血站與用血醫療機構省級聯網平臺部署方案對比研究

摘要：本文旨在探究新技術條件下，血站與用血醫療機構省級聯網平臺不同部署方案的區別。本文根據國家政策，結合血站及用血醫療機構發展規劃需求，對省級聯網平臺拓撲結構進行設計，形成分布式、集中式兩種部署方案，并從成本投入、開發難度、管理運維、應急處置、資源利用率、交互速度、安全性等維度進行討論，分析歸納兩種部署方案的適用環境。研究發現，血站與用血醫療機構聯網是采供血行業信息化發展的必然趨勢。兩種部署方式均能實現聯網要求，對不同情況下的其他省級地區構建省級聯網平臺具有較高的借鑒意義。

關鍵詞：血站；用血醫療機構；信息化建設

引言

采供血工作是醫療衛生服務體系的重要組成部分，血液安全事關人民群眾生命健康、社會穩定和國家安全。目前，吉林省已建立全省無償獻血者臨床用血費用直接減免平臺并穩定運行，初步實現了全省血站范圍內血液信息共享，但由于血站尚未與用血醫療機構實現聯網，沒有真正形成血液信息的業務閉環。為進一步完善血站服務體系，提高血液安全，吉林省計劃在全省范圍內開展血站與用血醫療機構聯網工作。在此背景下本文對比研究血站與用血醫療機構聯網平臺不同部署方案的情況[1]。

1. 研究方法

1.1 政策背景

國家衛生健康委發布的《全國血站服務體系建設發展規劃（2021—2025年）》[2]指出，我國“血液中心、中心血站、中心血庫、醫療機構之間銜接協作機制尚不完善，部分血液中心輻射帶動作用發揮不充分，區域血液安全監測和聯動保障有待強化”，“血站服務體系聯動協作機制應進一步完善”。

1.2 需求分析

目前，吉林省范圍內共有15家血站、近380家用血醫療機構。本次聯網工作將血站采供血工作與用血醫療機構輸血工作進行銜接，使相對獨立的兩環節以信息化的方式進行互聯互通，完成區域內血液信息資源整合，對內形成輸血業務閉環，同時能夠為上級衛生健康行政部門提供決策支持。吉林省現有用血醫療機構規模參差不齊，輸血管理信息系統開發廠商不盡相同，且尚有部分用血醫療機構未使用輸血管理信息系統。因此，省級衛生健康行政部門結合吉林省實際情況，制定統一的接口規范，使用血醫療機構與血站進行網絡及數據對接，完成聯網工作。

1.3 方案設計

根據業務需求，將省級聯網平臺整體劃分為監管系統、聯網系統兩部分。監管系統現已確認部署于省級數據中心（由吉林省血液中心承建）的監管服務器，供衛生健康行政部門使用；聯網系統由血站與用血醫療機構使用。部署聯網服務器現有兩種方案，具體如圖1所示。

1.3.1 分布式部署方案

（1）設備配置。省級數據中心配置：1臺監管服務器（16核CPU、64GB內存、1TB硬盤）。每家血站配置：1臺血站聯網服務器（8核CPU、16GB內存、500GB硬盤）。每家用血醫療機構配置：1臺前置機（12核CPU、16GB內存、500GB硬盤）、業務終端計算機。

（2）部署方法。在省級數據中心部署1臺監管服務器。各血站分別搭建本地區聯網服務器，與監管服務器通過虛擬專用網絡（VPN）連接。各地所屬用血醫療機構搭建前置機，接入本單位業務內網的同時，又能通過虛擬專用網絡（VPN）訪問本地血站聯網服務器。用血醫療機構使用業務電腦上傳數據后，由當地血站聯網服務器實時接收，在驗證數據合法性、準確性后與血站已有的血站管理信息系統完成數據交互處理，實現聯網業務功能。同時，省級數據中心通過省監管平臺，采集全省所有聯網服務器信息，進行數據整合、治理及監管。

1.3.2 集中式部署方案

（1）設備配置。省級數據中心配置：1臺監管服務器（16核CPU、64GB內存、1TB硬盤）、1臺省級聯網服務器（16核CPU、64GB內存、500GB硬盤）。每家血站各自使用現有硬件資源。每家用血醫療機構配置：1臺前置機（12核CPU、16GB內存、500GB硬盤）、業務終端計算機。

（2）部署方法。在省級數據中心搭建1臺監管服務器、1臺省級聯網服務器。各血站使用已有的血站管理信息系統，通過虛擬專用網絡（VPN）直接訪問省級聯網服務器，無須額外部署硬件設備。省內各用血醫療機構搭建前置機，同時訪問業務內網和通過虛擬專用網絡（VPN）訪問省級聯網服務器。本方案采用集中式系統構架，將省內所有聯網數據匯聚，所有接入信息點無論是信息提交還是信息的獲取，均直接與數據中心進行交互。

2. 結果

2.1 成本投入

（1）分布式部署方案：在省級數據中心部署監管服務器的同時，需在全省所有血站額外部署地方聯網服務器，共需1臺監管服務器及15臺聯網服務器，對設備配置、系統穩定性等方面要求較高，投入較大。

（2）集中式部署方案：僅需要將監管服務器和聯網服務器一同部署在省級數據中心，僅需1臺監管服務器和1臺聯網服務器，各家血站無須進行硬件投入，使用現有硬件資源進行接入即可。

2.2 開發難度

（1）分布式部署方案：無論硬件或軟件均需要與各地血站現有系統進行適配，兼容不同運行環境，綜合考慮開發難度較大。

（2）集中式部署方案：運行環境僅需參考省級數據中心環境即可，其余通過接口實現。建設周期較短，開發難度較低。

2.3 管理運維

（1）分布式部署方案：在運行過程中，對系統升級或進行日常維護時，維護人員需逐一對各地市血站進行維護，工作量非常大，維護周期長[3]。另外，全平臺架構的設計和實施相對復雜，還會涉及服務器間的通信和數據同步等問題，這增加了系統開發、部署和維護的復雜性[4]。日常使用中，所有地市血站均需要指派專人進行系統管理并定期培訓，建立跨地區溝通機制，人工成本投入較大。

（2）集中式部署方案：維護人員能夠對中心節點和全平臺的運行狀態進行集中監控、統一調整，從而簡化了系統的維護和管理工作，但對維護人員的專業能力、統籌能力提出較高要求。

2.4 應急處置

（1）分布式部署方案：用血醫療機構與當地血站直接聯網，調取本地數據完成相關操作后，將信息同步上傳至省級數據中心。該部署方式將信息分散存儲在各地市，數據相對獨立，能夠有效避免單點故障。當某一地市血站服務器由于不可抗力因素發生中斷，僅本地所屬用血醫療機構無法通信，其他地市均可正常使用，受影響范圍較小。

（2）集中式部署方案：信息匯集雖然可以實現集中管理，但一旦發生故障，全省所有血站及用血醫療機構均受影響，造成所有聯網業務中斷，因此對省級數據中心的故障應急水平提出較高要求。

2.5 資源利用率

（1）分布式部署方案：各地服務器的計算及存儲資源需單獨分配，一旦配置變更，受資金及建設周期等因素的影響，平臺橫向擴展較為困難。當某地資源緊張時，各地區間無法相互調配，只能增加硬件投入。資源過剩也會導致整體資源嚴重浪費。

（2）集中式部署方案：可以使資源集中化，具有較強的靈活性，可根據業務需要隨時進行調整。當配置變更或業務量增加時，平臺橫向擴展極為容易，資源分配合理，能有效提高利用率。據測算，采用集中式部署方案的總體資源利用率較分布式部署方案將提高45%以上。

2.6 交互速度

（1）分布式部署方案：當產生應用數據時，由于平臺整體數據傳輸節點較多，無法避免資源損耗，且監管服務器對所有血站聯網服務器的數據采集需要一定周期，存在同步時間差，難以保障數據實時性。但是，由于數據量分散，局部數據傳輸速率較為穩定。

（2）集中式部署方案：網絡結構相對簡單，數據傳輸路徑較短，響應速度較快。但是，在業務高峰時段，多方并行請求同時處理數據時，容易造成數據擁堵，對服務器性能、網絡吞吐量、負載均衡能力有較高要求。

2.7 安全性

（1）分布式部署方案：需要對構架中各個層面實施安全防護措施，涉及數據接口較多，整體增加了網絡攻擊風險，對省級聯網平臺防御能力要求極高。

（2）集中式部署方案：由于核心設備數量較少，且省級數據中心運行環境穩定性、防護能力更強，更易于完成平臺安全防護配置及數據備份等操作，整體安全性及可靠性更高。

不同部署方案適用性綜合對比情況評估如表1所示。

3. 結果分析

根據上述結果，分布式部署方案、集中式部署方案均能實現血站與用血醫療機構的聯網要求，但在不同性能方面有著巨大差異。下面將結合吉林省實際情況進行討論。

目前，吉林省各地市經濟發展不均衡，各血站信息化程度不一。大部分血站現有基礎條件難以滿足聯網使用要求，若采用分布式部署方案，需要額外進行硬件投入，部分地區還需進行機房環境改造，整體建設成本較高。因此，采用集中式部署方案較為合適，可將所有服務器均部署在省數據中心，基于現有虛擬化環境建設，實現動態資源分配，具有高可靠性、高安全性、可擴展性、技術先進性、高適用性和綠色節能等優勢[5]，實現了管理和業務的集中，也可滿足未來業務擴展需要。另外，省數據中心現有機房建設標準較高，環境設施可滿足省級聯網平臺運行要求，建設成本較小。

血站與用血醫療機構聯網工作，實現了信息互通互聯，但涉及與大量獻血者及患者相關的敏感數據，一旦數據被篡改或泄露將造成嚴重后果，因此，省級聯網平臺的構建應滿足國家網絡安全三級等保標準。而采供血行業對網絡安全等級標準要求不一，若采用分布式部署方案，無法完全實現標準對等。采用集中式部署方案，省級數據中心已滿足網絡安全三級等保標準，有較為完善的防護體系，更符合與用血醫療機構聯網要求。

結語

隨著我國無償獻血事業的快速發展，為推進合理用血，利用信息化手段完善質量管理已成為必然趨勢[6]。開展血站及用血醫療機構聯網工作已成為采供血行業發展的重要途徑。據調查，全國已有12家省級地區完成區域內聯網工作，但如何通過集中式部署方案構建省級聯網平臺還處于摸索階段。本次對比研究，向尚未實現血站與用血醫療機構聯網的地區提供兩種不同部署方案，同時，對已建設完成的地區提供了改造升級的思路，具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]張莉莉，肖曉梅.觀察醫院輸血科與血站信息系統聯網對輸血安全性的影響[J].自我保健，2021（15）：276.

[2]國家衛生健康委關于印發《全國血站服務體系建設發展規劃（2021—2025年）》的通知（國衛醫發〔2021〕42號）[A/OL].（2021-12-25）[2024-07-15].http：//www.nhc.gov.cn/yzygj/s3589/202112/35bf5b087fd74ea08b0ee509978e4841.shtml.

[3]沈萍萍，關輝，韋陽，等.分布式集群系統架構設計及應用部署[J].信息技術與信息化，2021（1）：159-162.

[4]魏彬.海量數據分布式存儲技術研究[J].信息技術與信息化，2023（7）：100-103.

[5]梁喆，王茜，袁紅.運用超融合技術標準化構建全省無償獻血者血費直接減免平臺[J].中國標準化，2023（22）：234-237.

[6]龔春霞，徐立.血站與醫院聯網建設的實踐與思考[J].中國電子商務，2013（21）：49.

作者簡介：王茜，本科，助理工程師，研究方向：血站信息化；通信作者：周昕霈，本科，助理工程師，tadennn@126.com，研究方向：血站信息化。