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广州军区武汉总医院智能化集成系统介绍

本文对广州军区武汉总医院智能化系统的设计和建设进行了全面分析,对其使用的智能建筑信息集成系统功能进行了介绍,着重分析了集成系统在面向专业应用的医院智能化系统集成中的应用情况,以及智能化建设为医院带来的价值和收益。
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【安防知识网】本文对广州军区武汉总医院智能化系统的设计和建设进行了全面分析,对其使用的智能建筑信息集成系统功能进行了介绍,着重分析了集成系统在面向专业应用的医院智能化系统集成中的应用情况,以及智能化建设为医院带来的价值和收益。

  项目介绍

  广州军区武汉总医院是一所集医疗、教学、科研、预防、保健、急救为一体的大型综合性军队医院,是以门诊、病房为主的使用功能齐全的综合性大楼。该项目是广州军区“十一·五”期间的七大重点工程之一,建筑面积7.5万平方米,其中地下二层、地上十二层,总投资3.3亿元。

  医院门诊综合楼工程,由五大智能化系统组成,即通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、楼宇自动化(BA)、安全防范(SA)、火灾报警(FA),并将这五大功能结合起来,实现系统的5A集成。通过综合武汉总医院门诊综合大楼空间环境、物流环境、能源环境、信息环境和实现各类服务的技术,以计算机控制与管理网络为主要基础,以系统集成技术为核心来满足医院的要求和方便管理的需求。

  智能集成系统内容与功用

  广州军区武汉总医院以ezIBS为平台,实现各子系统联动和信息共享,项目共包括8个子系统:楼控系统-泰康Techcon、消防系统-HoneyWell-诺帝菲尔、视频监控系统-GE、报警系统-丛文、门禁系统-HID、停车场系统-高堡仕、巡更系统-蓝卡、变配电系统-爱博精电。而属安防系统数据最为复杂,是集成解决的重点。

  在广州军区武汉总医院项目中,经过多方的努力,最终实现了对以上8个子系统的集成,实现的功能主要有以下几个方面。

  集中监测、控制和管理

  ·系统集成后能够提供各种机电设备(变配电系统、空调机组、新风机组、给排水系统、照明、电梯、直燃机组等)及双鉴报警探头、紧急按钮的运行状态信息;

  ·提供变配电系统的各项电力参数数据、开关运行状态故障监测;

  ·提供各类故障报警的类型、发生地点、时间及确认时间;

  ·提供已编制的时间进程表或事件自控程序应用软件的有关信息;

  ·提供各类安全防范系统设备的状态及报警记录;

  ·具有指定权限的人员能提取有关区域的实时监视图像;

  ·能依据需要向综合保安系统发出索取图像数据等指令;

  ·查阅各类保安报警信息及这些报警确认的时间;

  ·使用MPEG-4技术进行监控图像网上传送;

  ·视频信号上传;云台、矩阵控制信号下传;

  ·能提供整个大厦火灾安全状况的信息;

  ·能提供火灾报警各种探测装置的运行状况信息;

  ·能提供各类火灾报警探测器的报警统计、归类和报表;

  ·提供火灾联动情况的信息及对火灾报警的确认时间;

  ·室内外温度常年统计及送、回风温度趋势曲线显示;

  ·提供管理所需各系统的各类报表文件。[nextpage]

  实现子系统内的联动和系统间的联动

  首先,系统内部自身联动功能:消防系统内部联动以及安保系统内部联动功能;

  其次,实现系统之间的联动功能:分别为消防系统与安保系统的联动;消防系统与楼宇自控系统联动;安防系统与楼宇自控系统的联动。

  全局管理

  一方面,通过对信息的提供与综合分析,提供对各系统事件的协调处理能力以及对突发事件的响应能力,使管理人员能快速、正确地作出决策。

  另一方面,通过系统提供预案管理平台,使用户根据实际情况制定预案,在紧急情况下,启动预案方案,指导事件处理。如消防系统预案输入管理平台,系统提供可供输入的平台,用户可以根据发生火灾后制定的逃生路线方案和图形显示,指导疏散。这些方案完全可以由用户自己输入和制定。

  智能集成平台建设和实践,有效结合医院业务需求

  项目采用ezIBS集成平台,是面向建筑集成领域的软件平台,是依靠ONE中间件强大功能,基于J2EE技术的面向数字城市的软件产品。它的核心理念是DCM(Device, Connect,and Manage),即通过多种通讯方式把末端设备或子系统连接到“ONE业务基础平台,实现对人和机器(M2M)的管理和服务”。平台采用了一系列开放标准(J2EE、XML、OPC、LonWorks、Eclipse、SOA、XPDL、SVG等),便于和所有新旧业务系统实现无缝集成。在国内首次成功地把基于J2EE的软件系统架构和技术用到了控制系统等领域,在控制和IT融合(第4代DCS、M2M)方面领导潮流。在此项目应用中,系统所具有的优势和特点主要有以下几个方面。

  第一,基于SOA体系,采用B/S架构,可将不同应用软件通过网络连接至新的系统,使用方便、应用广泛,充分利用Internet,实现随时随地远程监控和管理。广州军区武汉总医院为大型综合医院,医疗设施比较完善,按照相关功能区和建筑区划分,可以将其划分为病人护理病房、诊断治疗中心、行政管理区、支持服务中心。病人护理病房又包括普通病房、隔离病房、洁净病房、重症/次重症病房、新生儿室、骨髓移植病房、物理疗法治疗室等;诊断治疗中心可以分为手术室、产科室、急诊/外伤中心、影像部、实验室、透析室、内镜检查室等;行政管理区分为一般办公室、会计室、商务办公室、信息管理中心、病历室、主门厅、接待部和候诊室、门诊服务部、教育部等;后勤支援又分为膳食部、消毒科、材料管理科、药房、工程部、垃圾处理区等。部门众多,各部门之间的功能繁复,要求不一,使用功能复杂,并且需要针对其信息管理系统要预设接口,同时关联不同部门。ezIBS充分利用其网络结构的特点和优势,使用TCP/IP方式,建立良好的网络结构,并采用单点登录等安全登录方式,按照不同授权体系的管理方法,满足不同部门对远程访问和监控的要求。

  第二,接入设备厂家众多(达到90余家),全面支持OPC、JPC、LonWOrk、BACnet、NMS、JDBC、串行方式(RS232、RS485)、DDE、TCP/IP和UDP方式、视频流接口方式,采用模块化、标准化的实施方式使二次开发简便,实施周期短。根据广州军区武汉总医院的现状,其智能化管理体系是一个非常复杂的管理体系,体系中的相关管理流程要求正规,严格,并且准确无误。挂号、医嘱、处方、病历、住院、收费、记帐、打单等业务流程,不仅要运用先进的管理软件,而且使用科技含量较高,数量较多的数字化医疗设备和辅助设备。如项目中采用的数字化门诊排队系统,数字化监控系统,数字化教学系统等。各系统采用不同数据格式,既包括多媒体的视频数据,又包括结构化数据,还包括其他数据形式。因此,软硬件如何和谐统一服务是一个难题,需要平台在接口方面具有强大功能,能够无缝与不同子系统连接,充分满足相关技术要求。同时,要与医院不同的系统与数据库互动,要求平台软件具有“四跨”特性,即跨平台、跨系统、跨应用、跨地域,可在Windows和Linux系统不同操作系统下运行,它所包含的应用服务器能支持Tomcat、Jboss、Weblogic、Websphere等,并支持Mysql、MS SQL2000、DB2、Oracle等多种数据库,能够和医院专用管理软件的数据库实现在线动态连接,共享数据,完成相应管理功能。

  第三,医院集成界面采用SVG技术,实现良好人机对话的机制,其SVG矢量图形通过基于XML的文本格式表达和传送,数据量可比同等质量的图形减少10倍以上,大大提高了网络传输效率并减少了存储空间;数据交换和存储采用标准化的数据形式XML,并兼容被集成系统的各种异构数据库,增强系统的灵活性,同时运用统一数据形式,综合利用,实现多种应用功能(节能分析、应急预案、报警联动、远程监控管理),利于教学,研究等工作,可实现医院web数据发布。[nextpage]

  集成理念:先总后分,重点突出,数据管理统一

  智能化集成系统在项目实施的实际过程中,从本身设计,接口开发,整体开发等相关环节面临诸多难点。

  首先,系统本身所要集成子系统众多,接口形式复杂,数据结构异构,要实现数据接口转换技术复杂。系统中包括RS232,数据库形式,Modbus协议等协议转换成OPC接口,此种情况衍生到工程中,意味着协调难度大,技术交流次数多且要深入子系统内部;集成系统开始设计难度大。根据以往工程经验,集成系统一般为先分后总的展开形式,即先确定子系统,后确定集成系统,但是这将造成集成难度加大,集成工作开展比较困难。

  其次,集成系统实现目标要求高,整体实施难度大。因为医院大楼属于特殊建筑,它有一般建筑的特点,又有其行业特点。既有一般休息办公的场所,又有治疗、诊断、看病等特殊场所;监控设备既有一般机电设备,同时包含净化空调等医疗设备等等;实现目标既有管理要求,又有医院管理特殊要求,如教学,净化处理等,并且需要按照国家有关制度,结合医院实际情况进行节能管理。

  这两点是在该项目整体解决过程中面临的典型难题,考虑至此,针对该项目的实际困难,我们采取了相应的解决办法。

  把握集成系统的前期设计思路

  在系统设计初期,我们发现先分后总的形式不太适合此项目的实施状况,因而在项目中,我们结合中央电视台新台址集成先总后分设计理念,将已经确定的子系统,初步决定采用先分后总的形式,没有确定子系统的地方,积极采用先总后分的形式,在尊重设计院原设计基础上,结合医院的特点,提出相关子系统的要求,要求相关子系统应该满足统一的数据管理的要求。

  重点开发集成接口的难点

  系统集成需要解决多个复杂系统、多种控制协议之间的互联性和互操作性问题,以及用户的二次开发、配置、部署、实施等问题。在这里关键的是将双方的接口能够连上,涉及到接口的开发。在开发过程中,充分利用相关开发工具,快速准确捕捉数据特点,进行数据收集,转化工作。特别是重点的数据接口,如门禁等安防系统数据库开发中,针对数据库完整性和主键特性,分别提炼出主要信息字段,组建成集成系统所需要的数据格式。

  整合医院不同功能区域的需求,将安全、管理、节能有效结合

  基于SOA软件架构体系,集成管理软件具有部署灵活,服务重用等特点。所以项目在建设和实施过程中,有很大灵活性和拓展空间。如何将安全,管理和节能进行有效的结合,我们采用以下几种办法。[nextpage]

  进行有效的需求分析和实施

  根据医院不同功能区,设置不同层次安全服务内容。在后勤保障区,设备运行安全和防火防盗并重,通过楼宇自控系统采集相关机电设备数据,对节能消耗过大的设备进行有效监控,采用节能算法,预设和设置相关联动功能,即在有条件的地方,通过控制摄像机监视重点设备运行,如果有突发事件可以通知工程部和保卫部;同时也对监控系统的电源进行计量,对它进行能源的统计分析,在此基础上进行相关能源管理分析。消防系统通过相关报警信号,传输到集成的信息中心,联动附近的监控系统,及时发现火警。在消防规范允许情况下,对有关设备进行监视和控制。在诊断中心和主门诊大厅等人流聚集区域,由于排队挂号人数众多,通过监控系统监控人流密集度,适当调整和疏散人员防止突发事件的发生,另一方面由于近几年出现的医患关系紧张以及其它事件的发生,此区域报警系统将相关报警信号传到集成系统,集成系统可以预设信息发布方式如短信,E-mail等方式给相关人员。

  采用先进技术,进行有效数据分析

  安全,管理,节能三项结合的概念应遵循项目总的实施原则和国家关于公共建筑节能的政策,需对其基础数据进行分析。分析既是基于节能考虑,又是基于安全考虑。集成软件所实现的功能是基于相关子系统的基础上,每个子系统所使用数据各有其特点,从分布式系统的角度考虑,不同数据形式有不同表现形式:视频数据,基本单元为视频帧;结构化数据,基本单元为记录。这些信息从各子系统抽取出来,使之在广州军区武汉总医院项目中透明化和易于传播化,方便进行相关数据挖掘,分析和提炼。在数据转化过程中,我们紧紧控制住数据延时、数据转化层次多等不利因素,拓展数据更为强大的功能,通过门诊厅监控系统传入的场景图像,我们可以进行抓拍、定格、录制、传播、动态展现、背景分析等,裁剪成更符合医院人性化管理的方式。同时通过变配电系统传输过来的数据,结合重点地区和非重点地区监控等级,按照人防、技防、物防的三结合原则,合理设置节能、监控和防护策略,克服部门局限性,充分发挥统一的数据优势,并利用报警系统和周界防范系统,对重点地区实施监控防护,设置预警机制。

  充分挖掘子系统强大功能

  随着智能建筑的发展,各子系统的相关产品和技术都得到长足发展,报警系统、门禁系统、监控系统等向着数字化、网络化、智能化方向发展。其本身功能也日趋强大,因而在进行网络布置时,利用监控系统本身网络功能控件和协议,从中央控制室的监控系统主机直接调用至其他区域的从机功能,从而节省集成系统网络布线。利用其子系统的自身产品配置的opc接口,减少开发量,直接提取数据。因此在项目中,集成管理软件不是替代各子系统具体管理权限,而是从整个智能系统角度充分调动子系统功能,发挥数据共享、分析、挖掘、联动的功能,实现更高层次的智能。

  功能完善机制的建立

  随着业主对集成认识的加深,在集成和使用过程中,业主会提出一些新的要求。在不影响整体结构的情况下,软件在实施中会逐步解决,并且充分发挥软件本身设置功能和软件远程服务功能作用。在软件中,根据技术文件初步建立和配置子系统联动机制;同时在此基础上提供子系统联动配置手段和相关文档,使管理人员在今后管理过程中根据实际情况灵活添加配置,并且可以通过总部技术支持,在医院授权情况下,进行远程网络指导和调试。

  结语

  本项目中安防子系统较多,数据形式比较复杂,集成所需数据经过转化统一采用TCP/IP的方式传输,在提供有效控件和API前提下,基于IP的数字监控系统能够更有效的实现无缝连接。从医院大整体来说,集成系统将建筑设备监控系统、安保自动化系统、消防报警系统,通信自动化系统集成到一个平台上,通过规范设备管理程序,实现各子系统的功能联动、集中管理和信息共享。在总体管理模式上优化设备的运行控制,降低运行成本,合理节省能源,实现数字化,网络化,智能化三者的结合,将是集成软件和子系统发展共同趋势,为今后的管理提供先进的手段、科学的信息依据,以及高效、优质服务。(本文作者均为同方泰德国际科技(北京)有限公司工程师)

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