医院信息系统监测及运维管理平台的构建

马 军，马 坚，闫若玉

(云南玉溪市人民医院 信息与网络管理科，云南玉溪653100)

医院信息系统监测及运维管理平台的构建

马 军，马 坚，闫若玉

(云南玉溪市人民医院 信息与网络管理科，云南玉溪653100)

目的:在多厂商设备、多系统平台、网络结构复杂的医院网络环境中，采用整合方案来对复杂环境下的服务器群和网络系统进行监控与管理。方法:以CACTI作为监控管理端，建立适合医院复杂网络环境的监控系统，探索数据采集的关键技术，设计数据采集流程，在医院复杂的网络环境中，实现系统多层次多粒度、灵活多样的智能监控策略。结果:解决医院众多信息孤岛难以统一监控问题，形成标准统一、功能一体化的监控系统，解决医院信息孤岛窘境。结论:在分布管理的环境下，采用分解协调的方法，对网络带宽动态分配和流量控制等进行计算，实现对医院的大型网络资源的优化分配。

信息系统;监测;运维管理

1 现状分析

对医院信息安全的关注点，一直以来主要集中在服务器硬件平台和操作系统的性能，但对于服务器本身作为网络服务的载体，其网络应用的性能安全未得到重视，现有的监控系统大都只能监控医院服务器及网络系统的某项指标参数，无法对医院繁杂的服务器群及多样的信息系统整体性能进行综合分析评价，无法最大限度发挥服务器功能。因此，构建综合反映医院信息系统运行情况的监控系统，是当前集中解决医院信息安全的首要因素。监控系统需解决三方面问题:(1)整合各种硬件、软件资源，实现医院多重信息系统的管理运维是医院服务器及网络监控技术研发的核心;(2)在目前复杂的医院网络环境中，采用分布式部署架构的服务器群和网络系统的管理，并采用整合理念来对复杂环境下的服务器群和网络系统进行监控与管理，是对传统服务器管理的较大突破; (3)以智能化、自动化的监管方法对信息系统进行监控、告警及运维调度，减少人力物力对医院庞大的服务器群和网络进行全面监管是急需解决的问题。

2 信息系统监测及运维管理的意义

2.1 现实性

随着医院信息化系统HIS、实验室信息管理系统LIS、医学影像存档与通讯系统PACS等的普及应用，涉及医院医疗护理、行政后勤全方位工作，医院的信息化规模的日趋庞大，信息网络架构已经从小型局域网过渡到大型多层网络架构。相应地，各种安全问题也成为医院管理中最重要的安全问题，直接影响医院各方面工作的运行、患者的生命安全、医疗数据的准确性和可靠性［1］。

2.2 应用前景

在网络环境日趋复杂的情况下，如何保障信息系统和网络的正常运行，实时了解各个设备的使用情况和性能瓶颈等信息;如何及早发现并排除潜在的故障隐患，保障信息系统和网络的安全稳定可靠运行，合理调节和配置服务器群，成为医院管理的核心问题之一［2］。信息系统和网络安全隐患监控已成为医院安全问题的重中之重，一旦监控失查，带来的影响将覆盖医院全方位工作，更将危及患者医疗质量与安全［3］。

2.3 实用性

通过自主研发，以有效、可靠、安全、经济的方式避免信息系统故障，强化信息化对医疗工作的支撑作用，符合医院工作实际，更好地保障医院信息系统的完整性、保密性及可用性，为全院信息系统运维提供数据支撑和辅助决策依据，并可在医疗系统推广，为更大范围的医疗信息进行有益的探索。

3 设计目的

传统的检查方法依靠系统维护员逐一检查服务器来保证业务系统的运行;其缺点是一方面工作量大且可能存在遗漏的现象，另一方面预警滞后，已经无法满足信息化发展的要求。为保障信息系统和网络的安全稳定运行，迫切需要根据医院信息系统和网络的实际环境和应用特点，建立了一套实用的网络监控系统。

4 系统的实现

4.1 设计思路

在研究医院服务器及网络性能管理优化方案的基础上，确定信息系统性能主要监控指标，搭建适合医院信息系统的监控体系，通过对国内外网络性能监控系统的研究和分析，以CACTI作为监控管理端，建立适合医院复杂网络环境的监控系统，探索数据采集的关键技术，设计数据采集流程，在医院多厂商设备、多系统平台、网络结构复杂的网络环境中，实现系统多层次多粒度、灵活多样的监控策略。

4.2 实施方法

4.2.1 制定总体方案

本发明提出以开发软件为基础的医院信息系统和网络运行监测系统的设计思路，以缩短软件开发周期和节约开发陈本为目的，实现基于CACTI的信息系统和网络运行监测系统。首先对正常与异常情况下的信息系统和网络运行状态进行建模，寻找合适的性能指标以描述信息系统和网络的动态特性。在实现对不同信息系统和网络运行进行监控时，针对不同信息系统和网络性能指标进行分析与实验，建立分类模型与预测模型，然后将常误警概率检测器的思想引入其中［5］。最后把各种算法用于实测数据与实际系统中，并实现监控的实时性与可靠性。

4.2.2 技术路线

在研究基于SNMP协议的开源监测工具时，通过黑盒测试方法对各种工具进行分析比较，最终选用基于传统RRDTool开发的CACTI软件作为开发平台，使SNMP在系统监控问题中的应用更加有效［4］。在研究基于CACTI的系统监控时，一方面利用整体论的思想来分析服务器群和网络的关联性，避免单一考虑某个系统的局限性;另一方面利用差异分析法针对不同系统不同性能指标的特点，构造适合各个信息系统的监控机制，从而提高监控效率。

4.2.3 集成监控的实现方法

根据设定的医院信息系统自身特点进行监控平台的设计，对不同操作系统平台的数据库、网络交换设备、服务器进行监控，消除技术孤岛;根据医院工作特点及服务器个性化特征，研究针对性的、多样化的性能指标，搭建基于指标综合性能评判标准的监控系统;针对不同的信息系统，建立不同的性能基线，利用基于历史方案的知识库对被监管的系统做出有针对性的管理与调控。

4.2.4 智能监控平台的搭建

根据平台的设计，由医院信息系统的监控部署和监控对象的功能完成实现信息系统智能监控平台(见图1)。一是监控服务器及网络波动，预测潜在风险;开发发布预警信息的多种平台，探索邮件、短信和手机客户端推送信息的技术方法;建立网络气象图。二是考虑基于不同性能指标对整体性能影响的程度，为各个指标赋予不同的权值进行计算，使医院信息系统的评判与度量更加智能化、精确化;智能排查故障，研究监控系统的智能化管理与调度方案，使监控系统可以基于判断出的系统实时性能状况，智能化地排查安全隐患。

5 结论

5.1 在监控对象方面，为医院信息系统监控提供新的方案架构

和以往监控对象不同的是，针对医院信息系统性能特点在实验验证、对比分析的基础上，探索适应医疗行业信息系统的监控原理，优化医院服务器及网络监控方案，设计开发符合医疗行业特点的软件系统，建立可用于监控信息系统和网络模型的平台，并以具有代表性的医院信息系统HIS、LIS、PACS等真实系统环境为例，在该平台上测试已知的若干性能监控机制。

5.2 在监控机制方面，为建立医院信息系统提供新的整体解决机制

克服当前监控软件性能单一，容易造成信息孤岛的问题，集成不同操作系统平台的数据库、网络交换设备、服务器，探索不同操作系统平台的数据库、网络交换设备、服务器的监控机制，消除技术孤岛，开发可供医疗系统共享的系统智能监控体系。

5.3 在信息系统管理决策支持方面，提供基于历史数据的知识库

可视化看板实时动态反馈监控，将大系统控制理论引入复杂多节点和多自治系统计算机网络系统的控制和性能分析，采用多目标决策的方法动态地对信息系统和网络进行管理和控制，以求获得最佳的网络综合性能。

5.4 在信息资源调度方面，提供医院大型信息系统资源的优化分配新途径

医院整体信息系统的管理与控制本质上是一个基于分布式的管理系统，传统的基于孤立结点的控制方法难以保证信息系统资源的优化利用。本发明旨在利用大系统理论的分析方法，研究如何对大型网络进行层次分割，在分布管理的环境下，采用分解协调的方法，对网络带宽动态分配和流量控制等进行计算，实现对大型网络资源的优化分配。

［1］储久良，吴许俊，张晓群，等．基于Cacti的校园网络气象图技术的研究与实现［J］．计算机技术与发展，2010，(04)．

［2］黄明辉．基于SNMP的网络故障管理系统的设计与实现［J］．辽宁大学学报 (自然科学版)，2012，(03)．

［3］严斌宇，刘方圆，吴少华．基于SNMP的网络管理软件的设计与实现 ［J］．计算机与数字工程，2012，(04)．

［4］张光勇．基于Cacti和Nagios的校园网监控系统研究［J］．科技创新与应用，2013，(04)．

［5］蔡洪民，钟隆著．基于统计的校园网异常流量检测系统设计与实现［J］．计算机安全，2014，(07)．

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2015-01-08