医用气压管道物流传输系统安全应用探讨

【摘要】气压管道物流传输系统是近年从国外引进的一项新型设备和技术。随着国内经济建设的不断发展,管道物流传输系统得到普遍应用和积极推广,目前已遍及国内的医疗、银行、综合办公大楼、工业、码头、超市及道路收费系统等诸多领域;尤其是医疗行业,气压管道物流传输系统被广泛用于药品、标本样品、血液等的快速传输;可以说,气压管道物流传输系统的安全应用已与人们的工作、生活息息相关,对家庭的幸福生活和社会的和谐有着重要作用。

【关键词】气压管道物流传输系统 安全应用 分析 措施

【Abstract】The Pneumatic Tube Logistics Transmission System is in recent years imported from abroad a new type of equipment and technology. With the continuous development of the domestic economic construction, Pneumatic Tube Logistics Transmission System They are universally applied and active promotion, Has over the domestic health care, banking, comprehensive office, industrial, terminals, supermarkets and road toll system, and many other fields; In particular the medical industry, the Pneumatic Tube Logistics Transmission System Been widely used in medicine, specimen samples, blood, the rapid transmission; It can be said pressure transmission pipeline logistics system's security applications are with the people's work, daily lives and well-being of family life and social harmony Plays an important role.

引 言

本文经过对目前气压管道物流传输系统同类产品的比较统计和对该产品从设计、配置、施工、应用管理和维护保养的全过程跟踪,分析了影响系统产品安全可靠性的因素,总结出了提高其应用安全可靠性的措施,为医院等各类用户安全应用气压管道物流传输系统提供了有益的借鉴。

1.气压管道物流传输系统概述

气压管道物流传输系统(Pneumatic tube system、简称PTS、见图1)是一套由工作站、管道、转接机组成的密闭管网系统;利用空气压力为动力,实现管道内“单管双向”的输送,在中央控制器(CCU, Center Control Unit)的控制下,采用专用的传输瓶装载需传送的物品,在各工作站间实现管网内物品快速安全传递的整套系统集成设备和技术。

PTS系统是二十世纪末期从国外引进的一种专业设备,目前已广泛应用到医院、银行、工业、综合办公楼、图书馆、超市、收费站等各行各业。从功能和技术原理来说,PTS系统集合了气体力学原理、微电子控制技术、管道工程技术、机械设计与制作、建筑安装工程等技术,是一项跨专业、新型、综合性的专项应用技术。

随着我国经济建设的不断发展,气压管道物流传输系统在国内得到长足发展与普遍应用,尤其是在医疗行业,全国范围内优势医疗单位新、改、扩建时基本都立项安装并应用;可以说,PTS的应用已成医院基本建设的一项标准;同时说明,PTS的安全应用已成为一个影响国民健康、关系国计民生和社会和谐的重要因素。

2.气压管道物流传输系统安全应用的重要性

基于气压管道物流传输系统的应用领域和所传物品的性质,无论是医疗行业的血液制品、标本样品等,还是金融领域的现金、支票,或者是工业要害部门的样品等,对气压管道物流传输系统传输的安全性都有严格的要求,这也是项目实施、安装应用的首要保证条件。

气压管道物流传输系统的应用效果体现在以下几方面:提升应用单位的形象与行业竞争力,实现社会效益的最大化。如医院用户安全、快速、省时所创造的治病救人的社会效益;提高医疗行业的救护病人速度(以北京友谊医院为例,从急诊至血气、化验,步行约需10分钟,传输系统则只需约70秒,提高效率10倍以上);方便客户与服务人员(如有些物品可由机器代劳,快速传递);减轻使用人员的劳动强度,提高工作效率;便于某些特殊、贵重设备的集中使用与管理(采用传输系统连接设备的各用户单位,从而实现设备资源共享,避免重复投资);有利于急需用品统一管理与快捷传递;有效地防止医疗行业的交叉污染(避免了人员流动及接触所带来的污染);缓解建筑物内的交通压力、节省电梯等成本;节省使用者的时间、空间、人力、物力及财力。

作为直接为医患人员服务的医用传输设备,如果其使用安全发生了任何问题,将会导致可能的医疗纠纷,轻则加重病人的痛苦,造成国家或个人的财产损失,重者则造成医疗事故,甚至影响医院和社会的和谐发展。安全性是一个系统概念,包括从系统设备的设计、生产、应用培训和后期维保等系列方面。系统应用的可靠性是产品的有效性能、无故障及安全性的综合体现;可靠性也是一个系统概念,包括产品本身良好的设计、制造、零备件选择、性能测试以及厂家对整机调试后的质量保证管理体系等。以首都医科大学附属北京友谊医院为例,结合医用PTS系统的应用实际,下面就影响医用PTS系统设备安全可靠性的可能因素进行分析、统计。

3.影响气压管道物流传输系统安全可靠性的因素分析

气压管道物流传输系统安全可靠性的影响因素较多,以奥地利Sumetzberger(舒密)品牌为例,对比同类产品的特点,从人、机、环境的系统构成来说,影响气压管道物流传输系统安全可靠性的因素可总结如下。

3.1首先是产品的本质安全性。包括适应专业环境需求、制造材质、发送与接收方式、系统容错能力、人体力学设计、系统供电、抗干扰高可靠性设计因素(电缆构成、管道敷设与防火)等方面。

3.1.1医用PTS的最大环境需求特点就是要满足医院的专业要求,如低噪音、防交叉污染、抗设备间彼此干扰、符合工业/办公室标准等。

3.1.2制造材质是指构成PTS系统部件的主要设备和材料。从目前国际上通用的PTS构成看,主要材质有PVC和钢材两种;其中管道、弯管、套管等以PVC为主,胶接连接,结构轻巧,更利于系统的安装、维护和扩展的需要;工作站等设备则以钢壳结构为主,牢固稳定,结实耐用。

3.1.3基于“单管双向”的传输原理,PTS工作站的收/发方式有多种。其中接收方式以工作站内设计专用接收管“气垫缓冲”接收为最科学、安全;发送方式根据其动力分为吸入式和自身重力掉入系统两类,吸入式存在“气体交换”交叉感染的风险。

3.1.4任何高可靠性的设备都有其使用环境需求和前提条件、都受所构成的电子机械器件寿命影响;PTS也一样,保证其连续安全运行的同时,还必须要求具备面对错误和故障的容错能力;科学设计的PTS都具有如管道清理和回收功能,远距离(尤其是管道隐蔽工程内)传输物的追踪功能,异物堵塞的“纠错摆动”功能等。

3.1.5人体力学设计主要是指工作站及控制系统等处人机结合面的操作界面设计要符合人机工程,要省能高效,可减少误操作。PTS良好的人机结合面应具备如下特点:大面积的LCD显示屏,丰富的动态中文信息显示和提示,简洁明了的操作界面,一键发送等简单的操作程序等。

3.1.6良好的供电方式也是影响PTS安全可靠性的一个重要因素。因PTS属于系统集成类设备,其工作站等设备分布较散,早期的PTS较多采用按设备分散式供电,并就近采用220V交流变压供电,受多路变压器输入影响经常导致局部有电局部无电情况的发生;随着PTS在医院行业的广泛应用,分散式供电所带来的交流电磁干扰、强电危险性、和大系统供电的不稳定性等种种不安全因素引起的故障和纠纷日渐突出,历经近半世纪的发展完善,目前PTS一般采用分布式集中供电,即统一由机房取电转变成安全电压后再集中供电;并且采用自适应能力强的全范围开关电源。

3.1.7抗干扰、高可靠性设计因素不仅包括产品PCB的抗干扰设计、耐电磁冲击的器件选择等,还包括管道敷设、电缆构成及防火设计等因素。PTS管道的敷设要避免受其他设备的干扰;电缆敷设要避免与强电的接近,一般采用沿PVC管道敷设,最好是另加钢管保护,为防止微电击还应采取等电位接地方式;管道穿楼层处加装符合防火要求的阻火圈。

3.2其次是系统的选型、构成分析与设计、安装工艺等。

从目前占绝大部分市场的医用PTS系统统计,根据其所采用的管道外径PTS可分为110和160型两大类;从传输内容看,都可快速传递化验标本、药品、血液、输液袋、病历、文档、小型器具等物品;从维护和运行费用来看,110系统因体积更小、驱动力更小而更便于使用和维护管理;因此各医院可根据自身特点和物品传递的需要,选择适合自己使用的型号;综合性医院一般推荐使用110型,而对病床较多的中医院来说,因其中药剂量较多较重,可选用160型。

PTS的构成设计主要指其工作站的分布,结合众多实际案例的设计,工作站设置应包括各病区护士站、检验科、病理、急诊、药房、血库、手术室、ICU、放射科、生化等职能科室;各医院一定要结合自身特色合理设置工作站点,以提高PTS的使用效率,减少物流传输拥堵引起的财力和精力耗费,这是提高PTS在使用过程中安全可靠性的一个有力措施;如某医院病理切片较多,则要保证病理科室工作站的高效、优先设计;如某医院血液化验较多,则可在抽血室和化验中心之间设计成点对点直达模式加以解决。

因PTS由工作站、转接机、机房设备和管道等诸多设备构成,其安装工艺也是影响其安全可靠性的一个主要指标。如各设备间连接的通畅防堵塞,设备的水平,设备的胶接密封性,管道的热胀冷缩解决,系统的室外采排气,管道内气体的锁闭防露点,管道长短与风机功率相匹配等等。

3.3再次是系统的使用培训、维保体系以及管理措施等的影响;

PTS系统设备安装完成并经整机调试、试运行合格后,必须加强设备的使用培训和维保管理,建立切实可行的规章制度,才能保证其安全使用效率。合理的维保体系是提高设备安全可靠性的一个重要的保障,再好的设备也会发生故障,因此必须加强设备的维修管理,保证设备始终处于良好的运行状态。为此,应不断培训、提高管理和维修人员的技术素质,通过不同方式的继续教育方法,鼓励和支持维修人员学习新技术,提高维修人员的业务素质;建立维修管理台帐, 制定年度维修计划,实行科学的保养制度。根据PTS组成设备的技术特点,建立其设备检查和维护管理的基础台帐,定期建档存档以便管理和继续教育之需。

4.提高气压管道物流传输系统安全可靠性的措施

针对可能的影响,在实际的物流传输系统应用案例中可从以下方面加强注意,以提升系统的安全可靠性,确保系统的正常安全良好运行:

5.应用案例说明

首都医科大学附属北京友谊医院从2000年成功应用PTS系统以来,严格进行系统安全可靠性分析、检查和指定相应措施加以落实,PTS系统先后扩展四期近百个工作站,日均传输量达1500余次,安全传输率达99.99%以上。

截取该院2005年1月至7月的传输数据,期间共计系统报修2次(含人为误操作引起故障1次),累计3项(次)传输瓶没正确送达目的位置,按系统当时实时传输记录每天700次传输量计算,系统的安全传输率为:安全传输量/总传输量=(4×31+28+2×30)×700/((4×31+28+2×30)×700+3)=99.997%。这无疑是国内迄今运用气动物流传输系统规模最大、连接裙楼最多、管路最长、安全连续运行时间最长的典型案例。

参考文献:

[1] 奥地利Sumetzberger公司“气压管道物流传输系统”技术资料。

[2] 刘仲元主编.建筑长城杯工程质量评审标准. 北京市建设委员会.2003.01.14

[3] 中华人民共和国机械工业部.低压配电设计规范. 中国计划出版社.1996.06.01

[4] 中华人民共和国电力工业部.电力工程电缆设计规范. 中国计划出版社.1994.11.05

[5] 中华人民共和国建设部.建设工程监理规范.中国建设工业出版社.2000.12.07