医院弱电系统设计方案

第一部分医院弱电系统总述
1.1前言
随着医院建筑在我国的蓬勃发展，营造良好的设施、幽雅的就医环境、提供优质的医疗服务已成为医院运营必不可少的手段。

智能化的医院建设的目的正是为了满足上述需求，将目前国内外先进的计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术等运用在医院中，在提供温馨、舒适的就医和工作环境的前提下，减少管理人员、降低能量消耗、实现安全可靠运行、提高服务的响应速度，使建成后的医院高效、稳定的运营。

在医院设计的要求中，要实现医疗现代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，没有建筑智能化，就难以实现医疗现代化和病房家庭化。

由于智能化医院功能复杂，科技含量高，它的设计涉及到建筑学、护理学、卫生学、生物学工程学等科学领域，加之医学发展快，与各种现代的高新技术相互渗透和结合，都影响医院的功能布局的设计。

如何进行医院的设计工作，已成为医疗卫生部门、建筑设计部门共同面临的急切解决的课题。

北京大学深圳医院是深圳大型三级甲等医院，虽然服务的对象和普通医院服务的相同，但在就医环境上是普通医院无法相比的，普通医院基本上无集中空调系统，热水供应系统，弱电系统也只是基本的呼叫系统、电话系统和广播、电视系统，而北大医院是经过建筑师对建筑外型、色彩、内部功能布局及空间环境的精心设计，以满足人们对心理的、生理的需求，同时楼内采用了空调、通风系统、集中供热系统和病房以小开间宾馆化设计，病房内具有电话、广播、电视设备。

弱电系统设计上采用了智能大厦内的大多数"智能"系统，实现了楼宇设备计算机管理、医疗服务网络化和管理自动化。

北大医院外科住院大楼是具有智能大厦功能的特殊建筑，正在建的总建筑面积98500平方，其中地面以上十三层，建筑面积65000平方，地下三层，建筑面积33000平方，规划建设规模525张病床，停车位720个，门诊量预计2000人次/d。

北大医院大楼由于医院本身是唯一的使用者，服务的对象就是病人，对楼内计算机局域网络功能的实施，对弱电系统的实施均有实际的、明确的要求，相比那些只求虚名的“智能大厦”，更易进行系统集成，将更多的体现出智能医院的“含金量”。

1.2系统分类
北京大学深圳医院弱电系统包括以下内容：
第一部分安防管理系统
公共广播系统
闭路电视监控系统
通道(门禁)管理系统
第二部分医院专用系统
闭路电视示教系统
医护对讲系统
电子叫号系统
婴儿防盗系统
探访管理系统
护理呼叫系统
手术室ICU电视监控系统
子母钟系统
第三部分综合布线系统
第四部分综合医院信息管理系统
综合医疗信息管理系统
信息发布系统会议影音系统
第二部分系统说明
2.1、公共广播系统
2.1.1、系统总述
在医院内设广播系统，由日常广播（医疗宣传、背景音乐及通知等）。

日常广播前端根据需要设置在各护士站。

平时用于日常广播，火灾时受消防信号控制，相关楼层切换为紧急广播。

广播喇叭主要设置在医院的公共场所及洁净走廊，在特殊场所（如：ICU、手术室等）应根据需要设置开关及音量调谐旋钮。

公共广播系统属于扩声音响系统中的一个分支，而扩声音响系统又称专业音响系统涉及电声、建声和乐声三种学科的边缘科学。

所以公共广播系统最终效果涉及合理、正确的电声系统设计和调试，良好的声音传播环境（建声条件）和精确的现场调音三者最佳的结合，三者相辅相成缺一不可。

公共广播作为一个系统问题，在系统设计中必须综合考虑上述问题。

在选择性能良的电声设备基础上，通过周密的系统设计，仔细的系统调试和良好的建声条件上，达致电声悦耳、自然的音响效果。

2.1.2、广播音响系统的组成
不管哪一种广播音响系统，基本可分四个部分：节目设备、信号的放大处理设备、传输线路和扬声器系统。

节目源设备：节目源通常为无线电广播，激光唱机和录音卡座等设备提供，此外还有传声器、电子乐器等。

信号放大器和处理设备：包括均衡器、前置放大器、功率放大器和各种控制器及音响加工设备等。

这部分设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。

调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负音量和音响效果进行各种调整和控制。

有时为了更好地进行频率均衡和音色美化，还另外单独投入图示均衡器。

这部
分是整个广播音响系统的“控制中心”。

功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声。

传输线路：传输线路虽然简单，但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。

对礼堂、剧场等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，一般采用低阻大电流的直接馈送方式，传输线要求用专用喇叭线，而对公共广播系统，由于服务区域广，距离长，为了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式，由于传输电流小，故对传输线要求不高。

扬声器系统：扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。

礼堂、剧场、歌舞厅音色，而扬声器一般用大功率音箱；而公共广播系统，由于它对音色要不高，一般用3W-6W在天花喇叭即好。

2.1.3、公共广播工程系统设计
公共广播系统设计通常都从声场开始（即扬声器的放置位置），然后再向后推进到功率放大器、声处理系统，调音台、直至话筒和其他音源。

这种逐步向后推进的设计步骤是十分必然的。

因为声场设计是满足系统功能和音响效果的基础，它涉及扬声器系统的选型，供声方案和信号途径等。

只有确定扬声器系统才能进行功率放大器驱动功率的计算和驱动信号途径的确定，然后再根据驱动功率的分配方案进一步确定信号处理方案和调音台的选型等。

2.1.4、本工程公共广播选型
根据北大医院业主要求，本设计采用一线品牌TOA扩声系统。

2.2、闭路电视监控系统
2.2.1、系统总述
为了建设成为一座现代化、信息化的医院，北大医院在公共区域的模拟监控的基础上增加了手术室ICU的数字安全监控系统，建立一套集安全防范系统、远程探
视监护系统以及手术示教系统为一体的医院数字化综合业务系统，系统通过网络视频服务器把原有的安全监控系统的模拟信号转换字数字信号，接入到医院内部的局域网，做到统一分配和管理。

整个系统虽然对三个子系统进行了一个整合，但又通过系统权限的分配把三个系统划分开来，形成各自的独立的系统，实现了统一管理，单独使用，互不影响的使用模式，不但为客户节省的人力和物力，而且易于管理。

2.2.2系统设计
2.2.2.1、系统概述
任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性格比是设计方案的最基本依据。

医院监控相比其它的监控存在着特殊性，已经不仅仅是一套安全系统，，整个监控系统分成安全防范系统、远程探视系统、手术示教系统。

如下图：
2.2.2.2、系统基本功能及特点
1、视频监控系统
（1）前端系统
摄像部分是视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，摄像机把采集到的音视频信号传输之监控中心，通过视频矩阵和数字硬盘录像机将视频信号显示在电视墙和存储在硬盘内。

本系统在医院的大厅和大门出入口配置红外一体摄像机和高速球球型摄像机，24小时监视医院外围，并可设置移动侦测，接入报警联动，当有异常情况时能实时触动报警。

高速球24小时监控大门口，同时可设置多个预置位对重要通道连续监控。

而在各楼道出入口、车库、电梯轿厢、走廊和重要区域（收费和挂号处、住院处、财务室、手术室）安装红外摄像机和红外半球，半球不但美观，而且监视角度广，使监视没有死角。

本系统后端采用模数结合模式，实现功能分离，不但使各功能强大，而且更具有稳定性，整个监控平台包括视频矩阵切换系统、数字存储和电视墙显示系统组成。

（2）视频矩阵切换系统
控制主机采用模块化结构，可实现多种配置。

最多可以包括512摄像机输入，64个监视器输出，16个键盘，512报警输入点，1个计算机接口，和1个记录打印机接口。

具备全矩阵切换能力，可以手控，或通过编程独立的自动切换顺序让任何1台摄像机显示在任何1台监视器上。

可以通过编程设置多达60个显示顺序。

这些顺序互相独立，并可以正向或逆向运行。

顺序可以按一天中的某些时间和一周中的某些日被激活或取消激活。

顺序中的任何1个都可使用组同步切换功能。

在这种切换中可以选出任何数量的系统监视器编成1个切换组。

系统有多个用户口令，限制无关人员使用系统，规定口令有优先等级，进一步限制无关人员控制系统摄像。

日常监控时，由监控中心集中管理控制监控点到监控中心的图像、声音的切换、接收、存储过程。

维护时，管理服务器的超级管理员或授权用户在监控中心远程集中管理各终端，做到整个系统的统一管理和维护。

（3）系统结构
2、远程探视系统
医院有一些特殊的病房，一方面因患者病情严重易受外部感染，一方面因患者本身的疾病带有极强的传染性，不能与外界直接接触。

为了解决这个问题，可以通过医院网络视频监控系统实现远程探视，这样既可以保护患者免遭外部感染或交叉传染，又可以实现患者与家人的“面对面”亲情交流。

部署上，在特殊病房内配备红外网络半球摄像机以及、麦克风、音箱、电视机，同时在隔离区外设立远程探视室，配备红外网络半球摄像机以及PC、耳麦，这些设施通过医院局域网接入监控中心管理平台。

家属或朋友在室外的探视点即可实时看到室内的患者的情况，并与患者进行交流沟通，患者也可以看到外面家属的视频。

（1）探视系统功能
◆设立探视室，探视者在探视室与住院病人进行可视交流；
◆探视室可设置在包括住院部传达室、住院楼内等多个地方，便于管理；
◆通过探视系统，可以让院长或其他医院领导对重要病人从办公室直接探视；
◆探视请求由护士站进行管理，可由护士站进行转接；
◆探视双方可看到对方的视频；
◆病房的现实设备支持电视；
◆支持远程网络探视，病人家属可通过互联网在家对病人进行探视；（2）探视系统特点
◆结构简单，所有通讯均通过一个网络完成可与监控、示教系统共用资源
◆布线容易，一种线缆完成所用信号传送
◆维护方便，通过Web界面可完成所有设备的设置操作
◆扩充迅速，通过增加网络的覆盖既可增加新的病房和探视点
◆图像清晰，352X288，720X576分辨率（可升级），<200毫秒延时
◆共享设备，利用病房中的电视作为显示终端
◆操作简单，通过电话操作实现功能
3、视频示教及远程医疗系统
临床教学是医院的一项重要任务，担负着培养后备医护人员的重任，以往的教学方式通常是现场观摩。

但是，一方面由于现场条件或手术设备的限制，现场观摩的空间狭窄，参加人员有限，另一方面由于手术室等地方是洁净度要求很高的地方，为了减少交叉感染，一般也不允许外部人员及非手术医护人员随便出入，同时众多人员流动也会给病人的正常治疗带来不必要的麻烦。

因此，现场教学、交流活动受到很大限制，效果很不理想。

而通过网络视频监控构建一个可视化的远程示教系统则可以很好地解决这个问题。

在手术室配备高清迷你网络高速以及拾音器，接入监控中心管理平台。

这样，
外部观摩和学习人员位于医院观摩室、示教厅即可通过PC登录监控系统进行手术全过程的远程观摩，看到实时图像、听到实时声音，甚至可以通过语音对讲与手术室人员交流。

手术全过程也可通过管理平台进行录像存储，供以后网上点播学习。

观摩和学习人员即使身在外地，也可通过互联网远程观摩学习。

（1）系统功能
◆学生通过学习终端观摩任意一个手术或诊室实况，并进行语音交互。

◆每个学习终端可同时观摩一个手术或诊室的视频图像。

◆现场场景通过医院网络实时传送到任何一个学习终端。

◆支持多种特性摄像机，根据场合选择高清晰度或低照度设备。

◆过程采用标准存储设备存储录像，录像时间长度没有限制，取决于存储介质空间大小。

◆学习终端可以分布在网络任何一个地方，对手术过程录像进行快速查询和回放。

◆允许多个学习点同时观摩同一个手术情景，并通过用户帐号和密码进行权限控制。

◆多设备图像同时处理，系统可接入超声、窥镜、显微镜、无影灯等医疗设备图像。

◆通过远程访问端口，通过网络把多路视频语音信息传送到远地会场进行会议教学或会诊。

系统管理方便，采用中心机房统一存储管理，不仅提高了医院现代化、数字化管理水平，又节省了人力、物力，而且为医院管理部门进行安全防范的控制提供了先进的管理手段和依据。

系统的组网方式简单，每个视频采集点都能够独立运行，相互影响小，便于维护。

系统后端采用视频矩阵上电视墙，使整个系统的操作更简单。

2.3、门禁管理系统
2.3.1、系统总述
门禁系统作为安保自动化(SA)管理的一个重要组成部分，越来越引起人们的关注。

门禁系统系统作为一项先进的高科技技术防范手段，一些经济发达的国家在早期，就已经应用于科研、工业、博物馆、酒店、商场、医疗监护、银行、监狱等。

由于系统本身具有的隐蔽性，及时性等特点，在许多领域的应用越来越广泛。

2.3.2、门禁系统优点
安装有门禁系统的建筑具有以下优点：
1）具有对门户出入控制，保安防盗，报警等多种功能。

2）方便内部员工或住户出入，同时杜绝外来人员随意进出，既方便了内部管理，又增强了内部的保安。

3）门禁管理系统作为智能建筑中不可缺少的安保自动化的一部分，为用户提供一个高效的工作环境，从而提高管理的层次。

2.3.3、设计原则及根据
2.3.3.1、设计原则
建设智能化医院的工作属百年大计, 必须有生命力, 经得起时间考验;
同时整个门禁系统既要处于技术的尖端, 又能符合实际需要。

因此, 门禁系统的设计应遵循下列原则。

（1）系统的实用性
门禁系统的内容应符合实际需要, 不能华而不实。

如果片面追求系统的超前性, 势必造成投资过大,离实际需要偏离太远。

因此, 系统的实用性是
首先应遵循的第一原则。

系统的前端产品和系统软件均有良好的可学习性和可操作性.特别是操作性,使具备电脑初级操作水平的管理人员,通过简单的培训就能掌握系统的操作要领,达到能完成值班任务的操作水平.
门禁系统在设计时考虑到目前国内的实际应用水平, 在系统建成后能立即得到充分的利用。

采用合理的投资而得到最佳的效果。

这体现在三个方面：
（1）在满足功能性和可靠性的前提下,初期的总投资要尽可能少。

（2）系统运行后的管理和维护费用少。

（3）系统在未来进行更改或搬迁以及改造升级时只需少量资金便可达成。

（2）系统的实时性：如果门禁系统中任何一个关键系统出现差错或停机将直接影响到整个系统的运作情况, 因此, 门禁系统各子系统应尽可能属于Non-stop (不停机) 系统, 以保证工作正常运行。

（3）系统的完整性：一个完整的门禁系统是建筑整体形象的重要标志。

功能完善, 设备齐全, 管理方便是设计应考虑的一个因素。

（4）系统安全性：门禁系统中的所有设备及配件在性能安全可靠运转的同时, 还应符合中国或国际有关的安全标准, 并可在非理想环境下有效工作。

另外, 系统安全性还应体现在信息传输及使用过程中, 不易被劫获和窃取等方面。

（5）系统可扩展性：门禁系统的技术不断向前发展, 用户需求也在发生变化, 因此门禁系统的设计与实施应考虑到将来可扩展的实际需要, 亦即: 可灵活增减或更新各个子系统, 满足不同时期的需要, 保持长时间领先地位, 成为智能建筑的典范。

系统设计时,对需要实现的功能进行了合理配置,并且这种配置是可以改变的,设置甚至在工程完成后,这种配置的改变也是可能的和方便的.系统软件可以根据开发商，根据不同历史时期市场的需求进行相应的升级和完善,并免费为相应的应用客户进行免费的软件升级.
（6）系统易维护性：门禁系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。

系统的运转真正做到开电即可工作, 插上就能运行的程度。

而且维护过程中无需使用过多专用的维护工具。

从计算机的配置到系统的配置,前端设备的配置都充分仔细地考虑了系统可靠性,并实施了相应的认证.我们在做到系统故障率最低的同时,也考虑到即使因为意想不到的原因而发生问题时,保证数据的方便保存和快速恢复,并且保证紧急时能迅速地打开通道.整个系统的维护是在线式的,不会因为部分设备的维护,而停止所有设备的正常运作.
（7）系统的稳定性：本系统所采用的产品,经历了长达3年以上的市场应用,并逐步升级成为成熟产品,特别是在国内有许多成功案例.
总而言之，作为面向二十一世纪的建筑,智能化系统首先要具有先进性,以适应未来发展的需要。

因此设计的思路必须超前,选用的系统设备和软件必须是目前国际上比较先进的。

2.3.3.2、设计依据
主要设计依据包括：
1. 国际综合布线标准 ISO/IEC11801
2．《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92
3．《中华人民共和国安全防范行业标准》 GA/T74-94
4．《中华人民共和国公共安全行业标准》 GA/T70-94
5．《监控系统工程技术规范》 GB/50198-94
2.3.4、系统工作拓扑图
1．联网门禁系统
说明：
（1）在485总线上，最多可以同时挂接128台控制器，如果全部采用4门控制器的话，最多可以控制512扇门。

（2）要采用手拉手的总线式连接方式。

（3）485信号线要采用屏蔽双绞线，线径不能小于0.75mm2.当采用较小线径的信号线时，485总线上所挂接的控制器数量和485通讯距离都将减小。

（4）发卡器为可选设备
2.4、手术示敎系统
2.4.1、系统总述
医院手术示教和远程医疗系统是利用计算机视频通信技术，对临床诊断或者手术现场的画面影像进行全程实时记录和远程传输，使之用于远程教学、远程观摩、远程诊断等的视频通信系统。

本文介绍了通过远程视频通信平台，借助H.264高清摄像机而建成的远程手术示教与医疗会诊系统，以此开展远程手术教学和远程诊断业务的应用特点和趋势。

在手术示教应用中，临床教学作为众多医院的重要任务，担负着培养医护人员的重任，培养方式通常是现场观摩。

但是由于现场条件或手术设备的限制，现场手术观摩的空间狭窄、参加人员受到限制，同时也给病人正常治疗带来了不必要的麻烦，效果并不理想。

视频通信技术的快速发展，为医院实现远程可视化教学带来新的契机，众多大中型医院急需借此建起高质量的医院临床网络教学系统，视频监控转播示教系统由此而诞生。

而在远程医疗会诊应用中，医生显然可以不用花费过多的时间在路途上，直接通过视频通信系统就可以完成医疗诊断，甚至还可以针对病人的病情展开远程多方会诊，可谓一举多得。

其实，面对着当今视频通信系统的不断成熟和迅速发展，可以看到视频通信系统已经完全能够胜任医院中这些比较先进的应用。

视频通信领域中的厂商正在通过技术与应用的结合，逐步推出和完善此种手术示教和远程医疗系统，在这其中，手术示教与医疗会诊系统逐渐崭露头角。

这种系统可以通过一个综合视频处理、视频交换与视频传输平台，同时前端结合基于H.264的高清摄像机来完成示教和会诊的各项功能。

方便快捷的医疗视频通信
视频监控转播示教系统是一套基于IP网络的视频通信系统，其集视频现场监控、视频即时双向交互、视频存储共享、远程视频浏览等功能于一体。

系统中采用
了支持H.264压缩标准的网络摄像机，它们具有更低的存储需求、更快的帧速和更高的分辨率等优势，显著提高了整个系统应用过程中的高分辨率视频的存储容量。

特别是在部分关键区域所架设的百万像素摄像机具有更宽的覆盖范围，并可提供出色的清晰度和图像细节。

2.4.2、系统功能
通过本系统以及H.264高清摄像机，其不但可以实现方便的远程手术观摩和教学，而且可以实现快捷的远程指导，其中核心功能如下：
1）实时远程手术教学
手术示教是医院进行临床教学的必要手段，为提高手术质量、降低手术感染率，医院手术室都制定了手术室观摩人数控制指标，严格控制进入手术间人数，这就造成了实习医生学习观摩手术的机会大大减少，不利于提高实习医生的学习质量。

采用视频监控转播示教系统可以在手术室外通过大屏幕观摩手术过程，进行实时教学。

既减少手术室内交叉感染，又保障了手术室内无菌要求，同时也扩大了手术示教的范围，从而摆脱了传统示教模式在时间、空间和人数上的限制。

2）实时专家远程会诊
通过系统，专家无需进入手术室，可以通过在观摩会议室实时观看手术的高清画面，与现场医生一同对患者进行确诊，并进行手术指导；当现场手术较为复杂时，借助网络通过教学终端组成手术研讨会，及时解决手术疑难问题。

3）手术录像存储及查询
通过H.264高清摄像机所获取的图像资料，清晰度高、成像效果好、且压缩质量高，这样可以为系统提供极为清晰的手术影像和场景视频的全程实时记录。