淺談模塊化數(shù)據(jù)中心在醫(yī)院的建設(shè)

張堯 王瑋 朱登浩 新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院

淺談模塊化數(shù)據(jù)中心在醫(yī)院的建設(shè)

張堯 王瑋 朱登浩 新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院

隨著信息技術(shù)在醫(yī)院的廣泛應(yīng)用，醫(yī)院信息系統(tǒng)的常態(tài)運(yùn)行和醫(yī)療數(shù)據(jù)資源的存檔、利用和開發(fā)對醫(yī)院發(fā)展起著非常重要的作用。但隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的快速發(fā)展，原有機(jī)房已不能滿足未來的云計算、云儲存、虛擬化、刀片式服務(wù)器等快速部署、高密低耗、靈活擴(kuò)展、運(yùn)行成本低等需求，因此作為醫(yī)院信息系統(tǒng)模塊化數(shù)據(jù)中心的建設(shè)就顯得尤為重要。

模塊化數(shù)據(jù)中心 建設(shè)

模塊化數(shù)據(jù)中心是集配電、機(jī)柜、監(jiān)控、制冷、消防、綜合布線等系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)了供電、制冷和管理組件的無縫集成。使模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)智能、高效的運(yùn)行，從而降低運(yùn)營費(fèi)用。

模塊化數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)信息交換、存儲和計算的機(jī)房，它應(yīng)具備豐富的寬帶資源、安全可靠的設(shè)施、高水準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理和完善的潛能服務(wù)。結(jié)合我院設(shè)施現(xiàn)狀和需求，對模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)進(jìn)行了以下總體構(gòu)架思路：

①模塊化數(shù)據(jù)中心應(yīng)滿足安全可靠性、可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和可管理性。

②適應(yīng)任何房間改建為模塊化數(shù)據(jù)中心?？砂惭b在樓宇水泥地面，集成緊湊，減少使用面積，減少外配套工程。

③集成機(jī)柜系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)和布線系統(tǒng)等。須安裝周期快，維護(hù)簡單，模塊化設(shè)計，現(xiàn)場組合安裝。

④使用風(fēng)冷行級空調(diào)，采用雙排密封冷通道，末端與負(fù)載機(jī)柜并排安裝。

⑤柜位數(shù)雙排部署可擴(kuò)容到48個，單模塊最大可適配200KVA模塊化UPS，可集成IT機(jī)柜、精密配電柜、UPS、蓄電池柜、精密空調(diào)于單一模塊內(nèi)。

⑥綜合布線柜可配置7kW PDU。綜合布線柜可支持288根網(wǎng)線或288根光纖。

在遵循以上基本的設(shè)計原則同時，為實(shí)現(xiàn)這個易安裝易維護(hù)易管理高效率低能耗的系統(tǒng)健康良性運(yùn)行，模塊化數(shù)據(jù)中心各主要子系統(tǒng)在建設(shè)施工過程中還應(yīng)考慮及注意以下一系列細(xì)節(jié)問題：

1 雙排密封冷通道

雙排密封冷通道由天窗、端門與機(jī)柜連接組合而成。密封冷通道的天窗采用平頂結(jié)構(gòu)，由兩塊側(cè)板、一塊頂板、一塊旋轉(zhuǎn)天窗組成。旋轉(zhuǎn)天窗通過電磁鎖與頂板連接，工作狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)天窗處于水平狀態(tài)，消防狀態(tài)下電磁鎖通電打開，旋轉(zhuǎn)天窗在重力作用下自動打開，保證滅火氣體進(jìn)入密封冷通道內(nèi)。雙排密封冷通道的端門有推拉門和雙開門兩種形式。本次采用雙開門，可擴(kuò)容門禁。雙開門整體與機(jī)柜通過螺釘聯(lián)接，可以保證密封冷通道系統(tǒng)的獨(dú)立性。門板下部安裝密封毛刷，可以提高模塊的密閉性，雙開門采用外開方式，開門角度110°，門板中間鑲嵌鋼化玻璃，鋼化玻璃透透光率98%，保證通道的可視性。

2 供配電系統(tǒng)

電氣工程是整個模塊化數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)系統(tǒng)工程，其供配電系統(tǒng)的可靠性要求極高。供配電系統(tǒng)的安全性、可靠性、可維護(hù)性和在線擴(kuò)展性是模塊化數(shù)據(jù)中心的重點(diǎn)。計算機(jī)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)配電都必須經(jīng)過UPS電源。配電線纜、配電柜及相應(yīng)的電路，都以滿足用電峰值為其設(shè)計負(fù)荷。強(qiáng)弱電分離，機(jī)房的強(qiáng)電和弱電線纜應(yīng)分別走各自線槽。計算機(jī)供電電源質(zhì)量根據(jù)國標(biāo)GB50174-2008中標(biāo)準(zhǔn)要求，穩(wěn)態(tài)電壓偏移范圍380V/220V±3%，穩(wěn)態(tài)頻率偏移范圍為50Hz±0.5，輸入電壓波形失真度不大于5%，允許斷電持續(xù)時間為0-4ms，不間斷電源系統(tǒng)輸入端THDI含量小于15%，模塊化數(shù)據(jù)中心供電電源采用市電，由市電引入雙回路電源，兩路電源進(jìn)線互為備用。在供電系統(tǒng)中，通過UPS為IT設(shè)備提供可靠的應(yīng)急電源。根據(jù)支持Tier2、Tier3、Tier4的需求，UPS支持N、N+1、2N冗余。為了后續(xù)擴(kuò)容方便，UPS選用高頻模塊化UPS，40KVA一個模塊。為后續(xù)業(yè)務(wù)擴(kuò)展需求，最大可擴(kuò)容到200KVA。

3 制冷系統(tǒng)

模塊化數(shù)據(jù)中心配備2臺NetCol5000-A風(fēng)冷行級精密空調(diào)。NetCol5000-A風(fēng)冷行級精密空調(diào)采用直流變頻模式，制冷量無極調(diào)節(jié)，IPLV高達(dá)4.0。EC風(fēng)機(jī)可無級調(diào)速，精確匹配服務(wù)器風(fēng)量要求，比AC風(fēng)機(jī)節(jié)能30%。由于是直流變頻，啟動電流少于額定電流，減少對電網(wǎng)的沖擊。并可視化群控組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)備用容量和能耗的精密控制。

4 智能監(jiān)控系統(tǒng)

智能監(jiān)控系統(tǒng)采用NetEco數(shù)據(jù)機(jī)房管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施層的動力、環(huán)境、視頻、門禁等設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、告警等的管理。NetEco提供標(biāo)準(zhǔn)的平臺，可靈活配置、柔性擴(kuò)容、分層級管理，適應(yīng)模塊化數(shù)據(jù)中心。NetEco具有良好的可視化界面，根據(jù)實(shí)際需求可提供全面的管理功能。主要可以監(jiān)控以下范圍的設(shè)備：動力設(shè)備、環(huán)境設(shè)備、視頻設(shè)備、門禁設(shè)備等。

NetEco可以向第三方網(wǎng)管系統(tǒng)提供SNMP形式的接口，以滿足與第三方系統(tǒng)的信息交互。系統(tǒng)提供多協(xié)議擴(kuò)展機(jī)制，滿足不同設(shè)備的接入。NetEco架構(gòu)包括軟件架構(gòu)，硬件架構(gòu)、外部接口和傳輸協(xié)議。NetEco系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，運(yùn)行在服務(wù)器端，支持多用戶瀏覽窗口，系統(tǒng)升級或維護(hù)時只需更新服務(wù)器端軟件即可。NetEco系統(tǒng)的硬件運(yùn)用采集器，提供包括智能配電、節(jié)能、智能溫控、安全、監(jiān)控及遠(yuǎn)程管理等關(guān)鍵特性，對外提供北向接口。采集器為標(biāo)準(zhǔn)1U盒子，可安裝在標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)柜內(nèi)。NetEco系統(tǒng)的外部接口包括北向第三方網(wǎng)管訪問接口、南向產(chǎn)品設(shè)備訪問和第三方服務(wù)集成接口。NetEco系統(tǒng)支持目前Modbus、SNMP和電總協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對底層設(shè)備的接入。同時可對外提供各種通訊協(xié)議和接口，實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的對接。

5 消防系統(tǒng)

模塊化數(shù)據(jù)中心的密閉通道內(nèi)安裝有感煙探測器、感溫探測器，模塊入口上方面板安裝聲光報警器，一旦有告警信號產(chǎn)生，信號將上報至數(shù)據(jù)機(jī)房的消防系統(tǒng)，同時發(fā)出聲光告警。當(dāng)天窗控制器接收到模塊內(nèi)煙感或溫感探測信號時自動開啟天窗，利用機(jī)房消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)探測及滅火，并將告警信號上傳至模塊智能監(jiān)控系統(tǒng)。

機(jī)房滅火系統(tǒng)采用七氟丙烷管網(wǎng)滅火，煙感和溫感探頭分層監(jiān)控。根據(jù)國家規(guī)范設(shè)置溫感探測器、煙感探測器，機(jī)房入口處設(shè)置放氣指示燈、緊急啟停按鈕。氣體消防聯(lián)動系統(tǒng)可自動和手動啟動氣體滅火，機(jī)房入口上方設(shè)置放氣指示燈，氣體滅火系統(tǒng)噴放時，放氣指示燈點(diǎn)亮提醒人員放氣勿入。機(jī)房內(nèi)外均設(shè)置聲光報警器，機(jī)房氣體滅火噴放前發(fā)出聲光報警提醒人員疏散。非消防電源的切斷采用總線制模塊聯(lián)動，發(fā)生火災(zāi)時由火災(zāi)報警控制器發(fā)出信號聯(lián)動切斷。

6 綜合布線系統(tǒng)

模塊化數(shù)據(jù)中心利用走線槽實(shí)現(xiàn)電纜和信號線，強(qiáng)電和弱電分層管理。在每個機(jī)柜頂部中間有走線孔，方便線纜連接至機(jī)柜中。走線槽可實(shí)現(xiàn)長度方向的擴(kuò)容，且在相交時分上下兩個通道走線，實(shí)現(xiàn)電源線和信號線的分層管理；紅色標(biāo)簽線槽走強(qiáng)電，藍(lán)色標(biāo)簽線槽走弱電。在天窗的結(jié)合部有線纜綁扎孔，方便線纜的綁扎。

7 防雷系統(tǒng)

模塊化數(shù)據(jù)中心按二類建筑物防雷等級設(shè)計，采用聯(lián)合接地，模塊化數(shù)據(jù)中心接地與醫(yī)技樓聯(lián)合接地網(wǎng)連接，接地電阻小于1歐姆。建立三級防雷系統(tǒng)，以防浪涌、間接和直接雷擊，確保模塊化數(shù)據(jù)中心的安全。

醫(yī)院模塊化數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建設(shè)是一門復(fù)雜、技術(shù)要求高而且涉及面比較廣泛的綜合性工程，在對醫(yī)院模塊化數(shù)據(jù)中心工程建設(shè)時要進(jìn)行精密的設(shè)計，精心的準(zhǔn)備和安排，高質(zhì)量的安裝，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行安全和效率，減少故障的發(fā)生，避免因?yàn)樵O(shè)備損壞等而帶來應(yīng)用的風(fēng)險，確保模塊化數(shù)據(jù)中心能夠發(fā)揮出其所具備的功能。

[1]戴建華.網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房建設(shè)的若干關(guān)鍵問題研究[J].中小企業(yè)管理與科技2011（16）245-246

[2]梁顯宏.當(dāng)前試論網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房建設(shè)的一些重要問題[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用2012（16）87-88