医院智能楼宇设计的若干问题

文｜首都医科大学宣武医院 尚邦治

1 医院楼宇智能化概念

智能建筑是现代楼宇建设的基本要求，智能化就是以建筑物为平台，强调智能化系统设计与建筑结构的配合和协调，如：通信传输智能、楼宇智能 、消防智能、安保智能、办公智能等，在技术应用方面主要涉及监控技术应用、自动化技术应用等。数字化标准侧重于：以数字化信息集成为平台，强调楼宇物业与设施管理、一卡通综合服务、业务管理系统的信息共享、网络融合、功能协同，如：综合信息集成系统（IBMS）、楼宇物业与设施管理系统（IPMS）、楼宇管理系统（BMS）、综合安防管理系统（SMS）、“一卡通”管理系统（ICMS）等，在技术应用方面主要涉及信息网络技术应用、信息集成技术应用、软件技术应用等。

建筑自动化或楼宇自动化（BA）、通信自动化（CA）和办公自动化（OA），这3个自动化通常称为“3A”，它们是智能化建筑中最基本的，而且必须具备的基本功能。目前有些公司为了突出某项功能，以提高建筑等级和工程造价，又提出消防自动化（FA）和信息管理自动化（MA），形成“5A”智能化建筑，甚至有的文件又提出安保自动化（SA），出现“6A”智能化建筑，甚至还有提出“8A”、“9A”的。但从国际惯例来看，消防自动化和保安自动化等均放在BA中，信息管理自动化已包含在通信自动化内，通常只采用“3A”的提法。

2 计算机局域网成为通信的基础设施

前几年在建设智能化楼宇时，楼宇自动化、通信自动化和办公自动化都是分别建设，各自为政，表现为消防系统一套、安全防范一套、监控摄像头一套、电话系统一套，各系统之间互不联系，甚至在建设阶段互相拆台，互相干扰。

现在的楼宇智能化的思路是把各个系统整合到一个通信协议平台上，各系统使用统一的通信平台，这个平台就是局域网。

计算机局域网在医院的应用越来越广泛，医院中信息系统、医疗设备、语音、消防、安防监控、空调控制、供电控制、供水控制、灯光控制等都需要通过局域网进行数据传输。

医疗仪器设备近几年发展的一个特点是网络化。一种是设备运行在网络环境下，如CT、核磁、床边监护等设备工作时都需要局域网的支持，这些设备通过局域网传输数据；第二种是数据共享需要网络，如胃镜设备通过网络把几台胃镜产生的数据汇总到一台服务器上，这样可以实现数据共享；第三种是设备系统级网络，如检验科的LIS。

医院物联网的应用。物联网（The Internet of things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。医院的很多管理，包括：病人的管理、药品的管理、耗材的管理、物资的管理等都需要物联网。

从这个意义上讲，局域网已经不单单是为医院信息系统服务，局域网已经成为医院的基础设施。

3 应该重视医院楼宇工程中的前期设计阶段

智能楼宇建设从设计阶段开始，如果在设计中不能按照智能楼宇的要求进行设计，设计中出现的问题，是很难在以后进行改变的，应该重视智能楼宇的弱电基础设计，在图纸上为建设智能楼宇网络奠定基础。

智能楼宇设计理念上，首先要把弱电中的语音通信、广播、电视、消防、安防监控、计算机网络、门禁、病人呼叫通信、医疗设备通信、供水控制、供电控制、空调控制、灯光控制等作为一个系统设计。

智能楼宇要以通信为基础，语音通信、广播、电视、消防、安防监控、计算机网络、门禁、病人呼叫通信、医疗设备通信、供水控制、供电控制、空调控制、灯光控制等都需要使用通信手段进行数据传输。现在的智能楼宇是以网络作为通信的基础。

一座楼宇建设完成后要使用几十年甚至上百年，楼宇装修的周期是15年左右。由于使用时间长，装修周期长，设计时要考虑楼宇智能控制系统要能满足十几年的使用需求。避免新楼建设完成就落后的局面出现，具体设计上要注意：

（1）楼宇中心机房设计

楼宇中需要中心机房。一个楼宇是一个相对独立的信息系统，对于一个信息独立体，应该为它设置中心机房，容纳网络设备、服务器、存储设备等与信息有关的设备。

楼宇的中心机房是医院中心机房的一个组成部分，医院的中心机房是一个概念上的机房，它是由若干部分组成。

楼宇机房可以作为容灾机房使用。容灾工作是一项复杂的系统工程，它涉及的技术众多，涉及面很广，需要考虑的问题也很多。为了能够很好地部署工作，一般认为，容灾工作应该做好以下三方面的工作，分别是容灾级别的分析与选定，容灾系统方案的选择，以及容灾技术的选用。容灾级别的选定，首先要明确的是建立容灾系统的目标和期望是什么？也就是说面对什么样的灾难，我们需要实现什么层次、什么级别的容灾，当然这要建立在系统所面临的风险分析、所建容灾系统对既有业务系统的影响分析以及投资回报分析的基础之上。虽然说起来很简单，只是三个分析，但是这三项分析却是容灾系统建设的一个前提，只有做好这三项分析才有可能做好容灾级别的选定。在这里我们认为应该根据业务的重要程度不同、核心程度不同、用户需求不同，而选择不同的灾备级别。

一般情况下认为容灾级别可以分成数据级容灾、应用级容灾和业务级容灾三个级别。

第一个级别是数据级容灾。数据级容灾的关注点在于数据本身，在灾难发生之后要确保原有的数据不会丢失或者遭到破坏，但在数据级容灾这个级别，发生灾难时应用是会中断的。在数据级容灾方式下，所建立的异地容灾中心可以简单地把它理解成一个远程的数据备份中心。数据级容灾的恢复时间比较长，但是相比其他容灾级别来讲，它的费用比较低，而且构建实施也相对简单。

第二个级别是应用级容灾，应用级容灾是在数据级容灾的基础之上，在备份站点同样构建一套相同的应用系统，这样可以保证关键应用在允许的时间范围内恢复运行，尽可能减少灾难带来的损失，让用户基本感觉不到灾难的发生，这样就使系统所提供的服务是完整的、可靠的和安全的。应用级容灾生产中心和异地灾备中心之间的数据传输是采用广域网传输方式；同时应用级容灾系统需要通过更多的软件来实现，可以使多种应用在灾难发生时进行快速切换，确保业务的连续性。

第三个级别是业务级容灾，应该说是在数据级容灾和应用级容灾基础之上的一个更高级别的容灾，它是指在生产中心和容灾中心对业务请求同时进行处理的一种容灾方式，能够确保业务持续可用。在灾难发生时，保证所有的业务都是正常运行的，对于用户来讲是不受灾难影响的。同时要达到所期望的业务级容灾解决方案，不仅要在技术上做到所有受灾难影响的应用程序可以平滑切换到备用系统，而且在业务操作流程上也有很严格的规定，这样才可以保证业务操作的不中断。

目前我们只是在一个本机房内有数据备份，没有达到容灾水平。从发展角度看，医院需要容灾系统，至少应该达到应用级容灾。为了实现应用级容灾，需要在目前主机房一定距离外建立容灾机房，而新的楼宇机房可以承担起容灾机房的功能。

（2）楼宇楼层机房设计

由于单栋楼宇建筑面积较大，而一个机房管辖的半径仅为80m左右，所以需要设置楼层机房。在楼层面积大于80×90m时，一个楼层可能需要设置两个楼层机房。一个楼层机房可以管辖水平半径80m的通信范围，垂直3层楼范围。

（3）医疗设备通信设计

医院在建设智能楼宇中要考虑的一个问题是医疗设备对通信的需求，这是医院楼宇智能化与其他楼宇智能化的不同之处。现在医疗设备的一个特点是网络化，医疗设备网络化有几种形式：一是原来很多医疗设备采用集中处理方式，现在转为分布处理方式，在分布处理情况下，需要网络支持；二是有些医疗仪器运行在终端和中央控制台方式，终端和中央控制台之间需要进行数据通信，这样需要网络支持；三是为了在多台设备之间实现数据共享需要网络。

在楼宇设计中要考虑医疗设备对网络的需求，建设的网络要能够满足医疗设备工作的需要。

（4）走廊天花板截面利用

走廊天花板内是多种楼宇设备的公共通道，包括空调管路、水管通道、强电电缆通道、网络线缆通道、消防线缆通道、安防线缆通道、广播线缆通道等。走廊天花板内的截面积是有限的，要容纳上述所有设施需要精心设计。设计内容：一是如何容纳上述所有设施；二是如何合理的排放上述设施，并且方便以后的维护工作和检修操作。

（5）桥架设计

走廊天花板内的网络线缆通道、消防线缆通道、安防线缆通道、广播线缆通道等是以桥架的形式安装在走廊天花板内。对于桥架的安装有几点需要注意的地方：一是要综合考虑弱电桥架，弱电桥架供多个系统使用，桥架截面积要满足所有弱电线缆布线的需要；二是桥架在走廊天花板内的位置要合理，不能偏居一隅；三是桥架距离楼板的距离，从布线操作和检查线缆角度，桥架与楼板的距离至少10cm。

（6）桥架到房间的暗管设计和选型

在工程中，从楼道桥架到房间内信息插座之间的暗管不能使用PVC管。使用PVC管的一个问题是抗干扰能力弱，由于网络布线使用的都是6类线，6类线的设计带宽是1000M。6类线对于环境的要求高，而PVC管没有抗干扰能力。另一个问题是大楼的防雷地线是和楼宇钢筋相连，在有雷击电流通过地线时将对没有抗干扰能力的6类线产生影响，在严重情况下会造成网络设备损坏。

为了保证工程质量，网络布线应该使用金属管。金属管可以与桥架进行等电位连接，这样起到屏蔽作用，保护了6类线免受干扰，也能避免雷击对网络的影响。

（7）物联网基础设施的设计

物联网是在网络基础上发展而来的。物联网从最初诞生就充分沿用了现有的网络技术，每一项组成的设计都参照了网络的关键要素和技术。网络是人依靠固定终端，实现互联，实现人与人的通信。而物联网是依靠固定和移动的网络终端实现物与物的互联，实现人与物的互联，不需要人的干预就可以智能运转。可以说，物联网是网络的延伸，是由人及物的延伸。

在物联网上通过芯片自动读取物品信息，并通过网络传递信息，物品会自动的获取信息并进行传递，使得信息的处理——获取——传递整个过程有机地联系在一起。

物联网包括物资传送功能、信息获取功能、信息传输功能、信息管理功能。在硬件设施上需要有物资传送平台，需要有网络平台，需要有信息自动识别系统。

建设物联网需要在楼宇设计阶段进行物资传送设计、网络设计、信息识别设计。在楼宇设计和施工阶段缺少物联网基础设施上设计和实施，在后期建设物联网过程中将增加很多困难。参考文献

1 《综合布线系统工程验收规范》（GB 50312-2007）

2 《信息安全管理实用规则》（GB 19716-2005）

3 北京地区医院信息系统基础设施建设指南