智慧医院,如何打造数字化交通?

13:28 - 16/06/2021 | 来自:中国医疗建筑设计师联盟

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       医院作为具有特殊功能的公共建筑,其交通系统承受着巨大的压力,因此,建立一个高效的智能交通系统对于新时代的医院来说至关重要。如何在医院区域打造一个高效运行的数字化智能交通系统,从而实现全面准确管控医院内车辆的日常交通运维值得探索。

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一、医院交通存在问题分析


(一)医院周围交通路网难以改善

      市区里的医院所处的地理位置通常靠近市中心或热闹繁华地带,其交通流线具有车流量大、流线复杂等特点,从根本上改变市区医院交通路网的难度非常大。因此,有些医院将新院区设在了郊区的开阔地带,这对于大部分在市区居住的居民极为不便,一些新建在郊区的医院难以发挥其应有的医疗价值。


(二)医院停车配套设施缺乏

      医院的停车配套设施通常是新建医院时进行规划的,而很多老医院最初建设时年代较久远,当时的社会发展程度与现在相比差别较大,停车场地规划满足不了现在的需求,部分医院扩建的地下停车场也仍无法满足需求。虽然现在立体停车库在一定程度上能够解决停车场地的问题,但建设成本和运维成本给医院带来了一定的经济压力。为了避免停车难和交通拥堵的问题,有些车辆不得不选择在医院周边的住宅区或商务办公楼停车区域停泊,这给各方面都带来了诸多的不便。


(三)医院交通组织管理不足

      医院区域内的交通组织管理对于保持院内交通顺畅有着至关重要的作用。目前许多医院已经基本实现了人车分流,但车辆拥堵的现象始终存在,在极短时间内难以根据各自需求的轻重缓急形成快速有序的通行。车辆来源主要包括急诊和门诊的就诊车辆、住院患者的探视车辆、医院职工车辆、救护车、医院物流车辆、医院行政商务车辆、出租车等。行驶目的地包括急诊和门诊大厅、住院病房、急救中心、医技中心、行政中心、后勤中心等不同功能区域。众多不同的起点和终点编织成了一张复杂的交通路线网络,每天几百辆甚至上千辆汽车在这张交通网络中穿梭行驶,极易造成拥堵,如何科学有效地安排好每一个时间点上每一辆车的行驶与停靠成为了解决医院区域交通问题的关键。


(四)医院附近新增居民数量增多

       随着近年来城市外来人口不断增加以及房地产行业的不断发展,越来越多的新增城市居民选择在城市购房定居,而在购房过程中对医疗需求使得医院周边的居民住宅区备受关注。另一方面,随着城市建设水平的不断提高,高层住宅建筑越来越普遍,这使得小区有限的占地面积所能容纳的居民数量大幅增加。因此,城市人口规模的快速发展也对医院内外的交通造成了一定的压力,这样的增长趋势在大型城市越来越明显,并最终导致交通压力与日俱增。




二、数字化交通系统整体架构


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图1 智慧医院数字化交通系统架构

 


      医院数字化交通系统包括私有云平台及应用终端、通信网络及基站、路侧设施和车载设施,整个系统的核心是私有云平台(图1)。云平台上存有医院BIM模型和车辆行驶信息数据库,路侧感知终端将收集到的所有车辆实时数据通过网络传输到云平台上进行存储和分析,云平台再将行车路线与停车位信息反馈到每辆车的通信终端,由此建立了高效的车路协同过程。





三、BIM模型数据管控


(一)BIM交通管理概述

       通过BIM技术,医院建筑在建设过程中从规划设计到竣工验收形成了比较完整的建筑信息模型,模型中的数据资源包含了建筑构件和场地的几何数据与非几何数据,其中医院区域的道路及大楼周边场地的数据信息对于内部交通规划管理起到了非常重要的作用(图2)。在医院的日常运维阶段,模型数据中场地信息的实时更新与管理对于掌握交通路线的路况和停车场地的车位占用情况是极为关键的,通过对场地数据的实时分析来引导车辆采纳合理的行车路线并进入相应的停车位是解决交通问题的有效途径。


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图2 医院及周边交通场地模型

 

 

(二) BIM交通路线管理

      为了保证交通路段的畅通,须要在BIM模型中规划行车路线。由于院内道路并不像公路一样具备严格的交通规则,行车路线的随意性很容易造成局部的拥堵。基于数字化交通系统,车辆在即将进入和离开医院之前可以将所在位置和目的位置通过手机app提交至医院云平台,道路侧的监控设备将实时交通数据上传至云平台,云平台上的数据管理应用模块可以根据实时数据和模型数据对道路路况以及医院进出口位置交通状况进行分析,包括行车距离以及路上车辆数量等信息,数据分析处理完成后将最优化的行车路线通过通信网络反馈到即将进入和离开医院的每一辆车,这对于院内交通畅行具有实质性的改进。



(三)BIM停车位管理

       医院停车区域通常包括停车库和各大楼周边的停车位,为了高效地利用停车位资源,须要根据车辆进出医院的实时数据进行资源分配,以避免寻找停车位时的盲目性及因此而产生的路线冲突。在BIM模型中将所有的停车位置划分到最靠近的医院功能区域的地点并按停车进出的顺序进行编排,停车位的使用情况在医院云平台实时更新,并根据进入医院车辆提交的目的地将停车位建议及相应的行车路线反馈到每辆车,这样有效避免了车辆在院区来回绕行寻找停车位而造成不必要的路线冲突,节约了时间(图3)。


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图3 医院区域交通路线与大楼周围停车位布置

 

 


(四)BIM充电桩管理

      医院停车位中有一种特殊的停车位,即充电桩停车位。越来越多的医院开始新建新能源汽车充电桩,BIM模型中大量的交通数据有助于充电桩的选址,医院云平台根据车主信息将充电的新能源汽车进行合理排序,并依据BIM模型将距离最近的可用充电桩位置与时间反馈至车主,包括来医院就诊的人群和医院内部的职工,这些便利服务对于越来越普及的新能源汽车而言是必需的,也是保证医院将来能够正常运营的条件。





四、C-V2X智能网联车路协同


(一)医院车路协同部署方式

      随着国家智能汽车创新战略的不断推进,车联网领域受到了各方前所未有的高度关注,而相关的基础设施建设则是实现数字交通的重要内容,并且已经被国家列入新基建的重点领域。车路协同是智能辅助驾驶的重要环节,在医院这样范围较小的园区内,车路协同的路侧配套设施主要为路侧单元RSU和感知终端,包括高清摄像机、毫米波雷达、激光雷达等,车载配套设施为车载单元OBU和感知终端,车辆进出医院的实时数据通过V2X通信系统及4G/5G网络或LTE网络与医院云计算平台进行协同,经过分析处理后产生的行驶与停车指令反馈至每一辆车,有效实现了医院内部区域交通运行的合理与顺畅(图4)。



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图4  医院区域车路协同部署架构

 


(二)医院实施车路协同的有利条件

       在医院区域应用智能网联车路协同具备一些明显的有利条件优势。首先,与公路上的车流相比,进出医院的车辆数量相对较少,而且车速较低,这对于路侧配套设施的性能要求有所降低,云平台上数据处理的工作量也相对较小。其次,与公路长距离的范围不同,医院区域范围相对较小,对于信号传输距离的要求较低,因此医院私有云平台就可以实现数据处理和传输的高效性,无需将边缘计算纳入智能系统之中,省略了相应的设备成本,也减少了数据出错的可能性。此外,鉴于医院范围与车辆数量的相对有限,信号传输采用4G网络或LTE网络已经能够满足通信需求,无需等待5G网络的全面商业化,这降低了车路协同建设对通信网络及相关设施的要求。因此在医院区域实施智能网联车路协同,现有的设备以及相关标准均已较为完善,且总体成本不高,而对于解决医院交通问题具有一定的效果。



五、结束语

      数字化智能交通系统建设方案的技术路线切实可行,为解决医院区域的交通拥堵和停车问题提供了创新思路,对于大型医院的通畅运营具有重要意义。



原文作者:

马建民

浙江五洲工程项目管理有限公司 杭州 310051

姚佳丽

杭州千城建筑设计集团有限公司 杭州 310051

资料来源chae杂志。因版面有限,特略去参考文献


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