基于人工智能的智慧医院运营平台建设

梁智星，许 佳，王东明，潘亚娟

（兰州大学第一医院，甘肃 兰州 730000）

0 引言

在过去十年的政策导引和行业发展的社会背景下，医院临床信息系统得到了迅猛的发展和技术的迭代，推动医院信息化建设和运营能力的大大提升［2］。而今天，医院所面临的管理的高要求已经覆盖了临床、科研、教学、后勤等多方面领域，医院建筑全生命周期管理、医院运维端到端闭环流程管理、医院多窗口多业务聚合运营管理等需求已经成为国内高水平医院建设的重点和方向。

1 智慧医院运营平台设计构思

1.1 平台建设目标

1.1.1 提升管理决策水平

智慧医院运营平台将医院内各类医疗、管理、运营等信息集中、集合和集成的场所，通过这些信息可辅助医院领导和各级管理部门对医院进行正确管理和决策，提高处置突发事件的能力、减少决策失误。

1.1.2 统一医院资源调度

智慧医院运营平台在医院内部通过各类信息网络，将不同的医疗部门连接在一起，使不同的专业部门相互配合，实现不同系统间信息共享。

1.1.3 提高事件处置时效

通过智慧医院运营平可以方便总览事件的应急调度。一旦发生应急突发事件，值班员和值班领导可通过电子预案，按处置节点提示路径，对事件进行合理处置，确保医院各个相关机构和人员能够迅速反应、得力指挥、有序组织、恰当处置。

1.1.4 即时排除故障隐患

智慧医院运营平台的信息显示系统基于Web图形化引擎或三维虚拟场景，实现全要素、全功能信息显示，使管理人员一目了然，直观的观察到相应系统运行状况。

1.1.5 降低运营维护成本

远程监控、自动提示和智能管理医院的各类信息系统和设备，掌控医院运营状态；全时全域智能值守，实时掌握系统的运行状态；提示、告知系统的维护信息，减少无谓的人力、物力和时间消耗，都将极大的降低系统管理维护成本，提高维护效率。

1.2 智慧医院运营平台架构

智慧医院运营平台综合物联网、大数据［3］、人工智能的先进技术，以大数据平台［4］为立足，建设真正的多用户对象+对业务展现+多样化呈现的综合运营平台，如图1所示。

图1 智慧医院运营平台架构

2 智慧医院运营平台功能设计

2.1 运营平台HCC业务系统建设

统一资源模块：智慧医院运营平台，采用统一数据平台实现医院运营分析和管理业务各项需求，实现统一用户管理、统一空间编码、统一设备编码、统一用户鉴权、统一个人门户、统一数据库等医院运营的全业务聚合，打破业务壁垒，实现全流程贯通。

运行监控模块：运行监控中心通过多系统集成监控对医院各建筑智能化、信息化系统的数据集成，实现医院运行的实时集成监控。

一站式服务模块：提供运维服务的一站式服务平台。支持运维服务的一站式调度，支持电话语音、移动端等，支持手动派单、自动派单等多种服务分发调度方式。

告警中心模块：提供系统用户实时报警、历史报警信息的查看、追溯和处理。

运行分析模块：系统聚合多业务数据通过大屏系统以运营驾驶舱的模式为医院运营管理提供分析和辅助决策的基础。

运维管理模块：基于总览页面了解运维工作量、工作完成情况、工作效率、空间运维、设备运维 待完成运维任务、异常情况等，总体了解运维工作的开展情况。

能源管理模块：能源管理系统主要包含能源概览、能源流向、能耗建模、能耗采集、能耗统计、能耗对比、能耗排名、能效对标、关联分析、用能考核、数据维护等功能模块。

综合报表模块：系统用户可通过综合报表模块查看各专业维度统计数据，以帮助各级医院管理者发现管理重点、提升管理水平。

移动运维模块：支持基于微信公众号实现移动端运维服务，用户可通过关注医院的运维服务公众号获得跨平台、免安装的移动端报修、运维和移动运维现场展示管理工具平台，提升用户使用便捷性、降低运维成本，如图2所示。

图2 移动运维场景展示

2.2 运营平台数据集成服务系统建设

数据集成服务系统ROMA平台，是为集成服务、数据、应用，打破平台、云、网络、地域边界，连接烟囱应用，消灭信息孤岛，打通业务流［5］，实现业务数字化全联接协同，它由数据联接FDI、消息联接MQS和服务联接APIs三部分组成。ROMA将在院级跨系统数据融合领域起到重要的作用。

FDI（Fast Data Integration）是ROMA融合集成解决方案平台的数据集成产品，支持文本、消息、API、结构和非结构化数据等多种数据源之间的灵活、快速、无侵入式的数据集成，可以实现跨机房、跨数据中心、跨云的数据集成方案，并能自助实施、运维、监控集成数据。FDI的功能架构如图3所示。

图3 FDI的功能架构

MQS（Message Queue Service）是针对华为打造的专业消息中间件，是企业级互联网架构的核心产品，基于高可用分布式集群技术，搭建了包括发布订阅、消息轨迹、资源统计、监控报警等一套完整的消息云服务。

APIs是ROMA融合集成解决方案平台的API管理产品，涵盖APIGateway、LiveData和APIMarket三个子产品。聚焦在API轻量化集成，存量系统服务化改造，跨数据中心路由等核心功能，实现从API设计、开发、管理到发布的全生命周期管理和端到端集成。APIs平台的功能架构如图4所示。

图4 APIs平台的功能架构

2.3 运营平台三维可视化系统建设

2.3.1 环境可视化

以新门诊综合楼为核心，在系统中直观展示该建筑的分布信息；场景中标志性的模块以信息牌的方式展示，方便快速确认所处建筑内的位置。此外，还可在三维场景中旋转、平移、缩放视角，以不同的角度查看。

2.3.2 建筑可视化

根据医院的实际建筑外观完成3D建模，实现以虚拟仿真的形式完整呈现建筑物整体轮廓及在三维地图中的位置；并在系统中直观展示新门诊综合楼的占地面积、楼层及高度等信息。还可将楼宇模型做半透明处理，用色块标识建筑的功能区域分布；集成智能设备管理系统，展示楼宇内的智能设备统计信息。

2.3.3 结构可视化

实现以虚拟仿真的形式完整呈现新门诊综合楼内部每层的结构，根据楼层的实际建筑结构完成3D建模，楼层可以展开查看；展示不同功能楼层的平面图并标注尺寸；展示医院内部不同结构的空间布局、在整体楼层中位置、功能说明等信息

2.3.4 区域可视化

在系统中以医院新门诊综合楼的建筑模型为基础，按照医院建筑的功能区域对建筑三维模型按照楼层进行分解展示，并标注区域的起止楼层及功能说明，便用户或管理者直观了解医院不同的功能区域。

2.4 运营平台智能化音视系统建设

信息技术高速发展的今天，人们的实时沟通越来越频繁，对快速的信息化沟通的要求也越来越高。先进的多媒体技术，现代化的音视频系统已经被广泛使用，音视频系统设计要充分考虑到平台的实际使用情况，以达到经济高效的目的，同时应实现高度集成化、管理智能化、信息多元化、沟通网络化。本医院综合运营管理平台音视频系统设计了一套完整的系统集成方案，方案包含了液晶拼接大屏、拼接处理系统、专业扩声系统及环境集中控制。

3 智慧医院运营平台建设成果

该平台采用大数据分析、人工智能技术，功能强大，设计规范，配置开放接口，接入性强，兼容性强，该平台运行以来，已取得如下成绩：

3.1 一站式服务平台

完成第三方系统的集成融合，建成任务调度系统和任务监控系统，实现全院任务管理的一站式服务，实现智能辅助决策功能。

3.2 实时监控平台

完成各设备数据集成，实现监控中心内各子系统的实时监控图、设备图元的绘制、实时数据的绑点组态，按子系统进行监控图管理和发布，为运行监控人员提供图形化监控页面。

3.3 运维管理平台及移动运维平台

实现设备全生命周期建设与管理，自动设备设施巡检与管理，总体了解运维工作的开展情况，完成院内设施、工单、流程管理从人工向数字化管理的迁移。

3.4 院内能控管理平台

完成能源概览、能源流向、能耗建模、能耗采集、能耗统计、能耗对比、能耗排名、能效对标、关联分析、用能考核、数据维护等功能模块上线，全面接管院内能耗管理。

3.5 院内导航平台

实现院内空间和区域空间的可视化管理，通过在院内部署定位信标和电子地图，帮助患者在手机端或线下导航大屏精确了解自己当前所在位置和目标位置，通过实时导航到达目标地点，导航过程中支持语音提示、路线显示、距离等提示。

4 讨论

兰大一院建院历史悠久，建筑年代久远，具有丰富的历史文化底蕴。目前，面临着建筑设备、机电设备老化、后勤设施数据丢失、资料陈旧、管理粗放等问题；医院各个系统横向维度之间数据分散、碎片，缺乏院级数据池级别的资源统一管理平台和工具［6］；运维对象子系统跨专业、跨领域，缺乏底层数据统一化的平台，无法对跨系统、跨领域的管理对象间作统一管理、统一操作、统一运维。

借助当前人工智能［7］、物联网、大数据和5G技术的发展和成熟应用，智慧医院运营平台建设，促进粗放型管理背后所存在的理念差异和技术壁垒［8］被精细化管理替代，分散管理向集约管理转变，经验决策向数据辅助决策转变［9］。用信息化去推动医院日常的建设，用大数据去驱动医院日常的运营，使信息化的平台真正融入医院的运营管理中。