1、精選優質文檔-傾情為你奉上數字化醫院與機房建設標準中國科學院計算研究所副研究員黃群驥關于數字化醫院的內容，我來為大家重點介紹醫院機房建設的重要性和與之相關的機房建設的標準。醫院信息化應用對應到機房之中就是IT業務應用系統；支撐IT業務應用系統的，是軟件的操作系統；而操作系統賴以運行的基礎是一系列的硬件系統，也就是網絡交換機、服務器等設備。這些系統在機房平臺搭建起來的過程就是我要介紹的機房的建設。醫院機房建設的特點醫院的機房建設有一些獨特之處。醫院中有四種形式的機房。首先，醫院肯定有一個中心機房，或者叫數據中心、信息中心；此外，還會有一些承擔智能建筑控制工作的設備間，以及安保、消防等機房和專業機

2、房。其中專業機房一般要求特殊設計、特殊施工，因此習慣意義上的機房包括前三種。北京市醫院信息系統建設指南中對不同規模的醫院需要建設的信息中心的面積給出了指導。對于職工少于100人的、比較小的醫院來說，100m2以下的信息中心就可以滿足需求；中大型醫院則可能要求信息中心的面積達到上千平方米。目前我看到的醫院的機房相對來說都比較小，包括我在參與國管局組織的國家機關信息機房空調節能檢查時中見到的衛生部的幾個機房，也都是很小的。這里需要提醒大家注意的是，機房的面積是機房最基本的參數之一，它的確定是有章可依的。電子信息系統機房設計規范（GB 501742008）雖然沒有給出信息中心面積要求的具體數值，但是

3、給出了一個根據服務器的配置計算信息中心面積的計算規則，如表1所示。以此為依據，我們不但可以在知道大概的設備配置的情況下確定信息中心需要的面積；也可以在不知道設備配置的情況下使用規范中給出的近似值大致了解信息中心所需的面積。表1 中心機房面積計算表職工數機房面積（人均）<1001.0m22002500.5m24005000.4m215060000.2m2機房的建設當然要以應用需求為出發點。醫院的業務應用有兩個突出的特點，其一是信息訪問集中。醫院的信息訪問在門診期間，尤其是8點到11點間高度集中，其他時段相對比較少。我親身感受過一次，一個醫院，HIS系統在高峰時段出現故障，導致掛號、交費等全

4、部改成手工進行，影響非常大，造成了很大的混亂。對于這種系統24小時持續運作、門診期間業務量急劇增加、其他時段業務量明顯減少的特點，一定要在機房建設中予以相應的考慮。第二個特點是調取資料的帶寬要求高。傳統的無紙化醫院相對來說信息量比較小；但是一旦要實現無膠片化，信息量將是非常大的，對帶寬等各方面條件的要求都會大幅提高這是由圖像傳輸的需求決定的。最近在規劃中的一個國土局的機房就是這樣：原來的信息量不大，機房很小，只有150m2；現在要實現國土資源圖像信息的傳輸，對帶寬、機房的要求就很高了，規劃面積達到了1200m2，一下子提高了非常多。醫院在由無紙化向無膠片化方向發展的過程中，也面臨類似的問題：無

5、紙化醫院需要傳輸、調閱的基本上只是文字記錄，無膠片化醫院則需要傳輸、調閱大量的B超、CT、核磁共振檢查的圖片。不僅如此，醫院對這些檢查圖片的應用有一個重要的特點，那就是必須使用無損壓縮。這是因為很可能在一張很大的檢查圖片上，醫生所關注的東西，像是腫瘤的陰影等是很小的；如果對圖片進行壓縮的話，反映這些東西的圖像信息很可能在壓縮過程中丟失，那么這張圖片就毫無意義了。這就決定了醫院信息業務的特點：要真正實現數字化，保證信息響應的及時，對帶寬的要求就會很高。如表2、表3所示。醫院業務應用的特點決定了醫院數據中心的特點：設備集中、密度大，并且因此導致了熱負荷也很大；可靠性要求非常高；數據流波峰非常明顯。

6、此外，我看過的幾個醫院機房都存在維護人員缺乏的問題。這里的維護人員不是指軟件維護人員，而是指機房維護人員。現在很多機房基本上都是由軟件維護值班人員代管機房的維護。實際上軟件維護人員對機房的很多設備并不十分了解，發現問題時只能向上報告而沒有辦法解決。表2 常見醫學圖像數據量和傳輸時間表圖像類別常用分辨率單幅圖片大小每次檢查圖片數每次檢查數據量百兆網傳輸時間（s）千兆網傳輸時間（s）US（黑白）512×512×8bit256kB205MB0.80.08US（彩色）512×512×24bit768kB2015MB2.40.24CT512×512

7、15;12bit512kB5025MB40.4MRI512×512×12bit512kB8040MB6.40.64CR/DR2048×2048×12bit10MB216MB2.60.26NM（核醫學）128×128×12bit32kB501.5MB0.240.02電鏡512×512×24bit768kB21.5MB0.240.02表3 CT圖像傳輸時間表帶寬100M1000M10000M1名醫生讀取時間4s0.4s0.04s20名醫生讀取時間>80s>10s12s機房建設國家標準接下來選取與機房建設有關

8、的國家標準中的一些內容，為大家重點介紹，以便使大家對機房建設中存在的一些問題提起注意。先是機房工程資質的問題，這是一個建設方面的問題。目前，建設機房工程的合格的施工資質主要有三個：建設部的建筑智能化工程和電子工程，以及信息產業部的系統集成。擁有這三個資質之一的施工單位是可以做機房工程。在機房建設工作中最常見到的不合格的資質是機電設備安裝工程和建筑裝修裝飾工程。機房工程包括電氣、空調新風、集中監控、防雷、消防、裝飾裝修幾部分內容。電氣和空調新風是其中最主要的兩項，是支撐機房的最主要的系統；綜合布線、集中監控對機房使用效率的提高起著非常大的作用；防雷和消防系統的建設是我國的強制要求；把這些系統全部

9、連接在一起，使之成為一個整體的就是裝飾裝修。這里要重點講一下集中監控系統。前面提到過，目前醫院機房普遍存在值班人員缺乏的問題；集中監控系統可以承擔大部分的機房管理工作、維護工作，從而大幅減輕值班人員的管理工作壓力，因此已經成為一般機房的標準配置。針對這種情況，一個新的機房規范正在編制之中。目前，已經實行和在編的，與機房工程相關的國家標準一共有六個。作為所有標準編寫工作的參與者，我在此為大家簡單介紹一下這些標準。電子信息系統機房設計規范（GB 501742008）和電子信息系統機房施工及驗收規范（GB 504622008）都是2008年頒布，2009年6月1日開始實施的兩個很重要的機房建設規范，

10、其中電子信息系統機房設計規范要重新修編這主要是由于機房的發展非常快，其產值已由三百多億元躍升到了四百二十億元；而這個標準從2005年就開始編寫，編寫跨度很大。修編以后，這個標準可能會改名為“數據中心設計規范”。計算機場地通用規范（GB 2887）、計算站場地安全要求（GB 9361）是正在報批中兩個規范。在編的規范也有兩個：電子信息系統機房環境檢測標準和數據中心綜合監控系統工程技術規范。目前在機房檢測中存在著同一個機房由不同的人檢查，得到的技術參數，甚至結論都不同的問題；而這主要是因為電子信息系統機房施工及驗收規范里界定得不細。針對這種問題，電子信息系統機房環境檢測標準中將給出一系列的指標，以

11、保證不同人員檢測同一機房的結果會是一致的。數據中心綜合監控系統工程技術規范就是剛剛提到的涉及集中監控系統的標準。它的編制有很重要的意義：現在開發集中監控系統的廠商很多，各廠商的系統接口不統一，彼此不能兼容，造成了重復浪費；如果能夠促使各廠商的系統的接口實現統一，可以大大提高應用的靈活性目前在選用了一個廠商的系統之后，想要再換用其他廠商的系統非常不便，只能推倒重來，投資成本浪費太大；而各廠商的系統的接口實現統一之后，這些問題就不存在了。另外，有必要介紹一下數據中心基礎設施建設標準（TIA 942），這是目前唯一的數據中心建設方面的國際標準，對我國相關規范的編制有很重要的借鑒意義我們的標準中的一些

12、數據就是直接引用自它的。接下來介紹一下數據中心建設中的幾個重要的概念。首先是基本需求，N，它的定義是系統滿足基本需求，沒有冗余。接下來是冗余，冗余是有程度的，我們用N+X來表示冗余的程度X=1時為最低冗余，X=N-1時為最高冗余。而X=N就是容錯的概念。容錯也是有程度的，也可能達到3N，但到目前為止我還沒有見過達到3N的系統，因為這樣的系統造價太貴。這些概念都是貫穿在電子信息系統機房設計規范始終的，同機房分級有很大的關系。電子信息系統機房設計規范把機房分成了A、B、C三級，A級對應容錯，B級對應冗余，C級對應基本需求。國際標準TIA 942把機房分成了4級，與我們的A、B、C三級的對應關系是：

13、1級與C級直接對應；2級與B級基本上保持一致；4級對應A級，二者也是基本上一致的。TIA 942中的4級的要求比我們的A級的要求高一點，這是因為4級提出的一些要求在我國滿足不了。我們的三級體系中沒有一個級別跟TIA 942中的3級存在對應關系，這是因為3級的要求跟我們的一條原則，即所有機房的信息系統都必須通過UPS供電存在分歧。但是從目前實際檢查機房的情況來看，這一級的機房實際上是存在的，所以新的規范里可能會新增一個B+級。分級的目的是為了對可用性加以區別。C級的可用性為99.67%，A級的可用性為99.995%；而從C級到A級，造價大約增加了4倍，所以在決定是否建設A級機房時，應該認真考慮造

14、價的問題。醫院機房很少有達到A級的，一般都是B級，而且因為高峰時段的可靠性要求非常高，所以處于B級中可用性相對比較高的位置上。對機房級別的定位應參考其承載的應用：只是使用了辦公自動化系統的醫院，其機房的可靠性要求不高；但如果要將HIS系統等接入信息系統的話，機房的可靠性要求就比較高了。如表4所示。表4 機房級別與可用性對應關系表TIA 942級別可用性（%）國標級別年停機時間（h）499.995A0.438（26min）399.981.752299.75B21.9199.67C28.908機房選址是機房建設最基礎，也是最根本的一項工作。在這方面，我們有很多經驗教訓：由于選址不理想造成成本大幅增

15、加，而且機房建設的效果仍然不能令人滿意。這樣的問題在醫院中表現得尤其突出，這與信息中心目前在醫院里的地位還不高、還不大受重視的情況有很大關系。這種情況的改善需要一個過程。據我了解，很多行業中都存在類似的情況：機房建設由基建部門牽頭，但隨著信息化水平的提高，逐漸發現由于基建部門不了解應用，由基建部門負責機房的建設會帶來很多問題，才了解到機房工程并不是單純的建設、建筑領域的事物。現在已經有很多行業逐漸改變了原有的觀念和操作模式，改由信息部門牽頭進行數據中心的建設，基建部門給予配合。在這樣的模式下建設的數據中心使用起來是非常方便的。在醫院大樓建好之后，就要明確機房建設的具體要求。比如將機房設置在大樓

16、的第幾層在這個問題上，首先要考慮的因素之一就是要方便設備的運輸。機房中的設備大多是很笨重的，運輸不便；以前曾經發生過機房建好了才發現設備運不上去，最終不得不拆墻，甚至把新設備切割開，搬進機房之后再重新焊接的情況。因此在機房建設階段就對設備運輸的問題加以考慮。又如在管線敷設方面，需要考慮到機房環境是恒溫恒濕的，空調管線過長會導致效率降低的問題。再比如，需要考慮雷電感應的問題。雷電感應問題通常考慮的是直擊雷，也就是大樓被雷電直接打中的情況。信息設備是嬌貴的，如果對雷電感應的防護做得不好，很容易因雷電感應而損壞。一般而言，樓層越高雷電感應越強，所以機房不宜設在高層。此外，結構荷載也是必須要考慮的問題

17、。機房里的設備都很重，機房的承重大約是辦公室承重的四到五倍，因此機房對結構的要求就非常高。基于以上幾方面的考慮，機房一般設置在大樓的二層或裙樓的中間層。不設在一層主要是為了避免水淹、蟲害；不設置在頂層主要是由于頂層存在漏雨的風險，同時不利于節能。頂層涉及防水工程的問題，我國防水工程的合格標準是兩年不漏，而機房一般會使用八年到十年。這樣一來，如果將機房設置在頂層，機房將會在很長的時間里面臨被水淹的危險。此外，將機房設置在頂層，太陽暴曬的熱量會直接傳入機房，影響機房的節能。機房空調的室外機的放置問題也是機房建設過程中非常需要注意的。目前新建的建筑中，高樓，尤其是獨棟的高樓占了很大的比例。在高樓的中

18、間層建設機房的時候，機房空調的室外機的掛裝難度很高。在這方面，醫院的情況相對好些。機房的層高也是機房建設過程中需要考慮的重要問題一定意義上來說，機房的層高決定了機房的使用年限。國家標準規定機房的凈高是2.6m，這個凈高指的是吊頂下到地板上的距離。機柜的高度大約是2m；考慮到照明、回風的問題，機柜上要留出600mm的空間。地板下，如果要走線的話，現在要求高度最少是400mm；頂上要回風，高度最小要達到200mm。這樣算下來，機房的梁下高度大概要保證有3.2m。國家標準的參數是底線，可以大于，不能小于，因此3.2m的梁下高度是建設機房的最低要求。建筑專業所討論的一般是層高，在計算層高的時候必須在梁

19、下高度上加上大梁高度和樓板厚度，如圖1所示。以前機房里出現的問題，大部分都是電氣方面的問題；現在大部分的問題都是空調方面的問題溫度、濕度，還有氣流的問題。根據我們的調查，數據中心的故障大概有一半以上是空調方面的問題引起的。在這方面，除了要注意醫院的機房大多屬于B級機房，根據國際標準的要求，應該選用專業空調之外，最重要的問題，就是對冷熱通道技術的應用。目前，冷熱通道技術是從管理的角度來看，既能實現節能，又適合使用的最理想的現代技術。冷熱通道技術的核心是設備的擺放要符合熱力學原理。簡單地說，就是設備要面對面、背對背地擺放，以面對面的通道為冷通道。這樣可以使機房設備全部通過冷通道吸冷風，將熱風吹到熱

20、通道，從而提高機房的降溫效果，實現節能。盡管只要進行這樣一項看似簡單的改造，就能收到明顯的節能效果；但是機房里的設備一旦擺好，想要換個位置可是很困難的機柜上接滿了線頭，讓機柜調頭是非常復雜的工程。所以一定要在機房的設計階段，以及在現有機房中增加設備之前就考慮好這個問題，把機柜擺好。機房供配電的幾個要求需要大家提起注意：一是機房要由專用的變壓器或者專用的回路供電，以保證機房供電的可用性；二是機房低壓配電系統不能采用TN-C系統；還有電子信息系統應由不間斷電源系統供電，機房里所有的設備都要由UPS供電，機房內的動力電與UPS電應由不同的回路供電。在配備后備柴油發電機的問題上，醫院有特殊的條件后備柴油發電機是醫院的常規配置這對提高醫院