医院信息系统机房高可用性改造心得体会
北京协和医院孟晓阳
有调查显示，在IT系统的故障中，应用系统BUG造成的软件死机和IT基础设施问题导致的系统宕机大概是各占一半。如果说医院信息系统的软件故障是由于医院业务复杂，需求多变，流程各异等客观因素造成的，难于避免。那么由于基础设施导致的系统宕机是完全可以通过完善硬件环境和加强管理来避免的。
笔者近期刚刚负责了一个机房高可用性改造的项目，将其中的经验方法、心得体会总结整理，与大家分享。
1 医院信息系统机房分级和性能要求。
在《GB50174-2008 电子信息系统机房设计规范》中，已明确将三级医院的电子信息系统机房定义为B级，即此类机房故障将导致较大的经济损失和公共场所秩序的混乱。这是因为当前医院的整个医疗流程已经完全依赖于医院信息系统，一旦由于机房空调宕机、UPS损坏导致信息系统瘫痪，必将导致就诊秩序的混乱。
由此可见，机房的重要程度是由其可能造成的社会和经济影响决定的，保障机房的高可用性就是保障业务的连续性。就医院而言，与门诊挂号、收费、取药等业务流程相关的服务器机房、网络机房，是整个医院信息系统机房高可用性改造的重中之重。
保障高可用性的基本原则简单来说就是N+1冗余备份。无论是空调，还是UPS，或是网络设备，都应保证有一台冗余，当有一台设备宕机的时候，不影响信息系统的运转。
当然，高可用性不意味着不需检修的连续运转，参照国际标准TIA-942，电子信息系统B级的可用性要求为99.75%。进行定期的计划停机检修，可以在有准备的情况下应对系统可能出现的风险，在很大程度上避免意外宕机事故的发生。
2机房的选址、被选址。
信息系统机房的选址应从设备运输、管线敷设、雷电感应、结构荷载、空调外机这五方面综合考虑，最佳位置是高层建筑的
2、3层或是裙楼的中间层。不过现实情况是，医院在楼宇建设时首先会考虑医疗用房，之后才会考虑机房这样的辅助设施，因此，医院信息系统机房的位置通常都是被选址的，最好的楼层都是医疗用房，机房通常会被安排在顶层或地下。
既然被选址难以避免，以下两点就更应注意：
1）办公空间不能直接拿来用作机房。特别是改造项目，通常办公楼的设计承重只有200~250kg/m2，而信息系统机房荷载要求为800kg/m2,更应注意的是，增加荷载的不仅仅是机房本身，自此机房以下的建筑都需要加固。原则上，对建筑用途的改变要有原设计单位或与原设计单位资质相当的公司来设计的，千万不可大意，曾有过因结构荷载太大，造成楼板开裂，机房报废的事例。
2）别忽视空调室外机的安装。机房选址时要特别考虑空调室外机的安装。许多大楼从美观考虑，不允许空调室外机外挂在外立面上，而对于绝大多数空调，室外机安装要求向上不超过20米，向下3~5米，越远效能越差。如果没有合适的室外机摆放位置，搞不好会让机房建设项目小河沟里翻船。以我院为例，信息系统核心机房位于4层，楼高9层，原有通讯空调室外机放置在设备层外突部分上，不但地方局促，噪音扰邻，清洁维护也不方便。改造后换成了精密空调，室外机体积更大，只能放置于楼顶，这样管线需要从4层走到9层，垂直距离19米，已接近空调室外机安装的极限。
3为什么要用精密空调？
精密空调较之普通空调，不仅仅是增加了湿度控制这么简单。
环境热负荷包含显热和潜热两个独立的部分。显热是指机房中电子设备产生的热量；潜热与空气中水分的增大或减小有关。空调的总制冷能力=显热负荷+潜热负荷。数据显示，在一般的办公环境中显热约占总热负荷的65%左右，而在信息系统机房中，环境中显热比高达90%。因此，精密空调在设计上就是更大比例的去除显热设计的，能效比更高。
技术上讲，精密空调与普通空调最大的不同在于“大风量、小焓值”。精密空调出风温度一般在15度左右，与环境温度差别不大，可以避免结露；而风量大可以保证在地板下形成恒压箱，使远端和近段的出风口保持一致的风量。而普通空调的出风温度可达4~5度，甚至更低，更由于没有湿度控制，很容易在某些位置形成结露，造成设备短路。
另外，顾名思义，精密空调可以更精确的控制环境的温度和湿度。而且精密空调是按照全年365天不间断运行设计的，可靠性要远远高于普通空调，普通空调的设计运行时间通常不超过1200小时/年。
简单的说就是，精密空调是为机器设计的，而普通舒适性空调是为人设计的，在信息系统机房更适用精密空调。虽然精密空调的初期投资较大，但综合考虑维护保养和用电费用，在空调整个生命周期内，精密空调的综合成本比普通空调还要低。
4别让配线间成了短板。
医院信息系统能够正常运行，仅仅保障数据中心和服务器是远远不够的。这依赖于从客户端接入网络，经过一个个配线间再到数据中心及服务器的整个IT基础设施环境。任何一个环节出现问题，都会导致软件无法运行。抛开客户端PC机的单点故障不谈，最可能导致大面积系统宕机的，就是网络问题了。以门诊为例，为了方便病人就医，医院通常会把收费处、挂号处、药房集中在一起，这样一旦该楼层配线间的网络设备出现问题，也会导致整个门诊系统的瘫痪。
因此，务必切实保障配线间的建设，别让配线间成了整个IT系统的短板。 在《GB50311-2007 综合布线系统工程设计规范》中，配线间的标准称谓叫电信间，其主要设计要求有：
按不超过400个信息点，配两个42U机柜计算，面积不应小于5平米。 温湿度要求按设备要求提出，一般要求为：温度10~35度/湿度20%~80%。 除此之外，为保障网络设备的不间断运行，UPS也是必备的设备，满负荷延时半小时，足够配电切换即可。
实践中，我们发现，在每个配线间安装一个基于网络温湿度探测器，周期（如5分钟）采样数据，结合短信报警，可以达到一举多得的效果。
场景一：空调系统发生故障时，温度会逐渐升高，产生报警事件。 场景二：当网络设备故障时，轮询采样不成功，也会产生报警事件。 场景三：当有消防事件时，温度迅速升高，温湿度传感器甚至比烟感设备还要早发出报警消息。 场景四：如果配电出现问题，网络设备断电，也会采样不成功报警。 如果再安装一个监控探头，每个配线间的硬件投入不超过3000元，这样对温湿度、空调、配电、消防都有了一个基本的实时监控。
总而言之，机房配线间是IT设备运行的外围环境，保障机房环境就是保障IT设备的正常运转，从而保障医疗业务的连续性。我院实施机房高可用性改造之后，再未出现过由于IT基础设施引发的信息系统意外。整个医院信息系统的可靠性得到了显著的提升。
