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新兴技术在医院后勤精细化管理中的应用研究

发布时间:2024-02-20 来源: 睿医界 浏览量: 字号:【加大】【减小】 手机上观看

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在新时代医院后勤改革的过程中,医院的信息化管理已经成为了后勤保障工作未来重点的发展方向,这一发展路径已经被不少业界内的泰山人物所认可。传统医院的后勤管理工作存在接入业务的多样化,场景的复杂化、网络边界消失,信息安全存疑等多种现象,并且在医院规模扩大的过程中,后勤工作变得更加繁复并且存在大量的重复工作。如何应用全新的技术,在医院建设的过程中,提升医院后勤保障整体的工作效率,是非常值得探索的。山东大学第二医院信息化建设正处于一个加速发展时期,多数医院都分别建设了满足医患需求的医疗服务系统和满足行政办公需求的医院管理系统。然而,作为医院正常运行重要支持环节的医院后勤业务却始终处于信息化建设的边缘,成为医院信息化建设的铁三角中缺失的一角。山东大学第二医院设备密集,管理复杂,物流量大。后勤设备管理包含建筑设备如空调、电气、电梯、燃气、给排水、冷热源等,这些设备分布广泛,需要实时监管和控制,参数数量可达成千上万个。然而,目前4G网络仅支持1000个连接/小区,无法满足设备数量、参数管控要求;4G网络峰值下载速率仅1Gbps,无法满足高清摄像头监控回传的需求;4G网络延迟通常在几十毫秒到几百毫秒之间,无法满足设备控制精度的要求。面对医院后勤管理工作的新挑战和传统4G网络的局限性难题,新技术5G与物联网结合,充分发挥5G大带宽(峰值速率是10Gbit/s)、低时延(空口时延的最低要求是1ms)、大连接(10^6/km2)、高可靠性,打造数字化、智慧化的信息系统来解决医院后勤精细化管理痛点、实现设备的自动化控制和管理是本文研究的重点。


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医院后勤管理主要问题



(一)后勤管理工作任务量繁重


随着山东大学第二医院发展规模的壮大,在基础设施投放方面的种类较为繁多,再加之内部后勤管理人员在新技术应用方面使用的匮乏,在后勤保障工作方面无法有效的提升效率。总的来说,现有的医院部门已经从以往简单的内外科诊室进化成为现在的放射科、耳鼻喉科、妇科等多个部门。每个部门又都具有下属的多个子级的部门,每个部门之间的仪器又不能互通互用,这就大大加剧了后勤保障工作的难度和工作量,最终影响了实际后勤工作的保障速度。


同样,山东大学第二医院后勤管理工作随着医院规模的扩大,也延伸出了较多以往没有的复杂工作,医院后勤保障工作人员在后勤保障的过程中,容易对新事物的流程不熟悉,造成工作效率不高的现象。加之医院一线后勤工作人员普遍人员年龄较大,没有接受过统一的新技术培训,在后勤工作建设的过程中,无法运用大量的新技术提高工作效率,因此造成后勤管理工作效率低下的问题出现。


(二)信息交互不畅,能耗损失较大


现有山东大学第二医院管理类的信息沟通系统较多使用的还是OA办公系统,后勤管理类的各种信息的使用和录入无法全量覆盖。除此之外,由于后勤工作的时效性和复杂性,很多信息无法及时上传到医院内网,造成信息孤岛的现象出现,最终可能影响到医院的其他工作。


医院缺乏智能化的数据采集设备和控制设备,容易导致能耗浪费,环境湿度、除湿机等用电设备的过度运行,能耗白白损失的现象出现,还有可能造成设备的异常损坏。除此之外,在以往的设备管理工作中,因为数据监测仅仅处于数据抄表,故障预警等多种简单的功能,数据的监测容量较少,以往通过运维人员人工进行监测的方法已经无法实现设备数据状况的实时监测,大大的缩短了设备的整体寿命。在现实工作中,很多安全事故的产生都是因为重点设备设施没有及时进行养护和维保。这些都是后勤保障工作中的重点问题。


(三)传统后勤管理模式效率低


后勤部门目前的工作还没有实现完全的信息化建设,难以实现后勤管理工作的跨越式发展。由于缺乏使用物联网技术,很多后勤工作都需要手工录入和人为运送。在信息化平台建设缓慢的前提下,需要大量的在各个岗位配备很多专业性的后勤管理人员。这些人员不仅在工作的过程中,需要长时间忍受建设各类基础档案的工作,还要实现后勤管理工作路径的简单化和标准化,没有时间进一步思量如何通过新技术提高工作效率。在目前后勤管理工作当中,需要运用互联网思维,加强后勤管理平台的合理化和科学化,进而提升整体后勤管理工作的工作效率和质量。




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新技术在医院后勤精细化管理中的应用研究



(一)定制5G网搭建的应用


随着5G技术的不断深入迎合和发展成熟,远程诊断、看护等多种技术因为带宽延迟的降低,逐渐变成了可能。5G技术作为WiFi技术的补充,以三大运营商搭载的移动通信基站作为技术,配合物联网技术,有线内网和WiFi无线内网技术,有效实现了三大网络链接的闭环。本研究基于5G技术,山东大学第二医院搭建了一种配合智慧医疗技术的网络架构方案,通过切片方案和对重点保障科室的双光纤多网络保障形式,加之内网封闭保护方案,建设了一种5G+智慧医疗网络。


5G基站的覆盖距离虽然相较于无线AP更远,容易因为距离问题降低带宽。但是在医院这种人流量较低的区域,结合山东大学第二医院楼宇分布情况,在至善楼、广智北楼分别新增独享室外基站,含BBU、传输单元等设备;结合室内业务分布情况,在明德、至善、崇礼、崇仁、广智南、广智北、门诊楼新增室分设备,室内分布覆盖通过5GRRU馈线方式覆盖。采用核心网下沉的方式,新建独享UPF部署在门诊楼,实现医院内部的5G网基站内在搭建,将控制面,转发面等多种设备都搭建在医院内,采取通用小型服务器转载的方式,确保医院每个区域的信号都能够稳定可靠。同时为实现医院内5G 定制网的覆盖,新增承载网网元用以提供定制网数据流传输,利用网络切片技术分配端到端(无线、传输、核心)网络资源并实现网络隔离,通过5G网络物理资源的下沉部署,实现医院业务数据的卸载、分流与隔离。实现了带宽的稳定和上传和下载的稳定性之后,5G技术的高带宽性、可靠性以及广链接就能够被后勤管理工作所广泛使用。首先通过建设后勤管理平台,通过加强移动互联网的使用,以手机移动终端为着力点,使得后勤管理平台能够进一步完善。

 

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山东大学第二医院5G定制专网拓扑图


(二)物联网技术应用


物联网技术指的是通过物联网设备的使用,将物品的信息传输到电脑网络当中,实现信息传递,信息处理等多种功能的移动设施平台。2020年4月,工信部发布深入推进移动物联网全面发展的通知,指出移动物联网(基于蜂窝移动通信网络的物联网技术和应用)是新型基础设施的重要组成部分。


根据实际应用,一般情况下,物联网技术可以用于医疗设备管理工作,物联网技术通过传感器和RFID等多种技术,实现对医疗设备的追踪和设备使用状态的检测,确保医疗设备在使用过程当中能够将自身的信息传出,再分析目前医疗设备状态的实时状况,对耗材等多种设备进行监管并及时的进行更好,确保设备的正常使用和安全性。本次在山东大学第二医院门诊楼数据中心机房部署智慧后勤综合管理平台,基于5G网络实现全院物联网覆盖,通过前端可视化边缘网关、微基站及物联网AP有效结合,在医院各个场景下将医疗物联网进行对应组合,实现医院全院公共区域及深入病房内物联网信号全覆盖,包括对医院后勤设施设备、病区环境、消防、安防设备和系统进行数据采集、自动控制和集中管理等。


(三)智慧后勤综合管理平台


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山东大学第二医院智慧后勤综合管理平台参考国家卫健委于2018年4月颁布的《全国医院信息化建设标准与规范(试行)》中对三级甲等医院在后勤管理、信息平台基础、平台服务集成、大数据技术、物联网技术等方面的信息化要求,设计平台的总体架构,通过5G组网实现设备设施终端数据采集、能源数据采集、及人员进准定位,主要围绕以下几方面:


1.以节能降耗为目标,运用新兴的互联网技术,如大数据、物联网等等来整合原有信息化系统的数据资源,搭建起一个后勤管理中心。以安全发展为首要纲领,结合医院的发展规划策略,现有的资源、设备、平台系统、组织架构等来搭建安全监管系统,范围内不仅包括设备管理、运营管理等、还可以保障管理中的设备设施相关功能。整合原有的信息化系统数据作为资源,搭建后勤专属管理中心,以安全为主线,降低能耗为目标,把后勤资源中的设备进行数字化、智能化的改造,为接下一步建立整体的平台做支持。


2.基于现有的后勤业务流程,结合医院发展规划策略,通过信息化建设将后勤业务进行数字化改造,以提高业务灵活响应度和后勤服务满意度。同时,整合医院现有后勤服务管理系统,建立后勤综合服务管理系统,功能覆盖设施管理、运营管理、运行保障管理中与后勤运营服务相关功能。将后勤运营中产生的旧资料录入后勤综合服务管理系统,实现后勤业务过程数字化建设,为已建立的安全监管系统和能耗监控管理系统提供重要基础。


3.在安全监管系统、能耗监控管理系统及后勤综合服务管理系统建设完成后,全面推进智慧后勤信息化发展,实现“一键通”。建立起医院后勤面向医院整体管控与服务相结合的智慧协同统一平台,实现智能联通全部节点、多端共建实时共享,信息协同高效及时。此平台将为医院提供智能化的服务和管理,更好地满足医院的后勤服务需求。


(四)智慧后勤重点应用场景


1.基于5G的电气安全智能监控系统:可以通过传感器、5G工业智能边缘主机和高清视频实时监控实现。利用5G网络低延时、大带宽的特性,系统可以实时监测高低压配电、楼层配电的电压、电流、剩余电流、线缆温度等指标。每秒上传一次数据,24小时对电气安全隐患进行远程实时监管和精确定位,实现了供配电设备全生命周期管理。当线路中发生短路、过载或线缆温度异常等电气安全隐患时,系统会立刻给工作人员发送预警报警,生成工单,提醒相关管理人员进行处置,形成工单闭环。


2.基于5G技术的医疗气体智能监测系统:通过增加传感器,与原有设备进行远程对接,以及5G技术的智能边缘主机,来完成上述任务。利用5G网络对医疗气体机房、液氧站和制氧室的设备状况进行监测;对供氧状况和环境状况展开监测,借助5G大带宽、低延时的特点,系统能够利用边缘计算对异常波动的数据进行筛选,从而提高预警告警的准确度以及氧气供给的自动调节,从而提高了用氧的安全保障水平。


3.基于5G技术的电梯安全智能化监测系统:采用5G工业智能化边缘主机,结合高清晰度视频进行实时监测与分析,实现了电梯监测的实时性。采集的数据和远程控制也解决了信号传输延时控制存在风险的问题。此外,它还向用户提供了7*24小时全域监控能力,可以随时随地对电梯设备的运行状态进行监控,从而提升了医院物流电梯设备设施运行管理效率。


4.以5G为基础的二次供水安全智能监测系统:将传感器与PLC联机,以5G为应用背景,以物联网为核心,结合5G物联网技术,利用边缘运算,对液位进行联动调节,以及对泵阀的流量和压力进行联动控制,达到了精确的智能控制。


5.基于5G的能源智能管控系统:对供给侧、输配侧和用户侧进行系统性管理。在供给侧和输配侧,该系统可对中央空调机房、换热站、管道等设备进行安全监测,并对主机、泵运行状态、供电电压、电流、环境温湿度、水的压力、流量、温度进行监测。通过加装传感器并对接原有中央空调管控系统,该系统可实现对机房状态的高清视频实时监控,并利用5G大带宽、低延时特性,实现预警告警的秒级提醒。




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新技术在医院后勤精细化管理中的应用效果



(一)5G定制网络夯实新基建


1.网络搭建过程


在山东大学第二医院5G定制网中,院区进行5G宏站和室分的覆盖,建设2套STN-B设备、2套STN-A设备,在山大二院机房部署2套10G UPF(互为主备)。流量通过基站、STN汇聚接入院区下沉的UPF,接入山大二院内网,保证数据不出院区。通过BBU双挂核心网,把最贵的无线部分复用,一套硬件隔离出两张完全独立的网络,公网业务不受影响。通过共建共享,运营商降低了网络建设成本,医院获得了高质量的5G安全内网,这是5G替代WIFI具有商业价值的关键点。同时,转发面设备都在院内,流量不出院区,使得内网终端出了院区即无法访问内容,这是信息安全的第一道屏障,消除了医院客户对于网络安全的担忧。


为保障山大二院端到端硬切片的组网需求,将大网普通用户与山大二院专网用户分隔,同时山大二院内部基于院区设备功能和应用的网络需求划分不同的切片保证院区网络间的安全和提升专网的可用性。在核心网侧,控制面共享大网资源,用户面下沉两套边缘UPF(主备)独享;在承载网侧,通过VPN隔离和Flex E技术分时隙的方式保障承载侧资源的独享,保障承载侧的业务安全;在无线侧-通过5QI优先级调度和PRB资源的预留方式,保障山大二院业务的无线侧资源独享,从而保障山大二院项目的端到端网络资源独享,保障业务的安全可靠性。


5G与物联网设备的融合主要通过5G专业网关实现,5G专业网关将loRa、蓝牙、Zigbee、RFID等协议转为5G网络,通过5G专网接入山大二院内网IOT平台,进而对接顶层应用。山大二院物联网设备终端无访问公网需求,只访问本地内网,采用本地分流方案,为山大二院分配专用DNN。采用专用DNN进行分流,SMF和边缘UPF上分别配置专用DNN,由于其他UPF上无此专用DNN,因此山大二院物联网终端接入时,SMF根据DNN选择边缘UPF提供服务。后续山大二院物联网终端所有业务直接由本地UPF发往企业内网。

2.网络赋能业务


大规模连接赋能无时无刻地数据采集:5G网络提供超大规模连接,实现大量终端连接及数据采集。利用5G海量连接的特性,构建了院内医疗物联网,将医院海量医疗设备和非医疗类资产有机连接,能够实现医院能耗产管理、医院后勤人员管理、医务人员管理、患者体征实时监测、院内导航等服务,提高医院管理效率。目前,在院内电气安全管理、二次供水管理、医疗气体管理、电梯安全管理等后勤管理的应用场景中,依托5G网络链接的设备超3000台。


精准定位赋能资产与物资高效管理:5G网络与LoRa、蓝牙技术融合构建了专属的医院物联网,实现了院内所有设备统一的地图可视,不仅可以实时定位、实时追踪,还可对设备进行历史轨迹回放、电子围栏、视频联动等功能,让管理人员做到心中有数,设备有迹可循,确保资产在院内使用过程中不遗失,保障院内资产安全。目前,设备管理人员巡查的工作量下降了30%以上。


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(二)智慧后勤改善管理难


1.后勤一体化管理中心体系化建设


以中心院区为核心,通过5G、物联网、大数据、云计算技术,基于数字孪生后勤综合管理中心建设,集成安全管理平台、能耗管理平台、中央空调新风集控系统,统一管理,建立统一标准对接接口,一方面预留其他新建系统和平台的对接能力,另一方面可集成南院区、北院区后勤系统,实现设备安全告警、分析、设备全生命周期管理、能源流向、碳排放等指标项分析。从智慧医院智慧管理五级建设内容要求为切入,完善后勤部分内容,预留双向数据对接通道,助力全院智慧医院建设。


2.互联互通的后勤大数据中心,支撑管理决策


通过数据中心打通中心院区内部,中心院区、南院区、北院区三个院区数据壁垒,实现不同信息系统、组织机构间信息资源整合,实现业务数据实时更新,确保信息同步;满足管理决策、运营决策、服务决策及对外信息共享;实现统一的数据仓库的设计及技术文档、元数据管理等功能。建设后勤信息集成平台需制定统一的信息交换标准,统一卫生信息标准与数据字典,沉淀数据资产解决总院与院区数据互通的问题,全面通过数据挖掘支撑管理决策。


3.能源精细化管理


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 在院内部分区域、病房、办公室,加装温湿度传感器、气体传感器,通过无线,利用5G网络覆盖,实现联动风机控制,根据环境情况自动调节送排风量大小及中央空调末端风盘的开关;连接外部气象站,通过边缘计算控制主机变频和泵的变频,既能保证诊疗环境安全,同时节能降耗,通过夏季空调运行三个月能耗数据与去年同期比对,优化人流量数据等客观因素综合分析,中央空调节能率约为8%-10%之间。


4.设备设施精细化管理


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改变“手工账”的管理模式,通过信息化手段,建立设备电子台账信息,减少人员工作量,提高人员工作效率,以设备生命周期管理为目标,基于设备数据基础台账、巡检维保的静态数据及设备设施物联监测动态数据,实现电气、电梯、锅炉、中央空调、医用气体设备的购置、维保、巡检、零部件更换、告警、问题处置情况、报废时间等数据动态查询,可了解设备运行健康指数,预测设备使用寿命,巡检维保周期提醒等内容,实现设备数字化管理,节约人力约为10%-15%之间。




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结语



利用5G+物联网、云计算、大数据等前沿技术,搭建山东大学第二医院智慧后勤综合服务平台,涵盖电气安全智能监控、医疗气体智能监测、电梯安全智能化监测、二次水安全智能监测、能源智能管控等功能。将山东大学第二医院后勤的人工传统管理模式向信息化、智能化模式升级优化,提高效率和质量。


本文充分研究了各种新技术在山东大学第二医院后勤平台中的综合性使用,并具体分析了目前医院在后勤管理当中的工作信息孤岛,工作效率低下且缺乏使用智能化设备的问题。希望通过全新技术的应用,有效的找到后勤工作过程中的缺陷并且提高后勤工作的整体效率。



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