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编号:11271216
医院网络系统升级改造的分析与设计
http://www.100md.com 2006年8月1日 杨志强 李会通
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    参见附件(420KB,3页)。

     【中图分类号】 R197 324 【文献标识码】 B 【文章编号】1185-1672(2006)-08-0699-03

    摘要 医院信息管理系统是采用计算机及网络技术从现代医学管理学的高度,对医院管理模式进行探索和改革,由经验型管理向科学型管理转化,替代重复性的繁重的脑力劳动,使管理更趋于规范化、更具有科学性。医院管理信息化建设的过程是一个不断发展和需要逐步完善的过程。北京市第六医院从1996年使用到现在,取得了一定的社会效益和经济效益,增强了管理水平。随着医院的发展,原系统在各个方面均已不能满足实际工作和发展的需要,需要进行升级改造,经过深入的问题总结与分析,设计出一套较为高效可靠的网络解决方案。

    关键词 医院;网络;改造;设计

    1 绪论

    数字化医院是医院发展的必然趋势,它是在数字医疗设备、计算机网络平台和医院业务软件的基础上,对患者的治疗数据进行采集、存储、传输和处理,以达到在全院范围内的全数字化流程的医院。它的发展过程分为两个阶段,第一阶段,主要是财物的管理,如财务、收费、药品管理等;第二阶段,也是医院最迫切的面对临床的信息化,诸如PACS、LIS、手麻系统等。

    我院是一家拥有床位500多张,集医、教、研于一体的综合性医院。信息化、数字化建设已经初具规模,各业务子系统已多达二十多个,涵盖医院的各主要业务,已经接近或初步达到数字化医院的第二阶段。

    随着电子病历、合理用药、网络终端智能管理等系统的应用,整个系统不堪重负,运行缓慢,经常可以听到医生护士抱怨系统太慢,经常掉网,影响其工作效率。究其原因,主要是因为网络带宽低、硬件老旧、用户增长快,布线层次过深、服务器老化,存储设备容量低,应用软件多,执行效率低下等多方面,但如果各系统同时升级改造,难度大、任务重、资金压力大,影响医院正常业务,不可确定因素增多,风险很大。因此,我们根据医院情况,选择影响系统性能最突出的瓶颈——网络系统,作为整个系统升级改造的第一步,集中力量,逐个突破。网络系统是医院信息系统的“血管”,“血管”的畅通与否直接影响到各个功能“器官”的工作[1]

    2 网络现状及突出问题

    我院的网络建设源于96年的住院结算系统的建立,当时只有十几个点,受当时网络技术发展水平的限制,网络结构采用了10M共享式结构。后因HIS系统扩展,2001年网络系统升级为100M光纤主干,10/100M双绞线到桌面的交换网络,以信息中心核心网络设备为中心星型辐射到各楼宇的十几个网络设备,目前每个配线柜的信息点直接压接成RJ45接驱到网络设备上,用户数量达到近百个。

    经过几年的发展,用户数量激增到两百,业务系统增多,网络数据流量巨大,传输速度慢,系统响应迟缓,现有带宽已不能满足医院的需要。

    造成网络迟缓的另一个原因是,这几年应用户增加的要求,网络节点不断增加,为节省成本,布线多由信息中心自己实施,受技术水平和物理空间的限制,网络结构不断被改变,原两层的扁平化结构不断向纵深发展,造成多级连接,有的地方多达5级,极大的影响网络传播速度。同时,使接驱在一条链路上用户多达几十个,一旦低层线路故障,几十个终端无法使用,可靠性下降。部分接入设备为老旧的HUB。个别地方端口不够用时,就用小HUB扩展,造成广播包增多,网络速度缓慢。

    其它问题还有如没有使用配线架,临时线路增多,造成网络管理困难,增加故障发生机率;线路标签不清或褪色脱落,无完整网络拓扑图,检查排除故障困难;个别线路与电力电缆或其他干扰源过近,影响线路传输速率;墙壁到桌面的跳线为自行压制,可靠性差等等。

    3 典型业务的特点分析

    我院每天的门诊量较大,一般在1000人以上,有时多达几千人,又有500多床位,HIS系统每天对后台数据库的调用非常频繁,会产生很大的数据流量,如果网络出了问题,导致无法正常收费和医疗业务,将会造成严重的后果,而且,因此对网络的访问性能和可靠性有很高的要求。

    3 1 门诊系统 门诊业务是医院直接面对患者,提供服务的窗口,具有非常重要的地位和自己的特点,焦急的病人无法忍受长时间的等待和排队,也是发生医患纠纷最多的地方。业务重要集中在上午,具有业务集中,并发性、实时性强的特点,因此门诊业务对网络提出了高可靠性,高带宽、高时效的特点。

    3 2 急诊系统 急诊业务不同于门诊的是全天24小时随时发生,突发性强,要求系统稳定可靠。住院系统:住院业务是另一个主要组成部分,直接关系到患者的生命安全,也是医院经济收入的主要来源,各种数据不但重要,而且量很大。一般医生上午开医嘱,下午写电子病历,夜间业务少,但也很重要,多为急救等特殊业务。要求网络高可靠性,安全存储。

    3 3 PACS系统 PACS主要完成各种医学影像的采集、存储、传输和处理,并在全院范围内共享,因此具有存储量大、瞬间传输数据多的特点,要求高带宽、高吞吐量。

    3 4 LIS系统 主要完成对检验设备数据的采集、存储、传输和处理,实时性要求较高。

    4 制定设计原则

    根据院领导的要求,我们协同设备供应商、集成商的工程师,共同制定了设计原则。

    4 1 高可靠性 网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证,必须满足7*24*365连续运行的要求,在网络设计中选用高可靠性的网络产品,合理设计网络架构,制订可靠的网络备份策略,保证网络具有故障自愈的能力,最大限度地支持医院各业务系统的正常运行。

    4 2 高性能 设计中必须保障网络及设备的高吞吐能力,保证各种信息的高质量传输,使网络不在成为业务系统开展的瓶颈。

    4 3 先进实用 把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来,充分考虑医院网络现状以及未来技术和业务的发展趋势。

    4 4 灵活可扩展 根据未来业务的增长变化,网络可以平滑地扩展和升级,最大程度的减少网络结构和设备的调整。

    4 5 可管理性 对网络实行集中检测、分权管理,并统一分配带宽资源。选用先进的网络管理平台,具有对设备、端口等的管理、流量统计分析及故障自动报警功能。

    4 6 标准开发 支持国际上通用标准的网络协议,为将来网络的扩展、与外网的平滑互通提供保障。

    4 7 安全性 制定统一的网络安全策略,整体考虑平台的安全性。有效防止网络的非法访问,病毒攻击,保护数据不被非法窃取、篡改和破坏。

    4 8 保护现有投资 在保证网络整体性能的前提下,充分利用现有的网络设备及资源。

    5 方案设计

    在方案设计中,通过为典型业务的充分了解和根据设计原则,重点考虑网络的高可靠,高性性能,高安全的设计,网络结构如图1。

    图1 网络结构

    5 1 布线设计 我们将网络结构划分为核心层和网络层,网络设计以星形扩散。核心层采用万兆多模光缆,网络层采用超五类双绞线接入到桌面。信息中心配有相关的网络设备柜,容放中心交换机、光缆管理器,线缆管理器等设备,接入配线柜增设线缆管理器,并留有冗余量。

    关键应用连接跳线采用原装连接线缆,加强系统的可靠和稳定性。消除网络设备的多级串联,使结构扁平化,减少故障的影响范围。彻底去除HUB等物理层设备,减少广播数据量。

    5 2 设备选择 核心交换机以两台华为公司的Quidway S6506路由交换机为业务系统核心交换机,满足大容量、高性能、高可靠、高安全及网络扩展的要求。核心交换机之间使用2GE高速链路互联,运行VRRP热备份路由协议,可以虚拟为一台路由设备,为接入用户提供网关的冗余,互为备份,保障核心节点的高可靠性。核心交换机之间采用千兆以太网技术互连,并可支持万兆升级,为数据报文提供无阻塞交换通道。

    核心交换机与服务器群之间通过一台S5024千兆交换机双归属连接,保证服务器高吞吐带宽和冗余性,保证业务无间断运行。

    核心交换机与接入交换机采用双链路连接,实现链路冗余;在各个楼层的接入配线柜,分别部署一组S3900可IRF堆叠交换机,通过多条千兆链路双归属连接到核心交换机S6506,提高网络的可靠性。

    5 3 网络管理 在信息中心部署QuidView网络管理软件,完成对网络设备和服务器的管理与监控;部署CAMS+Xlog完成流量的管理。

    5 4 安全设计 首先采用端点准入防御(EAD)解决方案,从网络用户终端准入控制入手,对接入网络的用户终端强制实施企业安全策略,严格控制终端用户的网络使用行为,保护网络安全。在数据中心与核心网络的边界处部署防火墙和IDS,提高数据中心的安全。

    5 5 投资保护 网络层尽量使用已有线路、配线柜,将现有高端设备用于网络层的用户接入。

    6 结束语

    我院此次网络系统升级改造,实现了质的飞跃,通信带宽得到提升,应用系统的速度和稳定性有了极大的提高,同时进一步促进了业务应用系统的普及推广,提高了各部门的工作效率,使医院的管理上了一个新的台阶。

    参考文献

    [1] 杨眉,李旭文,简卓为,等 医院信息管理系统的升级与改造 医学信息,2001,14(8):493-494

    (收稿日期 2006-05-18)(编辑 何 俐)

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