十九大报告指出, 我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。这种主要矛盾同样存在于医疗卫生领域, “看病难”的问题依然存在, 人们对医院医疗质量和服务的要求也日益增长。同时, 医院作为一个经济实体, 需要切实提高自身工作效率和医疗服务质量、降低管理成本、节约能源, 从而取得较好的经济效益, 提高自身在行业中的竞争力。此外, 新的诊疗技术和医疗设备的数字化、集成化和智能化的发展, 也对医院建筑及配套设施提出了新的技术要求。2018年1月4日, 国家卫生计生委和国家中医药管理局发布《关于进一步改善医疗服务行动计划 (2018~2020年) 的通知》, 其中明确提出以“互联网+”为手段, 建设智慧医院, 包括利用互联网技术扩展医疗服务空间和内容, 优化医疗服务流程等。智慧医院已逐渐成为社会各界的共同关注, 是满足人们日益增长的医疗需求的必由之路, 是推进医院现代化进程的客观需要。

　　 目前, 关于智慧医院的研究仍处在初始阶段, 国际和国内对其还没有一个统一定义。2009年1月28日, IBM公司首席执行官彭明盛在美国工商业会议上抛出“智慧地球 (Smart Planet) ”的概念。随后, IBM又提出了该理念在中国的六大推广领域, 分别是智慧城市、智慧医疗、智慧电力、智慧交通、智慧供应链和智慧银行。通常认为, 智慧医院是智慧医疗的组成部分。其目标定位于借助互联网等先进的关键技术改善疾病的预防、诊断和研究, 最终实现医疗生态圈的优化。智慧医院是依靠基于信息通信技术环境, 尤其是基于物联网的优化和自动化流程, 改善现有病人护理程序并引入新功能的医院。

　　 2016年欧盟发布《智慧医院 (Smart Hospitals) 》报告, 指出智慧医院包括八大方面:远程护理系统、网络医疗设备、识别系统、网络设备、移动客户端设备、互联临床信息系统、数据、建筑和设施。但是当前关于智慧医院的研究主要侧重于前面七种, 譬如通过掌上客户端、电子病历、导诊机器人等相关信息技术的革新来简化就医流程, 达到智慧医院的定位目标。而关于建筑和设施方面相关的研究则较为零散, 存在明显的研究空白。与其他公共项目相比, 传统医院的建筑和设施建设具有规模大、专业多、技术性强、施工复杂等特点;而基于智能化技术应用的智慧医院, 更是对智慧医院的建设和运维管理提出了更高的要求。

　　 智慧医院的建设是一个系统工程, 包含了规划、设计、施工及维护等各个阶段, 需要对整个智慧医院的建筑和设施进行深入剖析, 从适用性、先进性、经济性等方面进行科学的整体规划。智慧医院建筑不同于一般建筑, 其使用部门涉及门诊部、急诊部、住院部、医技科室、后勤保障部门、行政管理部门及院内宿舍楼等生活区等, 使得智慧医院建设的规划管理工作需要考虑到各部门间的合理功能布局;由于智慧医院建设要以患者为服务核心的基本属性, 因此在设计阶段需要得到对应的体现;技术复杂, 工艺性强, 特殊功能需求多, 施工技术和施工工艺的复杂性, 决定了智慧医院在施工阶段需克服诸多挑战。因此, 从规划设计和施工这两个方面对智慧医院建设管理过程中的具体要求和挑战进行梳理。

　　 智慧医院的规划设计和后续的施工阶段要贯穿“完美服务”的概念。尽量从“一站式”服务的需求进行平面的规划设计与空间组合, 同时, 充分考虑把医务人员、病人、医疗设备、相关信息在有限空间内进行有效组合, 从减少就诊所需时间、所需手续, 使检查、诊断、咨询及相关治疗在一个相对明确的空间中进行, 进而提升智慧医院在运维阶段关于物流、人流、信息流的和谐程度。

　　 规划设计阶段, 应该对智慧医院的建设从实用、实际、全面的方面入手, 从管线布设到系统集成等做整体的考虑和布局。例如, 通过综合管线设计使整个智慧医院机电系统的线槽管道成为有机的整体, 充分考虑与水、电、风等工种的配合和交叉, 以更好地把握后续施工的时机和关键点。同时, 针对智慧医院项目各专业系统之间的复杂界面, 需要在规划设计阶段对智能化系统与其它普通专业 (如强电、暖通、装饰等) 子系统之间的接口技术界面和联动技术界面予以明确, 为系统实施和集成创造条件。

　　 此外, 智慧医院的规划设计应该关注的基本问题, 就是要识别医院建筑设计中的服务主体, “以人为本”的设计理念需得到充分重视, 为公众提供舒适的医用空间。

　　 作为一个复杂的系统工程, 智慧医院的建设在施工阶段往往会面临很高的要求。在设备安装和系统调试方面, 智慧医院的建设不同于一般的医院项目, 其设备安装工作内容复杂, 除了常规的楼宇智能化系统设备、发电机、冷水机组和冷却塔等设备之外, 还包括各种类型的高科技医疗设备, 对系统安装工作提出了更高的要求, 同时也给各设备系统安装完成后的联动调试带来挑战。在施工技术管理方面, 智慧医院项目施工过程中工艺复杂, 专业性能强, 设计班组众多。因此对于施工技术管理方面要求应更加严格。同时, 需要在深刻了解施工图纸与合同要求的基础上, 加强各机电专业子系统间的协同和耦合。

　　 智慧医院建设的各专业系统与设备的复杂性给施工过程的有效管理提出了更高的要求, 要重点规划好这些系统设备之间的时间节点、范围以及界面, 它直接会对智慧医院运维阶段的质量安全产生重要的影响, 因此需要有效的施工现场监控措施。细化施工阶段的安全管理, 并促进项目各参建方的协调管理, 共同保障智慧医院建设施工的有序开展。

　　 智慧医院是所有建筑类型中最复杂的典型, 其各项医疗设施、建筑设备与维生管线繁多复杂, 且智慧医院的服务对象有行动上的限制, 诸多特殊性使智慧医院运维管理的重要性更高、敏感度更高。目前来说, 智慧医院建筑运维信息化程度相对较低, 水电暖通、安防、消防等不同专业各自开展维护工作, 负有建筑管理职责的总务、保卫、基建和物业等单独行动, 加之建筑数据、参数、图纸等各种信息在项目竣工验收移交阶段经常造成信息不准确、信息丢失以及信息未更新等问题, 建筑资料较零散而且会有部分缺失现象, 没有进行有效的维护。

　　 国家住房和城乡建设部《2016~2020建筑业信息化发展纲要》中指出“十三五”时期, 应全面提高建筑业信息化水平, 着力增强建筑信息化、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力, 推进建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展。智慧医院建筑必将朝向多专业信息科技整合, 达到数字化、可视化、智慧化的运维管理效果, 以解决如传统设备检修费时与高成本等问题。

　　 为了更好地应对智慧医院建设与运维阶段的挑战, 本文对当前国内外智慧医院建设与运维阶段所应用的关键技术进行归纳分析, 并构建出智慧医院建设和运维框架 (见图1) , 该框架大致包含三层:底层为数据采集层, 利用传感器、移动终端等感知物体和环境的物理状态并采集数据;第二层为网络层, 通过三网 (互联网、通信网、广电网) 实现数据传输;最后一层为与实际需求结合的应用层。以智慧医院建设运维框架为导向, 提高项目参建方智慧管理的水平, 并实现项目建造全过程及建成后的智慧、互联、协同的目标。智慧医院建设运维的关键技术包含BIM技术、云计算、大数据技术、人工智能技术和物联网技术等。

　　 为了实现对建筑的有效管理, 需要充分了解建筑物内部设施的足够信息。物联网技术 (IOT, Internet of things) 是一个基于互联网等信息承载体, 将各种信息传感设备, 如射频识别装置、红外感应器、激光扫描器等各种装置与互联网结合起来, 让所有能够被独立寻址的普通物理对象之间实现互联互通的巨大网络。将各种智能装置嵌入建筑设施的各种物体中, 以进行实时、动态、智慧的管理和控制。例如, 医院建筑设备中的监控、安防、一卡通、专业应用等系统。物联网与智慧医院建筑之间实现互动, 可用于建筑物里人员管理、设备管理、物资管理等方面。例如, 北京天坛医院将大部分设备集成到统一的服务平台上统一管理, 通过物联网技术对设备和物品进行精确定位和智能监控。马里兰综合医院借助射频识别技术 (RFID, Radio Frequency Identi?cation) 和条形码技术进行材料和设备安装管理。

　　 基于物联网技术的智慧建筑实时采集由建筑发出的各种信号, 这些累积产生的海量数据是复杂多样的, 只有经过存储、处理、查询和分析后才能被充分应用, 进而提升应用服务的水平和质量, 满足用户的各种需求。而如此大的数据量, 普通的计算方式根本无法满足需求。云计算中的“云”由数以亿计的计算机、移动终端组成, 具有相当大的规模, 能提供前所未有的计算能力、存储能力等, 可以快速将智能装置采集来的海量数据资源转变为有用的价值信息, 从而提供快捷、高效的服务。同时, 云计算的计算模式使计算机或者其他设备可以根据需求共享信息和软硬件资源, 这种按需提供的特点使得智慧建筑可以轻装上阵, 以更经济的方式实现建筑的“智慧化”。

　　 大数据通常形容的是大量的非结构化和半结构化数据, 通过采用大数据技术对这些数据进行采集、发现或分析, 进而提取内在的经济价值。对于医院建筑, 可以通过大数据获取决策信息, 如医院地理位置的选取、容量控制、服务类型控制等等。医院内各类建筑, 到底有多少需求, 放在哪里合适, 都可以参照医院就医流程、人员流动规律决定。再比如, 医院单体建筑内部大量涉及尺寸、大小、高度、面积, 这些都可以利用大数据决策, 比如休息室大小、座椅数量、开窗大小、灯光强弱、吸音降噪、电梯运行等等。建筑性能方面, 如果有大量的传感器追踪数据, 医院建筑外墙的保温、通风、节能这些设计能够有很好的改善。比如, 如果能掌握大量已有建筑的能耗和物理量信息, 再做好新建筑的感应控制, 将极大改善暖通空调的设计。

　　 人工智能是多种学科互相渗透的一门综合性学科, 包括计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等, 主要研究如何构造智能机器或智能系统并使其能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。实践中, 已有许多专家系统、决策支持系统应用在建筑行业取得了很好的经济效益和社会效益。2017年12月, 国家卫生计生委制定了《医院信息化建设应用技术指引 (2017年版) 》, 其中第148条表明可将人工智能运用于医院智能管理方面, 通过智能算法分析, 支持医疗资源预测和调度, 辅助医院运营管理决策。

　　 借助BIM技术构建建筑物三维信息模型, 不仅实现了建筑物的可视化和数字化, 更可以保证工程实施过程中信息的真实性、完整性和共享性。随着BIM技术的逐渐成熟和广泛应用, 医疗建筑项目中BIM的应用范围也从最初的设计、施工阶段逐渐扩展到项目全生命周期, 对医院建筑施工质量的提高、运维管理的提升都发挥了巨大作用。上海市胸科医院新建科教综合楼项目良好地实现了施工过程的空间和进度可视化展示、竣工阶段的设备管线模型信息完整移交。项目构建了工程3D模型, 以数字化、信息化和可视化的方式实现基于BIM的建设项目管理, 提升了项目前期策划、设计管理和施工管理的深度和精度;基于建设阶段的BIM模型运维转换和运维平台开发, 提升了医院后勤智能化管理平台。北京天坛医院实现BIM技术中的碰撞检查与管线优化、三维可视化出图、机电系统校核等功能。天坛医院还通过BIM技术进行物业管理维护、建筑监控及应急管理。医院的每一个设备运行不正常或使用年限都能通过BIM模型自动预警提醒, 一旦医院发生突发事件也能通过BIM模型实现监控、预警和精确定位。

　　 未来智慧医院在建设过程中要将人性化、智能化、数字化集为一体。同时, 智慧医院建设也应强调“长远设计”, 即医院建筑不仅要考虑建设过程, 还要考虑建成后的运行、发展与拓宽问题。例如, 为医院未来的发展预留空间, 打造医院弹性空间, 提高医院的可持续发展能力。在管理手段方面, 通过云计算与信息化系统的整合, 使得建筑的建设与运维更加便捷、灵活、集约和高效。例如, 基于“云”的服务平台及服务模式让项目参与各方可以更自由的访问数据, 更高效处理数据, 更便捷地协作。当前, 医院建筑运维平台趋向于从传统的后勤运维监管平台转向基于BIM的后勤智慧管理平台。鉴于不同省市医院建设与管理模式的差异, 平台的建设需要也考虑市级管理需求和院级管理需求的对接。

　　 我国正处于智慧医院发展的黄金时期, 数字化和信息化技术的迅猛发展给智慧医院的建设提供了良好的技术保障。但是, 必须承认的是我国智慧医院建设的起步较晚, 还处于初级阶段, 存在着复杂多样的阻碍因素。多数新建医院在其建设及运营过程中, 也只是局部采用智慧化技术, 距离整体的智慧化还有一个较长的发展过程。与此同时, 与智慧医院相配套的技术人员也较匮乏。从全生命周期的视角来看, 目前运维阶段能够熟练操作智慧技术的较少。智慧医院只有在不同行业的共同配合下, 才可以发展得更快。同时, 还应做好医院的设施管理工作, 综合人力、地方、过程及科技以确保建筑物环境功能。