浅谈模块化数据中心在医院的建设

张尧 王玮 朱登浩 新疆维吾尔自治区人民医院

浅谈模块化数据中心在医院的建设

张尧 王玮 朱登浩 新疆维吾尔自治区人民医院

随着信息技术在医院的广泛应用，医院信息系统的常态运行和医疗数据资源的存档、利用和开发对医院发展起着非常重要的作用。但随着医院信息化建设的快速发展，原有机房已不能满足未来的云计算、云储存、虚拟化、刀片式服务器等快速部署、高密低耗、灵活扩展、运行成本低等需求，因此作为医院信息系统模块化数据中心的建设就显得尤为重要。

模块化数据中心 建设

模块化数据中心是集配电、机柜、监控、制冷、消防、综合布线等系统于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成。使模块化数据中心实现智能、高效的运行，从而降低运营费用。

模块化数据中心是数据信息交换、存储和计算的机房，它应具备丰富的宽带资源、安全可靠的设施、高水准的网络管理和完善的潜能服务。结合我院设施现状和需求，对模块化数据机房建设进行了以下总体构架思路：

①模块化数据中心应满足安全可靠性、可扩展性、标准化、智能化和可管理性。

②适应任何房间改建为模块化数据中心。可安装在楼宇水泥地面，集成紧凑，减少使用面积，减少外配套工程。

③集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、智能监控系统和布线系统等。须安装周期快，维护简单，模块化设计，现场组合安装。

④使用风冷行级空调，采用双排密封冷通道，末端与负载机柜并排安装。

⑤柜位数双排部署可扩容到48个，单模块最大可适配200KVA模块化UPS，可集成IT机柜、精密配电柜、UPS、蓄电池柜、精密空调于单一模块内。

⑥综合布线柜可配置7kW PDU。综合布线柜可支持288根网线或288根光纤。

在遵循以上基本的设计原则同时，为实现这个易安装易维护易管理高效率低能耗的系统健康良性运行，模块化数据中心各主要子系统在建设施工过程中还应考虑及注意以下一系列细节问题：

1 双排密封冷通道

双排密封冷通道由天窗、端门与机柜连接组合而成。密封冷通道的天窗采用平顶结构，由两块侧板、一块顶板、一块旋转天窗组成。旋转天窗通过电磁锁与顶板连接，工作状态下旋转天窗处于水平状态，消防状态下电磁锁通电打开，旋转天窗在重力作用下自动打开，保证灭火气体进入密封冷通道内。双排密封冷通道的端门有推拉门和双开门两种形式。本次采用双开门，可扩容门禁。双开门整体与机柜通过螺钉联接，可以保证密封冷通道系统的独立性。门板下部安装密封毛刷，可以提高模块的密闭性，双开门采用外开方式，开门角度110°，门板中间镶嵌钢化玻璃，钢化玻璃透透光率98%，保证通道的可视性。

2 供配电系统

电气工程是整个模块化数据中心的基础系统工程，其供配电系统的可靠性要求极高。供配电系统的安全性、可靠性、可维护性和在线扩展性是模块化数据中心的重点。计算机系统和通讯系统配电都必须经过UPS电源。配电线缆、配电柜及相应的电路，都以满足用电峰值为其设计负荷。强弱电分离，机房的强电和弱电线缆应分别走各自线槽。计算机供电电源质量根据国标GB50174-2008中标准要求，稳态电压偏移范围380V/220V±3%，稳态频率偏移范围为50Hz±0.5，输入电压波形失真度不大于5%，允许断电持续时间为0-4ms，不间断电源系统输入端THDI含量小于15%，模块化数据中心供电电源采用市电，由市电引入双回路电源，两路电源进线互为备用。在供电系统中，通过UPS为IT设备提供可靠的应急电源。根据支持Tier2、Tier3、Tier4的需求，UPS支持N、N+1、2N冗余。为了后续扩容方便，UPS选用高频模块化UPS，40KVA一个模块。为后续业务扩展需求，最大可扩容到200KVA。

3 制冷系统

模块化数据中心配备2台NetCol5000-A风冷行级精密空调。NetCol5000-A风冷行级精密空调采用直流变频模式，制冷量无极调节，IPLV高达4.0。EC风机可无级调速，精确匹配服务器风量要求，比AC风机节能30%。由于是直流变频，启动电流少于额定电流，减少对电网的冲击。并可视化群控组网，实现对空调备用容量和能耗的精密控制。

4 智能监控系统

智能监控系统采用NetEco数据机房管理系统，实现对数据机房基础设施层的动力、环境、视频、门禁等设备的实时数据、设备状态、告警等的管理。NetEco提供标准的平台，可灵活配置、柔性扩容、分层级管理，适应模块化数据中心。NetEco具有良好的可视化界面，根据实际需求可提供全面的管理功能。主要可以监控以下范围的设备：动力设备、环境设备、视频设备、门禁设备等。

NetEco可以向第三方网管系统提供SNMP形式的接口，以满足与第三方系统的信息交互。系统提供多协议扩展机制，满足不同设备的接入。NetEco架构包括软件架构，硬件架构、外部接口和传输协议。NetEco系统为B/S架构，运行在服务器端，支持多用户浏览窗口，系统升级或维护时只需更新服务器端软件即可。NetEco系统的硬件运用采集器，提供包括智能配电、节能、智能温控、安全、监控及远程管理等关键特性，对外提供北向接口。采集器为标准1U盒子，可安装在标准19英寸机柜内。NetEco系统的外部接口包括北向第三方网管访问接口、南向产品设备访问和第三方服务集成接口。NetEco系统支持目前Modbus、SNMP和电总协议，实现对底层设备的接入。同时可对外提供各种通讯协议和接口，实现与第三方系统的对接。

5 消防系统

模块化数据中心的密闭通道内安装有感烟探测器、感温探测器，模块入口上方面板安装声光报警器，一旦有告警信号产生，信号将上报至数据机房的消防系统，同时发出声光告警。当天窗控制器接收到模块内烟感或温感探测信号时自动开启天窗，利用机房消防系统实现探测及灭火，并将告警信号上传至模块智能监控系统。

机房灭火系统采用七氟丙烷管网灭火，烟感和温感探头分层监控。根据国家规范设置温感探测器、烟感探测器，机房入口处设置放气指示灯、紧急启停按钮。气体消防联动系统可自动和手动启动气体灭火，机房入口上方设置放气指示灯，气体灭火系统喷放时，放气指示灯点亮提醒人员放气勿入。机房内外均设置声光报警器，机房气体灭火喷放前发出声光报警提醒人员疏散。非消防电源的切断采用总线制模块联动，发生火灾时由火灾报警控制器发出信号联动切断。

6 综合布线系统

模块化数据中心利用走线槽实现电缆和信号线，强电和弱电分层管理。在每个机柜顶部中间有走线孔，方便线缆连接至机柜中。走线槽可实现长度方向的扩容，且在相交时分上下两个通道走线，实现电源线和信号线的分层管理；红色标签线槽走强电，蓝色标签线槽走弱电。在天窗的结合部有线缆绑扎孔，方便线缆的绑扎。

7 防雷系统

模块化数据中心按二类建筑物防雷等级设计，采用联合接地，模块化数据中心接地与医技楼联合接地网连接，接地电阻小于1欧姆。建立三级防雷系统，以防浪涌、间接和直接雷击，确保模块化数据中心的安全。

医院模块化数据中心设计和建设是一门复杂、技术要求高而且涉及面比较广泛的综合性工程，在对医院模块化数据中心工程建设时要进行精密的设计，精心的准备和安排，高质量的安装，提高网络设备的运行安全和效率，减少故障的发生，避免因为设备损坏等而带来应用的风险，确保模块化数据中心能够发挥出其所具备的功能。

[1]戴建华.网络中心机房建设的若干关键问题研究[J].中小企业管理与科技2011（16）245-246

[2]梁显宏.当前试论网络中心机房建设的一些重要问题[J].计算机光盘软件与应用2012（16）87-88