淺談模塊化數據中心在醫院的建設

張堯 王瑋 朱登浩 新疆維吾爾自治區人民醫院

淺談模塊化數據中心在醫院的建設

張堯 王瑋 朱登浩 新疆維吾爾自治區人民醫院

隨著信息技術在醫院的廣泛應用，醫院信息系統的常態運行和醫療數據資源的存檔、利用和開發對醫院發展起著非常重要的作用。但隨著醫院信息化建設的快速發展，原有機房已不能滿足未來的云計算、云儲存、虛擬化、刀片式服務器等快速部署、高密低耗、靈活擴展、運行成本低等需求，因此作為醫院信息系統模塊化數據中心的建設就顯得尤為重要。

模塊化數據中心 建設

模塊化數據中心是集配電、機柜、監控、制冷、消防、綜合布線等系統于一體，實現了供電、制冷和管理組件的無縫集成。使模塊化數據中心實現智能、高效的運行，從而降低運營費用。

模塊化數據中心是數據信息交換、存儲和計算的機房，它應具備豐富的寬帶資源、安全可靠的設施、高水準的網絡管理和完善的潛能服務。結合我院設施現狀和需求，對模塊化數據機房建設進行了以下總體構架思路：

①模塊化數據中心應滿足安全可靠性、可擴展性、標準化、智能化和可管理性。

②適應任何房間改建為模塊化數據中心?？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集成機柜系統、供配電系統、制冷系統、智能監控系統和布線系統等。須安裝周期快，維護簡單，模塊化設計，現場組合安裝。

④使用風冷行級空調，采用雙排密封冷通道，末端與負載機柜并排安裝。

⑤柜位數雙排部署可擴容到48個，單模塊最大可適配200KVA模塊化UPS，可集成IT機柜、精密配電柜、UPS、蓄電池柜、精密空調于單一模塊內。

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

在遵循以上基本的設計原則同時，為實現這個易安裝易維護易管理高效率低能耗的系統健康良性運行，模塊化數據中心各主要子系統在建設施工過程中還應考慮及注意以下一系列細節問題：

1 雙排密封冷通道

雙排密封冷通道由天窗、端門與機柜連接組合而成。密封冷通道的天窗采用平頂結構，由兩塊側板、一塊頂板、一塊旋轉天窗組成。旋轉天窗通過電磁鎖與頂板連接，工作狀態下旋轉天窗處于水平狀態，消防狀態下電磁鎖通電打開，旋轉天窗在重力作用下自動打開，保證滅火氣體進入密封冷通道內。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，可擴容門禁。雙開門整體與機柜通過螺釘聯接，可以保證密封冷通道系統的獨立性。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

電氣工程是整個模塊化數據中心的基礎系統工程，其供配電系統的可靠性要求極高。供配電系統的安全性、可靠性、可維護性和在線擴展性是模塊化數據中心的重點。計算機系統和通訊系統配電都必須經過UPS電源。配電線纜、配電柜及相應的電路，都以滿足用電峰值為其設計負荷。強弱電分離，機房的強電和弱電線纜應分別走各自線槽。計算機供電電源質量根據國標GB50174-2008中標準要求，穩態電壓偏移范圍380V/220V±3%，穩態頻率偏移范圍為50Hz±0.5，輸入電壓波形失真度不大于5%，允許斷電持續時間為0-4ms，不間斷電源系統輸入端THDI含量小于15%，模塊化數據中心供電電源采用市電，由市電引入雙回路電源，兩路電源進線互為備用。在供電系統中，通過UPS為IT設備提供可靠的應急電源。根據支持Tier2、Tier3、Tier4的需求，UPS支持N、N+1、2N冗余。為了后續擴容方便，UPS選用高頻模塊化UPS，40KVA一個模塊。為后續業務擴展需求，最大可擴容到200KVA。

3 制冷系統

模塊化數據中心配備2臺NetCol5000-A風冷行級精密空調。NetCol5000-A風冷行級精密空調采用直流變頻模式，制冷量無極調節，IPLV高達4.0。EC風機可無級調速，精確匹配服務器風量要求，比AC風機節能30%。由于是直流變頻，啟動電流少于額定電流，減少對電網的沖擊。并可視化群控組網，實現對空調備用容量和能耗的精密控制。

4 智能監控系統

智能監控系統采用NetEco數據機房管理系統，實現對數據機房基礎設施層的動力、環境、視頻、門禁等設備的實時數據、設備狀態、告警等的管理。NetEco提供標準的平臺，可靈活配置、柔性擴容、分層級管理，適應模塊化數據中心。NetEco具有良好的可視化界面，根據實際需求可提供全面的管理功能。主要可以監控以下范圍的設備：動力設備、環境設備、視頻設備、門禁設備等。

NetEco可以向第三方網管系統提供SNMP形式的接口，以滿足與第三方系統的信息交互。系統提供多協議擴展機制，滿足不同設備的接入。NetEco架構包括軟件架構，硬件架構、外部接口和傳輸協議。NetEco系統為B/S架構，運行在服務器端，支持多用戶瀏覽窗口，系統升級或維護時只需更新服務器端軟件即可。NetEco系統的硬件運用采集器，提供包括智能配電、節能、智能溫控、安全、監控及遠程管理等關鍵特性，對外提供北向接口。采集器為標準1U盒子，可安裝在標準19英寸機柜內。NetEco系統的外部接口包括北向第三方網管訪問接口、南向產品設備訪問和第三方服務集成接口。NetEco系統支持目前Modbus、SNMP和電總協議，實現對底層設備的接入。同時可對外提供各種通訊協議和接口，實現與第三方系統的對接。

5 消防系統

模塊化數據中心的密閉通道內安裝有感煙探測器、感溫探測器，模塊入口上方面板安裝聲光報警器，一旦有告警信號產生，信號將上報至數據機房的消防系統，同時發出聲光告警。當天窗控制器接收到模塊內煙感或溫感探測信號時自動開啟天窗，利用機房消防系統實現探測及滅火，并將告警信號上傳至模塊智能監控系統。

機房滅火系統采用七氟丙烷管網滅火，煙感和溫感探頭分層監控。根據國家規范設置溫感探測器、煙感探測器，機房入口處設置放氣指示燈、緊急啟停按鈕。氣體消防聯動系統可自動和手動啟動氣體滅火，機房入口上方設置放氣指示燈，氣體滅火系統噴放時，放氣指示燈點亮提醒人員放氣勿入。機房內外均設置聲光報警器，機房氣體滅火噴放前發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動，發生火災時由火災報警控制器發出信號聯動切斷。

6 綜合布線系統

模塊化數據中心利用走線槽實現電纜和信號線，強電和弱電分層管理。在每個機柜頂部中間有走線孔，方便線纜連接至機柜中。走線槽可實現長度方向的擴容，且在相交時分上下兩個通道走線，實現電源線和信號線的分層管理；紅色標簽線槽走強電，藍色標簽線槽走弱電。在天窗的結合部有線纜綁扎孔，方便線纜的綁扎。

7 防雷系統

模塊化數據中心按二類建筑物防雷等級設計，采用聯合接地，模塊化數據中心接地與醫技樓聯合接地網連接，接地電阻小于1歐姆。建立三級防雷系統，以防浪涌、間接和直接雷擊，確保模塊化數據中心的安全。

醫院模塊化數據中心設計和建設是一門復雜、技術要求高而且涉及面比較廣泛的綜合性工程，在對醫院模塊化數據中心工程建設時要進行精密的設計，精心的準備和安排，高質量的安裝，提高網絡設備的運行安全和效率，減少故障的發生，避免因為設備損壞等而帶來應用的風險，確保模塊化數據中心能夠發揮出其所具備的功能。

[1]戴建華.網絡中心機房建設的若干關鍵問題研究[J].中小企業管理與科技2011（16）245-246

[2]梁顯宏.當前試論網絡中心機房建設的一些重要問題[J].計算機光盤軟件與應用2012（16）87-88