大,大型医院的安全形势从未像现在这么复杂和突出:医院规模越来越大,院区范围内人群密集;医院运营的基础保障系统繁杂,设备安全运行要求越来越高;医院后勤管理社会化外包普遍,外委服务商安全保卫的及时性和有效性要求提升。如何有效提升医院的综合安全管理的效率,做到防患于未然 , 如何对各种类安全报警的信息进行精准定位、鉴别并快速处置,如何为现代大型医院的安全运行提供有力保障,都成为医院安全管理的重要课题。大型医院普遍建设了各类安全管理系统,如:中央监控系统、消防、门禁、巡更、应急报警等,但是这些系统各自独立运行,这种孤立的系统设置和分散的信息数据给医院安全管理的快速响应、资源调配与流程优化带来了较大难度。而大型医院的规模不断扩大、结构形式愈加复杂、建设年度跨度拉大、医院运营同时改造工程变多、异地多院区设置越来越普遍等特点又进一步加大了医院安全管理的复杂程度;为应对安全管理压力而进行的安全系统升级改造设计是否科学合理、是否具备系统性,也是医院建设过程中安全管理投资规划需要考虑的重点。


近十年,国家大力推行 BIM 技术在建筑设计、施工管理和运维阶段的深度应用。基于 BIM 技术实现医院建筑全专业数据化建模,并且基于完整的医院建筑信息实现信息集成、动态交互、三维可视、智能分析的多维管理为医院的综合安全管理提供了创新的技术手段与全新的管理模式。以 BIM 可视化基础数据为核心,将医院的空间管理、视频监控、消防报警、安全巡更、电子门禁、设备安全监控、应急报警等多个安全相关系统进行全面集成和数据融合,建设 BIM 可视化医院综合安全管理系统,在大大提升医院安全管理的效率和应急响应速度的同时,也为医院的综合安全管理的成本降低提供了技术基础。同时,BIM 技术在大型医院的运维管理中也有着广泛的用途,如建筑空间与房屋资产管理、设备管理、管线管理、能耗管理、作业维修管理等,这些典型应用和综合安全管理系统一起构成了医院后勤的综合管理平台。本文仅探讨将 BIM 可视化技术与大型医院的综合安全管理相结合,有效提升医院的安全管理的效率与可靠性。


BIM 可视化医院综合安全管理系统


BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)是建筑设施物理与功能特征的数字化表达,BIM 可以把建筑物理设施的各种信息集成在模型要素上,并立体直观地展示出来。BIM 技术作为信息时代建筑业发展的新趋势有着广阔的发展和应用前景,BIM 技术已经贯穿医院建设工程项目全生命周期的各个阶段,并且在不同阶段的应用都产生了巨大的技术、管理和经济效果。


现代大型医院对其体量庞大的建筑空间、MEP(机械、电气、管线)、综合安全、环境的专业管理正日益受到传统管理模式的掣肘,如何应用信息技术手段来解决传统管理方法所带来的专业分割、信息分散、效率低下的现状,成为亟待解决的问题。基于 BIM 技术在近年来的迅速发展,以 BIM 可视化技术为基础,结合物联网、大数据与敏捷交互技术实现“可视化、集成化、智能化”的大型医院的综合运营与管理模式,从“全局视野”和“精准洞察”的角度来管理大型医院的建筑空间、MEP、综合安全等,已经取得了显著的成效。


系统定义


BIM 可视化医院综合安全管理系统是基于医院统一数据字典,以医院 BIM 空间信息、设备信息为核心,以监控视频为纽带,集成现有视频监控、消防安全、应急报警、门禁系统、保安巡更、设备安全等系统,将传统的中央监控中心改造为多合一 ( 集视频监控、消防、门禁、巡更、应急报警、设备安全等为一体的监控报警平台)的综合安全监控中心和应急指挥中心,创新性地将设备安全监控集成到中央监控体系中,将 BIM 可视化技术与数据集成、智能分析等技术相结合,建立大型医院全方位的综合安全管理体系。


BIM 可视化医院综合安全管理系统的核心模块包括:中央监控报警系统可视化;消防报警联动可视化;设备运行安全监控可视化,实时联动现场视频(供配电、电梯、锅炉、空调等);保安巡更可视化;门禁报警可视化。


基于以上各专业可进一步实现各类集成管理功能,包括:可视化应急报警联动、可视化安全系统设计与规划、可视化安全演练仿真、可视化实时应急指挥等。


系统架构


从大型医院综合安全的角度分析,应用BIM技术来进行集成化的综合安全管理将会很大程度地提高医院安全运行的管理效率。以BIM的空间数据为核心基础,将中央监控系统与消防报警、门禁、巡更、停车管理、应急报警以及设备运行安全集成为一个综合的集成可视化安全管理平台,以此解决医院安全管理各自独立和效率低下的问题。将分布广泛且数量繁多的场景监控系统与BIM数据结合起来,可以实时直观的监控任何位置不同类别的安全状况,而不必远足到视频监控中心机房去调取历史视频数据。实时察看、分布式调取、智能巡查等方案与传统的机房集中式视频监控方式相比有了质的提升。在监控视频设计/改造阶段,可以使用此系统提升监控视频设计功能,实现监控系统的部署优化,从而达到投入与效果比最优。

 

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核心技术


基于BIM可视化技术医院综合安全管理系统,是以BIM空间为信息集成为基础,以视频监控系统为纽带,整合监控报警、消防、应急报警、门禁、巡更、设备安全报警联动等多类别的安全管理功能于一个综合的监控与指挥中心,即将原来的中央监控室、各类别安全报警系统以BIM空间信息ID为对象,集成为一个综合的安全管理平台。最大程度地将报警与空间物理位置关系、报警与视频信号进行关联,将视频监控中心改造综合安全监控中心和应急指挥中心,并将设备安全监控也集成到中央监控体系中,由此将智能可视化平台的集成性与可视化无缝关联,形成全新的医院智能可视化安全管理系统。


BIM可视化安全管理系统的核心技术包括三个方面:


1.可视化:基于BIM空间数据为基础的所有安全管理均与活动空间直接关联,以一个典型的10万平米的大型医院为例,其全部的安全设置点位如下表:


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10万平米的大型医院其各类安全点位总计超过1万个,单纯依靠安保人员或者设备维保人员的人工监测与定位是难度极大的工作,而依靠各类报警信息与BIM数据关联,实时准确定位再行处理,事件处理的效率会大幅提升。


2.集成化:BIM可视化医院综合安全管理系统将各自独立的安全信息集成为一个综合的安全管理平台,并与BIM空间信息和视频监控系统无缝关联,形成一个统一的安全监控指挥中心。从而在事故发生时,能够统一指挥、协同处理,将事故定位、事故鉴别、人员协调等工作进行有机结合,从而大幅度地降低安全管理的信息分散、成本不断上升的局面。


3.智能化:基于BIM数据与各类监控设备/监测仪器的信息实时关联,结合安全专业的知识库及大数据基础来设计医院综合安全管理系统,包括安全区域、空间结构、智能识别、设备监测仪表等,在此基础上,通过各专业的远程监测/监控系统,监测/监控系统包括中央监控摄影监控及传感器自动检测系统。传感器检测到故障信息后,发出警报通知,启动安全处置作业流程,实时监测处理过程信息,并根据相关安全的行业知识库,结合历史相关安全信息,来提供综合安全及预防性管理和提前干预计划。并据此建立医院综合安全的大数据,为大型医院建立智慧型的综合安全管理提供可行的基础。


核心功能模块


中央监控系统可视化

大部分医院的中央监控系统已经完成从模拟信号向高清数字信号升级的过程,但是,其管理模式依旧停留在传统的通过视频拼接墙来调取监测点的视频信息,而监控中心的值班保安面对几十个监控视频基本上处于视觉疲劳状态。这样的配置,除了发生安全事故后调取相应位置的视频信息外,视频监控中心的配置所发挥的作用微乎其微。BIM可视化中央监控系统则提供了全新的中央监控与指挥功能:


01报警实时准确定位与处置


当今,大部分医院已经完成了中央监控系统的改造,新一代高清智能监控视频系统已经具备一定的自动分析功能,如人脸识别、物体滞留、人员拥挤、人员徘徊、越界报警等功能。这些自动报警功能能够及时将信号反馈到中央监控主机系统进行相应的处理。BIM可视化安全管理平台正是将大型医院数以千计的监控摄像头全部与空间位置一一对应和关联,同时集成高清监控视频系统的报警信号,当任何地方的视频监控报警时,系统自动匹配相应的位置信息,同时在BIM三维场景中将相应的场景与视频信号调取出来,中控室监控人员则可以精准定位报警信息发生的位置与实时视频信息所反馈的状况,以确定是否要安排人工现场干预。


如此,可视化中央监控系统有效解决了大型电视监控墙的无效运行问题,从而实现“报警触发、实时定位、有效处置”的安全监控目标。


02历史监控信息复查


系统也可以调取任意一个监控点位的视频监控历史信息,由用户自行对视频监控的时间点进行配置,从而为复查历史视频监控信息提供有效保障。


03分布式安装监控

BIM可视化中央监控系统不仅可以在医院的中央监控与指挥中心安装运行,也可以在授予权限的前提下,安装在医院的任何一台电脑上实时运行,如在主管院长、安全管理处长或分散的值班室里安装,只需要配置一台电脑即可,其功能与中央监控室的功能完全一样。这样可以以监控中心为基础监控,以主管领导和专业人员协同处理的方式对重大事故/事件进行协和指挥与处理,从而提升重大事故应急处置的效率,最大幅度的降低相应的损失。


04安全规划与改造可视化


BIM可视化中央监控系统不仅能够实时定位与辅助处理报警点的安全状况,还可以前置到中央监控系统规划设计与改造过程中。大型医院的安全管理级别分为多个层次,监控视频的安装配置与之对应。BIM可视化监控系统的规划功能则可以根据医院的安全区域级别、监控设备的功能参数、空间区域的特征等多因素结合,从而完成多个规划/改造方案的对比与可行性论证。

 

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消防系统可视化


大型医院的消防系统复杂且分布到全部区域,消防系统不仅关系到医院的安全状况,同时是各城市/区域相应消防局的重点监控单位,而传统的消防设施维护与监控由专业的消防公司承担,医院则负责配合对相应的报警点位进行现场处置。这样的消防管理系统独立运行,其报警的实时定位与处置效率都有待提高。同时,针对消防局而言,重点区域的所有消防报警均要与其关联,这样对消防报警的现场状况处置与信息传递的准确度与及时性要求更高。BIM可视化综合安全系统将消防系统做为重点集成到智能可视化管理平台,对消防系统的设备分布、运行监控、报警处置等形成精确定位、及时鉴别、协同处置的高效管理模式。


01消防系统分布可视化


医院的消防系统相对复杂,包括给排水系统(消防泵、消火栓、自动喷淋系统)、灭火器、消防报警设备(感烟、感温)、报警反应设置(声、火、自动控制系统等)、消防联动系统等,以10万平米的大型医院为例,其全部消防系统的设备及相关联接件共计超过1万个对象,如此复杂的系统仅依赖人工不可能达到精细化与准确化管理。BIM可视化消防系统实现医院的全部消防系统的三维数字化,将各系统的点位分布清晰的标识在可视化平台上。


02消防报警实时可视化


BIM可视化平台将医院的消防报警系统集成到平台中,任意位置的报警信号可以实时传递到可视化平台中,可以实现报警位置在可视化平台上的精确定位,并且将相应的视频信息实时弹出,以便管理人员利用中央监控系统实时判断报警信号的现场准确情况,确定是否要人工介入处理。


03消防设备生命周期管理


根据医院消防的要求,对特种消防设备要求进行定期检查或者更新,以便能够对突出的消防事件进行有效处置。BIM可视化平台对消防系统的全部设备都按照其设备参数、性能、运行特点及生命周期进行管理,能够对消防设备的维修、保养、巡检及更新信息进行实时管理并对过保或者过期的设备进行及时警示,保证消防系统运行的安全。


保安管理和巡更可视化


大型医院的保安管理大部分都外包给专业的安保公司来运行,医院对安保人员总体监控与质量检验尤显重要。BIM可视化保安管理和巡更可视化系统将医院的安全管理人员集成到BIM可视化平台,将医院的保安信息电子化,使保安的常规巡更可视化管理,起到安保质量非现场检核的作用。


01保安人员信息可视化


将医院自行管理的保安人员及外包的保安人员身份信息、技能与经验、个人管理的域/专业范围进行全面的可视化管理,可以在应对安全应急事故时起到保安资源高效调配和高质量完成相应事故处置的作用。安保人员信息可视化内容包括:安保人员个人信息卡片、安全责任区划分可视化、重点安全区域对应安保人员可视化、应急报警可视化。


02保安巡更可视化


保安巡更是保障医院运行安全的基础,相应的保安巡更是否按照规范操作及是否能够起到预设的目标,则需要科学有效的复核手段。BIM可视化保安巡更管理系统将保安的常规巡更路线标准化配置于可视化平台,集成保安巡更的时间及实际路线,有效复检保安的工作状态与质量信息,并据此对其绩效对应,有效防范保安巡更的形式化及不规范的现象。


门禁管理可视化


大型医院的人员状况比较复杂,既有医院的医护和管理人员,更有大量的就医者及陪护者。门禁管理系统可视化将各类人员的相应门禁权限内置于可视化平台中,对门禁报警的实时信息进行及时定位与处理,以确保医院的安全区域设置规范有效运行。


01门禁信息可视化


BIM可视化安全管理系统将大型医院数百个(有的达数千个)门禁信息与相应的门禁卡持有人一一对应,并对每一个门禁所对应的人群/组进行可视化对应,以解决大量的门禁信息不匹配的情况。


02门禁报警可视化


门禁管理可视化系统对门禁的运行状况进行可视化监控,通过与门禁报警系统进行实时信息通信,并调出相应位置的监控视频信号,以确定门禁报警的实时现场状况,判断是否需要介入处理。


03越界可视化


对特定区域的越界报警(如特定病人禁行区域、特定人员禁行区域等)信息与BIM可视化平台进行集成,通过报警信号来精确对应相应的位置和人员,并启动报警通知流程,实时阻止相应的越界行为。


设备安全运行可视化


大型医院的设备的安全运行不仅关系到医院的经济效益和相关人员的生命安全,更关系到所在城市及社区的稳定与综合环境质量的综合评价。医院BIM可视化设备运行与安全管理系统改变了大型医院的设备安全管理模式。


BIM可视化医院安全系统可以实现对全医院设备的搜索、定位、信息查询等功能。在运维BIM模型中,通过对设备信息集成,运用对BIM模型中的设备进行操作可以快速查询设备的所有信息,如生产厂商、使用寿命期限、联系方式、运行维护情况以及设备所在位置等。通过对设备运行周期的预警管理,可以有效地防止事故的发生,利用终端设备和二维码、RFID技术迅速的对发生故障的设备进行检修。


设备运行和安全监测与综合告警旨在掌握医院后勤保障的各机电子系统的安全运行状态,重点包括各机电设备站房和重点设备的运行安全以及第一时间掌握其告警问题点等。重点监测区域需做到各机电设备的全面监测。

 

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设备运行与安全监测综合具备如下功能:


01设备分布的可视化展示


将设备监测/监控仪表与BIM可视化系统关联,实时获取各设备系统(暖通/空调、供配电、给排水、电梯等)的实时运行状况,对设备故障进行快速定位与故障原因正向/逆向快速排查,并能够实现设备与管道的运行系统(包括子系统)二维与三维实体效果的运行系统联动;


02管道与相关设备的关联实现三维可视化


将医院的全部管道(包括暖通/空调、给排水、生活热水等)的事故定位(二维码方式)与故障处理与BIM可视化系统进行有效关联,实现现场维修作业与事故排查三维可视化,对管道与相关设备的关联实现三维可视化;对每个区域(房间、公共区域、管井)的管道控制节点(阀门、监测仪表)实现三维可视;


03能够进行设备告警信息、能耗信息的可视化展示


展示设备相关仪器、仪表及控制系统实时运行数据;


04能够进行给排水、电、空调等专业的实时监测


告警操作等,支持设备安全监控、监测仪器/仪表;


05设备监测与BIM可视化系统的数据库进行实时通讯


作为设备安全管理的核心应用,设备监测与告警相关仪表/仪器,应该按照BIM可视化系统的编码体系进行集成,所有监测/监控的仪器/仪表应能够与BIM可视化系统的数据库进行实时通讯,对设备告警信号能够自动识别其分类信息并能够实时调用视频监控(需设备安全监测视频)。


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应用要点


第一,BIM代表一种新的建筑营造和管理模式,在建筑的设计、建造环节应用广泛,取得了良好的收益。而在建筑运维期的应用刚刚起步,缺乏可借鉴的经验。特别是如何将 BIM 技术和医院的特点相结合,服务于医院的各级流程,需要不断地摸索和总结。


第二,大型医院普遍历史悠久,医院建筑和设备设施的建设年代跨度较大,普遍存在缺乏基础资料的情况,大量的勘查、验证工作导致医院 BIM 数据的初始构建费用较高,医院应用 BIM 时需要进行详细的成本和效益分析,选择合适的实施范围和建设方案。


第三,基于 BIM 的综合安全管理更强调集成、联动、综合调度,打破了原有独立的系统设计和管理分工,要求医院后勤保障部门的技能素质、工作流程、组织结构要做相应的调整和变革。组织结构的调整和人员信息化技能的提高也是一个缓慢的过程,需要有持续的投入和管理团队的支持。


大型医院的综合安全管理状况直接关系到医院是否能够正常运行。通过 BIM 可视化医院综合安全运行管理系统,将分类复杂且管理难度极大的医院综合安全管理以“可视化、集成化、智能化”进行管理,有助于大型医院安全管理实现精准定位、定时处置、高效处置的目标。


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