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1、人民医院智慧医院整体规划建设方案V3.81.建设目标围绕“智慧医院”总体目标，通过实施机房装修、硬件基础平台建设、数据灾备建设，切实提升医院业务系统在运行环境、平台处理能力、数据安全等方面的支撑保障水平，为医院信息化建设打下扎实基础，为医院快速发展提供持续强劲动力。2.建设内容根据拟定的项目建设目标，本次项目建设内容主要包括：现有数据中心机房改扩建、灾备中心机房新建、以及现有数据中心和灾备中心硬件基础平台建设。3.建设范围项目建设范围涵盖机房新建和改扩建，包括结构装饰、强配电、综合布线、照明、消防、防雷接地、安全、温湿度控制等；硬件基础平台建设，包括网络、主机、安全、存储备份等；以及融入硬件基
2、础支撑平台建设的安全系统建设等。4.建设周期本项目建设周期为20XX.1220XX.11年，共12个月时间。（六）总投资及来源XX市人民医院“智慧医院”一期（硬件基础支撑平台）建设投资概算为1498万元，资金来源为医院信息化建设专项资金和市政府专项资金。二、现状、必要性和可行性（一）现状及成果1.建设单位概况XX市人民医院是集医疗、教学、科研、预防和康复为一体的现代化三级乙等综合医院。医院现占地163亩，建筑面积11.7万平方米，开放病床1200张；年门诊量125.3万人次，住院3.2万人次，拥有职工1474人；设有28个临床科室、11个医技科室，以及医院办公室、党委办、人事科、信息科、医务科
3、、护理部、门诊部等14个行政科室。其中，信息科负责医院所有信息化相关规划和具体建设。2.信息化现状医院信息化建设始于上世纪90年代，专门成立了信息科，并根据自身业务系统需要建立了信息中心标准机房，组建了医院内部局域网。近些年，陆续建成了医院信息管理系统（HIS）、检验信息系统（LIS）、影像管理系统（PACS）、电子病历管理系统、医院设备管理系统、医院总务物资管理系统、医院供应室管理系统、医院分诊叫号系统、医院无线巡查管理系统等20余套应用系统，基本涵盖了医院基础医疗和运营业务。（1）数据中心机房现状医院现有数据中心机房已建成使用多年，分为核心网络区域、办公区域、UPS存放区域、通讯线路存放区
4、域等几个部分，其中机房办公区域与其它区域相连，机房核心网络区域、UPS存放区域、通讯线路存放区域等各有独立的房间，各区域面积总和约为200平方米。通过近些年运营，机房在消防、安全、门禁、环境卫生等方面逐渐暴露出一些问题，特别是安全问题，需要进行必要的改扩建。（2）网络系统医院在2009年进行过相关系统、网络安全设备等升级，基本建成了满足医院业务系统运行的诊疗专用网络，总体网络现状拓扑如图1所示：图1 XX市人民医院现有网络拓扑示意图（3）相关设备通过近几年信息化建设投入，医院硬件系统陆续配置了核心交换机、服务器、数据存储设备、网络设备、安全设备、UPS系统等基础支撑设备，基本能满足
5、医院信息化需求。但考虑部分设备采购时间较旧，性能瓶颈隐患凸显，迫切需要必要的升级完善，以满足不断增长的信息化发展支撑。现有设备清单如下表所示：序号设备名称数量用途备注服务器1HP DL380 G52PACS应用服务器2IBM x3850 X52PACS数据服务器3IBM 3650 M31B超内镜管理系统应用兼数据服务器300GB SATA*44IBM x3650 M31供应管理系统应用兼数据服务器300GB SAS*65IBM x3650 M21手术麻醉系统应用兼数据服务器300GB SAS*46IBM x3650 M31OA 应用服务器146GB SAS*47SUN 35001LIS系统应用
6、兼数据服务器8IBM P5502HIS系统、电子病历应用兼数据服务器146GB SAS*29IBM P5201HIS系统、电子病历冷备应用及数据库服务器10IBM 3650 M23测试服务器、无线巡查服务器、排队叫号服务器各1台11DELL 26001应急、挂号收费服务器12DELL 28502合理用药、预约挂号应用兼数据库服务器各1台4块硬盘13HP 3801农保前置存储设备14HP存储器1PACS存储器300G*1415RD DATA存储2HIS主、备存储器16RD DATA存储1冷备存储器，配合520服务器冷备使用网络设备17华为57002交换机18XX45061冷备核心交换机19XX6
7、5091核心交换机24光+48电20华为26001农保路由器21XX2960G32台为楼层及手术台使用1台为备份48电+4光电复用22SAN光纤交换机2安全设备23天融信NGFW-4000-UF（TG5030）防火墙21台3光+4电， 1台4电24网神网闸1内网外网总体隔离其它设备及软件25UPS系统150KV（二）存在问题医院一贯重视信息化建设，特别是近几年不断加大资金投入，信息化建设水平取得了长足发展，为配合医院实现跨越式发展提供了卓有成效的信息支撑保障。但在医院系统平稳运行的同时，也逐渐暴露出一些问题亟待解决，主要如下：1.现有数据中心机房安防问题突出且空间日渐紧迫伴随着医院硬件设备不断
8、添置，数据中心机房有限的运行空间不断受挤压，机房温湿度控制不甚理想，机房消防问题渐成隐患。迫切需要对现有机房进行必要的改扩建以满足医院业务系统软硬件支撑环境保障需求。2.基础支撑平台设备老旧且性能瓶颈凸显医院现有核心硬件设备均采购于三年前，随着业务系统不断升级开发和运行沉淀，现有主机系统、存储系统等硬件设备工作负荷日趋加重，频繁出现读写瓶颈、系统卡死等问题，已严重危险业务系统正常运行。硬件支撑平台设备亟待升级。（如现有业务量已是三年前的1.8倍） 3.系统及数据未有异地灾备机制当前，医院业务系统整体运行于现有数据中心机房和硬件支撑平台，一旦出现突发事故或系统故障停机等，均会对医院业务正常运行造
9、成严重影响，若数据丢失将会造成更为严重的不可估算的深远影响。因此，迫切需要建设灾备中心（含硬件基础平台），以满足医院业务系统持续、高效、可靠运行环境保障要求。（三）项目建设的必要性1.加强基础支撑平台保障，切实提升医院信息建设水平社会公众一贯体验的医院“智慧服务”需赖以不断提升的信息化建设得以支撑。同时，医院拥有众多业务系统，随着信息整合与交互越来越成为趋势，医院诸多系统间持续频繁地数据交换和业务联动，对硬件基础支撑平台提出了更高的性能保障需求。加快推进硬件基础支撑平台建设，切实提升医院信息化建设水平是医院内在和外在发展的必要保障手段。2.积极推动区域医疗卫生信息化建设XX市人民医院作为XX区
10、域最大的现代化综合医院，一定程度上是当地医疗卫生领域信息化建设的领头羊。依照省、市医疗卫生和健康保障信息化建设总体要求，结合“智慧医院”总体建设目标，医院均应从实际需求出发，加快推进医院信息化建设水平，夯实信息化建设基础，积极做好示范带头作用。项目通过机房装修、硬件平台建设、数据灾备建设，不断提升基础支撑平台保障水平，可为医院信息化建设打下扎实基础。3. 缓解医患矛盾关系的需要医患矛盾很大程度在于患者的需求和医院提供的服务存在一定的落差，项目软硬件支撑平台升级将从信息化的源头提升业务处理速度，解决系统读写瓶颈，可有效避免因设备或系统出现故障导致业务中断影响工作效率，同时，也可避免出现延误诊疗或
11、病人长时间等待的问题，这在一定程度上可间接缓解医患矛盾关系。综上所述，作为“智慧医院”基础支撑平台，项目机房环境建设、硬件平台升级改造及灾备中心建设是完全必要的且也是相当迫切的。（四）项目建设的可行性1.技术可行性医院在近十多年的信息化建设历程中积累了丰富的行业经验和管理技能，同时，项目建设涉及的数据交换技术、数据库技术、数据灾备手段、虚拟化等技术手段在行业应用已相当广泛，“智慧医院”建设同行也有相当成功案例，可为项目建设实施提供宝贵的经验借鉴。2.投资可行性近年来，卫生部要求各医疗单位应按总收入24%甚至更高的比例投入信息化建设。“智慧医院”项目建设资金主要来自医院信息化建设专项资金和市政府
12、专项资金。项目硬件基础支撑平台建设将为医院长期发展提供持续动力保障，具备良好的经济效益和社会效益，因此，项目在资金方面可得到有效保障。3.管理可行性医院信息化建设受到院方领导的高度重视，为项目建设实施提供了强有力的领导和支持，医院信息科具备丰富的管理经验，拥有一批专业技术人才，能进行规范化信息系统管理，为医院信息化建设提供了强有力的管理保障。综上所述，项目建设是完全可行的。三、需求分析（一）业务需求1.现有数据中心机房改扩建医院现有数据中心机房自建成使用已有10年，伴随着医院信息化建设不断发展、硬件设备不断添置，机房在消防、安全、配电、温湿度控制、空间保障等方面越显乏力，并逐渐成为影响系统高效
13、、稳定运行的潜在安全隐患，迫切需要进行必要的改扩建以满足医院软硬件设备的运行环境保障需求。2.灾备中心机房建设现有数据中心机房改扩建过程，势必影响现有软硬件平台正常运行，但医院业务系统不能中断，由此，还需另建机房用以软硬件平台的临时运行保障。另建的灾备中心机房在设计标准、空间布局、施工要求等方面应与现有数据中心机房保持一致或更高要求，同时，灾备中心机房选址还应考虑距离远近适中，既要满足异地灾备建设意义又要尽量缩短数据链路传输时延。3.数据（系统）灾备建设医院业务系统集中运行于现有数据中心机房，应用系统通过本地双机热备保持一定的高可靠性，业务数据离散保存在各数据库服务本地硬盘中，部分核心数据采用
14、虚拟磁带库进行二次备份。相对普通业务系统基本适用，但医院业务系统故障中断影响深远，对环境支撑保障要求更高。根据“智慧医院”总体建设目标，数据（系统）灾备建设应纳入本次建设范围。4.现有硬件基础平台完善建设医院现有基础支撑平台软硬件设备均采购于三年前，部分已达到五年替换期限，随着医院业务系统不断扩展，各项“智慧应用”对软硬件基础支撑平台提出了更高的性能响应需求。借此项目建设契机，可综合统筹考虑现有基础支撑平台和灾备中心平台，建设满足医院未来五年信息化发展基础支撑保障体系。（二）高可靠性需求根据医院业务系统运行要求，建成后的系统平台需基本实现“系统不中断、数据不丢失”总体目标，具体高可靠、高可用运
15、行需求可分为以下几个层面：1.主机系统医院现有十几个业务子系统，这些子系统构成了医院日常营运不可或缺的支撑保障组成，任何子系统的不正常停机或故障中断都会造成不良影响，因此，在业务系统层面需有主备或互备运行机制以保障系统持续平稳、高效运行。2.数据链路物理链路是数据传输交换的基础，根据拟建设的项目内容，项目链路建设主要包括：现有数据中心和灾备中心的裸光纤链路、核心交换与汇集交换的以太网链路、数据存储SAN光交换链路。在链路建设过程应充分考虑双链路铺设，核心关键设备需采用双机运行，租用裸光纤还需考虑使用不同运营商链路，从不同方向铺设光纤入户。3.数据存储数据是系统存在的价值所在，数据丢失将造成医院
16、不可估算的损失，由此，业务数据必须考虑多种安全存储方式，包括存储系统安全RAID机制、本地常规备份、异地数据灾备等，确保意外或灾难事情发生后能够在最短时间内恢复系统运行（RTO10分钟），最大程度减少数据丢失（RPO=0）。4.设备配置硬件设备作为平台最小组成单元，单台设备的冗余高可靠配置直接关乎平台的健壮性和可靠性，在设备选型应充分考虑电源、风扇、接口等关键部位的冗余。同时，关键设备，比如核心交换机，还应考虑双机集群配置，消除单点故障。5.建设标准考虑到医院业务系统运行的连续性、稳定性、安全性等要求，本次改扩建的数据中心和新建的灾备中心严格按照电子信息系统机房设计规范（GB50174-200
17、8）B级标准机房建设规划设计和建设。（三）性能需求根据当前医院业务系统门诊使用量，项目软硬件基础支撑平台总体需达到如下性能目标（配合软件业务系统实现）： 1.业务性能需求预约挂号平台能支持10000人次/天的挂号量，能支持200人同时在线使用该系统，就诊卡预约挂号响应时间小于1秒。 系统能支持500-600人在线使用，各系统响应时间不超过1秒。2.设备性能需求系统可靠性需达到99.999%，无单点故障，年平均故障时间不超过5分钟。银行卡、农保卡、医保卡等在2秒中之内完成资金冻结、资金支付、充值、对账等操作。（四）安全保障需求安全保障是系统平台最为关键的一道屏障，也是最容易疏忽的一个环节。规范体
18、系的安全保障范围应涵盖物理环境、网络传输、系统平台、策略配置、管理制度等若干方面，本次项目根据建设内容仅从硬件支撑平台及管理方面进行叙述：1.物理环境物理环境是软硬件基础支撑平台得以稳定、高效运行的基础，主要由物理设备安全性、以及机房运行环境、设备人为操作环境等构成，在项目建设初始应充分予以考虑。物理设备应充分考虑备品备件的准备及关键设备冗余配置；机房环境应密切注意配电、消防、温湿度、门禁控制等环节的保障；人为操作需严防恶性破坏、误操作以及信息恶意窃取等。2.数据网络传输依照信息系统安全等级保护设计要求，在目前医院网络实现双网逻辑隔离的基础上，还需充分考虑系统平台在互联网边界、内外网边界、核心
19、数据区域等区域的安全防护，视实际需求增配防火墙、入侵检测防护、漏洞扫描等，切实提升安全保障水平。3.数据访问平台应具备完善的安全机制，提供权限认证模式和数据加密来控制数据交换的安全，防止非法访问和数据丢失。支持应用系统间各功能服务和接口的调用权限管理，提供应用节点与应用节点间、应用节点到接口服务间的权限控制，以保证数据交换的合法性。4.运维管理为更好发挥平台效应以及加强平台运维管理能力，在项目建设过程还需出台相应的管理制度及系统故障应急预案。同时，还可借助信息化辅助手段，比如运维管理系统，加强对系统平台使用情况的实时监控及统计分析，确保系统平台高效、稳定运行，以及第一时间发现和排除问题。四、指
20、导思想、建设原则、技术路线（一）指导思想认真贯彻落实国家、省、市有关医疗卫生改革的战略部署以及卫生信息化建设总体框架设计，紧紧围绕“智慧医院”总体目标，以安全、稳定、智能的信息化需求为导向，不断夯实基础、促进应用，积极推动医院信息化建设又好又快发展。（二）建设原则1.规范性原则硬件基础支撑平台关乎设备运行环境保障，在项目施工过程，特别是机房装修环节，需特别注意在空间规划、场地建设、配电改造、安保措施、施工工艺以及网络接口标准等方面，应严格遵循有关国家、行业技术标准规范。2.先进可扩展性原则医院信息化建设快速发展决定了项目的规划建设应充分考虑采用先进的理念，在设备选型、配置、施工过程应具有一定的
21、前瞻性，采用技术先进、成熟稳定、便于维护扩展的设备，保证系统在3-5年内具备良好运行能力，并且能与其他设备系统良好衔接，稳定运行。3.安全可靠性原则为保证各项业务应用，机房装修装饰按高标准设计与施工，提供安全可靠运行环境保障；服务器、存储、网络及安全设备合理选型，性能优异，确保数据存储与传输过程的安全可靠。关键设备在采用备份、冗余等可靠性技术的基础上，还可采用相关的软件技术提供较强的管理机制以及监控、安保等措施，切实提高系统基础支撑平台安全可靠性。4.经济合理性原则项目建设既要满足实际要求，又要避免盲目追求先进，该精则精，能简则简，讲求实效。不能仅仅考虑购置成本，还必须考虑5-10年使用周期中
22、的运行、管理、维护和扩容的总体成本。（三）建设目标1.积极营造满足医院业务系统安全、稳定、高效的运行环境。通过对现有数据中心机房进行改扩建、配套相应安全与操作管理制度、强化信息人员岗位权限与业务技能等各项措施，积极推动物理运行环境优化提升，为“智慧医院”建设提供环境支撑保障。2.努力打造富有“智慧”的硬件基础平台。项目硬件基础平台建设过程，不仅关注“建”的技术实现，更应重视“管”的有效落实，充分应用运维管理系统、虚拟化管理技术，配以多种反馈机制，全面掌控硬件基础平台链路、网络、设备、主机等运行状态；充分应用集群、冗余等保障措施，实现关键部位常规问题自动修复，减少人工干预。3.着力建设符合医院业
23、务特性的系统容灾平台。综合考虑医院基础现状、远程灾备选址、容灾方式等各项因素，选取最贴合医院实际情况及符合医院业务特性的容灾技术实现方式，为医院信息化快速发展提供后备支持，解决在系统和数据等核心问题上的后顾之忧。（四）建设内容1.现有数据中心机房改扩建和灾备中心机房新建。对现有数据中心机房进行改扩建改造和新建灾备中心机房，具体包括结构装饰、配电照明、综合布线、防雷接地、精密空调、UPS不间断电源、消防、安防门禁、环境监控等方面建设。2.硬件基础平台完善建设和灾备中心硬件基础平台建设（主备运行）。建设满足医院业务系统运行的硬件基础平台和灾难恢复运行平台，具体包括网络通信系统、主机系统、存储备份系
24、统、安全系统等方面建设。3.安全系统完善建设（满足基础平台三级等级保护要求）。根据医院系统在应用和网络基础平台的安全防护需求，具体包括物理安全（含运行环境）、网络安全、系统安全、应用安全、管理安全等若干方面建设。（五）总体框架根据当前医院信息化发展趋势及相关技术实现，结合XX市人民医院硬件基础支撑平台建设现状。本期项目拟从机房改扩建（新建）、硬件基础平台搭建、安全系统等方面加以建设，积极推进XX市人民医院“智慧”化建设进程。为此，本项目建设总体框架如下：1.运行环境。主要包括用以支撑医院软硬件基础平台的数据中心机房和灾备中心机房，提供软硬件基础平台运行所必须的稳压电力、综合布线、温湿度、消防、
25、物理防护等必要保障。2.基础支撑平台。硬件基础支撑平台是医院业务系统运行的最终载体，主要包括网络通信系统、主机服务器系统、数据存储备份系统，以及安全防护系统等。3.用户表现层。用户表现层是项目硬件基础平台通过医院业务系统呈现给相关使用人员的最终体现，需具备较好的人机体验感受，同时，需保证较高程度的可靠性与安全性。4.安全与综合管理建设结合医院基础支撑平台建设，配套制定安全规章制度和策略，健全安全管理机制，建设符合安全等级保护要求及更高防护要求的医院安全管理体系，为医院信息化建设提供安全保障。（六）技术路线1.两中心“融合”建设模式综合考虑现有数据中心和灾备中心地理位置，直线距离不超过2公里，铺
26、设距离不超过5公里。由此，可充分利用裸光纤链路快速传输、低时延特性，在平台前端数据访问以太链路、后端数据存储SAN链路以及关键设备建设过程，结合多种高可靠集群技术，实现两端核心交换、SAN光纤交换及关键设备两端集群工作模式，着力增强项目硬件基础平台健壮性和可靠性，并实现系统故障快速恢复。2.虚拟化存储技术当前，医院硬件基础平台已采购多个品牌的多台存储设备，随着医院信息化不断推进，后续还将陆续采购存储设备充实到平台中来。数量不断扩充的存储设备在提供数据存储保护的同时，也带来了管理上的复杂性。此外，本项目建设灾备中心，最为关键的环节将是两端数据如何实现同步。虚拟存储技术可通过对存储系统（设备）或存
27、储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，使存储或数据的管理与应用、服务器、网络资源的管理分离开来，从而实现数据和应用的独立管理，降低数据管理复杂性。对存储系统（设备）或存储服务进行虚拟化，可方便对下一层存储资源进行扩展、资源合并，降低后续数据容量扩充的难度。此外，利用虚拟存储设备具有的数据镜像、数据复制等技术，还可轻松实现两数据中心数据实时同步或差时同步。3.基于裸金属的服务器虚拟化技术针对医院众多运行在x86平台的非关键业务系统，项目拟采用当前较为流行的服务器虚拟化技术，通过将单台物理服务器虚拟出多个独立封装的虚拟服务器，一方面解决困扰已久的能耗、空间问题，另一方面也可降低众多服务器的管理复杂
28、度，再者，还可通过虚拟化方式提升单台物理服务器的运行效率，降低项目总体投资。当前，针对x86平台服务器虚拟化技术主要有裸金属虚拟化和寄居虚拟化两种方式，相比寄居方式，裸金属虚拟化在性能、资源占用等方面具有综合优势。五、建设方案（一）灾备技术实现设计1.灾备中心建设说明XX市人民医院现有数据中心经过多年的持续运行，在消防、安全、温湿度控制等方面逐渐暴露出较为严重的运行隐患，迫切需要装修改造以满足不断发展的医院业务系统支撑环境需求。同时，由于医院业务系统自身特点，业务中断哪怕是短暂的计划内停机，都会造成深远影响。因此，在现有数据中心装修改造期间之前还需新建灾备中心机房，实现临时业务接管，待现有数据
29、中心装修改造完成后，业务系统可由灾备中心回迁至现有数据中心，并形成两数据中心一主一备运行方式，数据中心重点实现医院各个业务系统的生产服务，灾备中心实现医院、患者日常数据查询、统计以及临时的业务生产接管服务。拟建设的灾备中心初步选址在XX市档案馆内（便于满足医疗档案备份管理要求），机房装修按国家B级标准设计，总面积初步划定150平米，其中100平米作为核心设备存放，50平米作为UPS供电、消防、维护等辅助用房。灾备中心设备配置及运维管理，总体需达到信息系统灾难恢复规范（GB/T 20988-2007）第5级设计要求：关键数据实时备份，配置同等的数据处理设备并处于运行或就绪状态。2.灾备中心建设技
30、术设计与实现根据项目数据灾备设计要求，并结合医院系统持续高可靠工作性质，方案给出两数据中心主备运行总体规划示意图及建设说明如下：图4 两数据中心主备运行总体规划示意图（1）灾备中心建设技术设计方案总体采用数据和应用分离的建设思路，通过同步或异步的方式实现两数据中心底层业务数据保持一致，业务系统程序及操作系统采用人工方式实现一致，在本地数据中心系统出现故障时候可通过人工方式（也可自动方式）切换业务到灾备中心运行，进而保障医院业务系统的高可靠和高可用性。详细设计思路如下：一是采购四台中高端存储设备（各两台），分别作为两数据中心后端统一数据存储。考虑当前小型机担负医院核心业务运行，对数据
31、存储性能要求较高，因此，其中一台存储单独分配给小型机使用并配置高性能磁盘以消除当前日渐成患的I/O瓶颈。医院原存储设备可充分利旧作为数据备份或灾备演练数据存储使用。二是采购两套虚拟存储设备，分别部署于现有数据中心和灾备中心，通过裸光纤互联形成两虚拟存储设备集群工作模式。虚拟存储设备的作用在于其可以整合后端的异构存储设备并形成统一的存储池，便于日后存储设备的扩展；同时，利用虚拟存储设备特有的数据复制功能，可同步或异步方式实现两数据中心后端存储设备数据的一致性（相当于实现了存储设备级别的RAID1配置），并在一定程度可提高系统的读取性能。三是系统主机层，考虑当前医院各主机服务器均使用达到一定年限，
32、性能捉襟见肘。本次项目拟视实际情况安排采购2套小型机系统，以及一定数量的中端PC服务器和一定数量高端服务器（配合虚拟化使用），以满足医院今后几年内的服务器性能需求。待现有数据中心装修改造完成后，逐步实现灾备中心新采购设备和现在数据中心老旧设备对调使用，最大程度实现资源的充分利用。四是系统核心交换层，拟采购两台与现有型号一致的核心交换机填充到两数据中心。其中，一台作为灾备中心核心交换使用，另一台则补充到现有数据中心并配置、形成双机热备运行。同时，通过租赁裸光纤实现两数据中心核心交换以太网链路互联互通，为系统灾难恢复及计划停机业务切换提供高速网络支持。五是各楼层、各科室汇聚交换接入，考虑当前医院线路、管道改造存有一定难度，本次项目灾备建设仅考虑两数据中心核心交换的链路互