智慧物联动环监控平台及智能...以广州市番禺区中心医院为例_苏榕彬.pdf

2023年9期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application智慧物联动环监控平台及智能 PDU 深度开发在医疗混合云数据中心的创新应用以广州市番禺区中心医院为例苏榕彬1，赵伍杰2，何耀德1，黄幸青1*，陈燕燕3，韦滨3，雷前4（1.广州市番禺区中心医院信息科，广州 511400；2.广州慧云网络科技有限公司，广州 510800；3.中国电信股份有限公司广州分公司，广州 510620；4.中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083）长期运维经验发现，动力环境发生异常情况后，能够通过信息中心机房及各楼层的接入间多监控单元的动环监控平台实现告警信息，透过网络邮件、微信和手机短信等多种方式不间断自动远程报警、通报、记录和管理，可提高运维设备长期运行的安全可靠性1。同时，如何做到针对日常动力环境监控系统管理全天候的724 h 实时化、无人参与智能化和数据信息网络化，实现方便、快捷、安全、可靠、实时、准确和无人值守动态集中监控管理，一直是用户的急切追求2。物联网技术在不断发展，已经被广泛地运用在各个领域中，特别在医疗卫生行业，其技术应用逐渐影响着医院管理模式与方法，并对于促进医院数字化、智能化发展体现出一定的积极意义。现阶段医院已实现信息系统应用数据共享、业务协同和医疗智能化，具有高度现代化的数据中心机房。随着信息智能化模块业务的快速推进和发展，医院机房和接入间的配套设备日益增多，信息系统运行环境安全就变得尤为重要。如果运维和应用设备等出现了故障，将会影响整个管理系第一作者简介：苏榕彬（1983-），男，高级网络规划设计师。研究方向为医院信息系统安全管理。*通信作者：黄幸青（1964-），男，主任医师，高级经济师，院长助理。研究方向为医院信息化建设规划与设计。摘要：该文针对医院数据信息量大、管控难度大及运维时效高等特点，系统介绍通过智慧物联动环监控平台部署接入间监控单元对用户监控场所消防、漏水和供配电空开等信息点进行实时监控，深度开发定制化智能 PDU 等直接接入中心机房的动环监控平台，实现机柜的温度、湿度和能耗的监控，集成机柜的门禁控制等。该技术已在广州市番禺区中心医院医疗云数据中心机房稳定运行，并将在二期工程中扩展到楼层接入间应用，同时计划将医院现有市电监控系统接入中心机房动环监控平台，为后续节能降耗分析及运营奠定基础。关键词：智能；动环；监控平台；智能电源分配单元；医疗混合云中图分类号：TN8文献标志码：A文章编号：2095-2945（2023）09-0028-04Abstract:In view of the characteristics of large amount of data and information in the hospital,difficulty in management andcontrol,and high timeliness of operation and maintenance,this paper systematically introduces the real-time monitoring of fireprotection,water leakage,power supply and distribution and other information points in the user monitoring place by deploying theaccess room monitoring unit through the smartlinkage ring monitoring platform,and deeply developing the dynamic ring monitoringplatform directly connected to the central computer room,such as customized intelligent PDU,to realize the monitoring oftemperature,humidity and energy consumption of the cabinet.Integrated access control of the cabinet and so on.The technologyhas been used in the stable operation of the computer room of the Medical Cloud data Center of the Central Hospital of PanyuDistrict,Guangzhou,and will be extended to the application of the floor access room in the second phase of the project.At thesame time,it is planned to connect the hospitals existing municipal power monitoring system to the dynamic ring monitoringplatform of the central computer room,so as to lay a foundation for follow-up energy saving analysis and operation.Keywords:intelligence;moving ring;monitoring platform;intelligent power distribution unit;medical hybrid cloudDOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.09.00728-众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年9期统的安全运行，对数据传输、数据存储及系统高效运行的安全可靠性构成了严重的威胁，如果不能及时进行处理，轻则可能损坏现有硬件设备，严重时则会造成全面瘫痪等难于预计的后果。如何保障机房重要设备的正常运行，有效延长现有设备的生命周期，降低设备的故障率，快速响应突发事故或者发现定位设备故障是医院信息化建设工作中的基础保障工作。计算机服务器的可靠运行主要是依靠当前数据中心机房、接入间和配电间等严格的基础环境条件要求来保证，特别是对工作环境的振动干扰、温度、湿度、酸碱度、PM2.5和洁净度的要求；对动力电源的电压、频率、稳定性及停电后的备用电源可供电时间的要求；对设备用机房内各种设备的电磁屏蔽、雷电干扰的要求;对机房内各设备的空间摆放、消防设施的要求；对机房内各设备的网络实时监控系统和进出人员动态实时管理的要求。1本地网现状分析广州市番禺区中心医院是一所集医疗、教学、科研、预防、康复、急救和健教于一体的现代化大型综合三级甲等医院，是番禺区规模最大、技术力量最雄厚和服务水平最高的政府公立医疗机构，在番禺区卫生系统中起到主导作用，现已搭建了“1+X 区域医疗混合云平台”，并在医院内部署了双活医疗云数据中心机房本地节点。随着医院的不断现代化，关键信息基础设施的管理不能满足当前网络安全高要求的管理需求。因此，需要结合先进性、扩展性、管理性和安全性等特点，从实际需求出发，建设满足当前应用系统和未来若干年内系统扩展的基础设施监控平台，从而满足医院众多、复杂和高效业务应用需要。传统的人工常规性的动环设备巡检、维护存在如下缺点及隐患。1）医疗混合云数据中心机房及各楼层的接入间多监控单元设备出现故障无法第一时间了解问题，导致突发事故通知不及时。尤其是夜间，如果发生机房盗窃、火灾等问题就会带来不可估量的财产损失及相关安全责任牵连3。2）检查不全面或技术经验不到位，检查人员并不能对机房及接入间的每个设备状态、细节参数进行监测，所以有些设备出现故障难以寻找出真正原因，导致问题反反复复，对于一些 UPS（不间断电源）、蓄电池、精密空调和门禁等无法实现更精细的设备管理及全生命周期记录。3）由于服务区域分布广，接入间数量多，机房使用人工 24 h 值守管理强度大，需要的人力资源多，支出成本高，效率效益低下。4）人工巡查速度慢，耗时久，巡检间隔周期长，巡查不全面，设备、环境的隐患不能实时了解。5）不能远程控制设备，当出现室温升高等环境问题时需要到现场处理。设备的管理不能及时联动起来，造成资源浪费，处理滞后，难以实现“双碳”目标。2智慧物联动环监控平台方案为了全面实现中心医院智能信息化管理，通过在中心机房设计和实施了一套智能动环系统，对现场监控点的各种运维设备设施实现了全方位全天候的统一集中监控管理，通过定制化的实时监控界面，能及时发现异常情况或故障即可快速通过网络邮件、微信、现场声光、手机短信和有线电话等方式实现自动远程报警和通报，从而确保机房设备及管理系统的安全可靠连续运行，进而真正做到医院动力环境监控系统管理的全天候的 724 h 实时化、无人参与智能化和数据信息网络化，实现医院的方便、快捷、准确、安全、可靠、长寿命和无人值守的集中监控管理4。2.1智能动环系统设计思路该智能动环系统主要基于以下设计思路。1）针对中心机房及各楼层的接入间多监控单元，搭建两级监控，构建高效稳健的集中监控管理系统。集中监控中心是整个智能动环系统的集中管理平台。通过对不同层级管理员可以进行权限设置和管理，针对不同级别故障等级进行定义、甑别和分类，对每一个监控设备进行远程监测、控制和自检5。2）楼层接入间的现场监控单元是整个智能动环系统的基本组成部分。其主要功能是对上要向集中监控中心定期及时发送数据信息，对下则是要直接与监控设备进行物联网连接6。现场监控设备单元将本站点内各设备的供电状态、环境状态、安防状态及安全运行时间等相关数据定期上传到监控主机，再由监控主机及时上传到集中监控中心，实现统一监控和管理，从而提高整个智能动环监控系统的即时性、安全性和可靠性。由于采用的是分布式架构，其运行更及时、更稳定和更可靠。2.2智能动环监控硬件模块通过技术功能分析，智慧动环监控平台由总/分硬件松耦合架构及监控采集模块，以及软件模块化设计29-2023年9期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application架构及功能模块组成。智慧动环监控平台的总/分硬件松耦合架构及监控采集模块主要包括以下几个部分。1）温湿度监控：通过采用总线式的温湿度多功能变送器，其传感器可以把实时检测的现场温湿度转换成精确的数字信号，保证了温湿度检测结果传输和管理的准确性。通过在数据中心机房加装温湿度变送器及机柜温度探针，采集现场局部及重要机柜的实时温湿度，便于智能动环监控系统管理员及时了解监控场所的即时温湿度值，从而通过相应地调节送风口的开放位置、数量及通风力度，必要时可设定空调运行温湿度值（温度 1827 C、相对湿度不大于 60%），使得各监控点的温湿度趋于合理7。2）漏水监控：实现监控区域的漏水监控，监控现场通过漏水控制器、漏水感应绳、固定胶贴、引出线和电源等，采用耐腐蚀、高强度和高敏感的感应绳，一旦遇到液体泄漏，即会接触到漏水绳发生变化，其控制器就会将告警信号即时传输至监控主机。主机则会第一时间报警和提醒相关人员及时赶到准确现场，排除故障和恢复运行。3）UPS 监控：通过机房内的智能设备监控器，对UPS 备用电源内部的电压、电流、逆变器、电池、频率、功率、内部整流器、旁路和负载等各部件的运行状态进行实时监视。将采集到的数据传输至监控管理主机和监控中心系统，监控中心系统则可全面检查 UPS 的运行状况。4）蓄电池组监测：针对蓄电池组在线监测，实现对电池组中的组电压、组电流、总电流和总电压等参数进行数据采集和上传，从而让管理人员可以实时掌握各电池组的工作状态，能准确地把电池组的潜在危险排除在发生前，从而有效保证不间断电源系统