基于云计算的数字化医院建设模式的研究*

2014-02-08马锡坤王大勇韩雄陈一君薛以锋林亚忠

中国医学装备 2014年11期

马锡坤王大勇韩雄陈一君薛以锋林亚忠

基于云计算的数字化医院建设模式的研究*

马锡坤①王大勇②韩雄②陈一君③薛以锋④林亚忠⑤

目的：研究基于云计算的数字化医院建设新模式。方法：探讨云计算背景下的数据中心建设、桌面系统部署、应用模式转变、信息平台管理、人才队伍培养及其建设实施方法。结果：以云计算技术架构为核心思想，构建云计算信息基础平台、探索云计算信息应用模式、研究云计算信息管理方法、创新云计算信息服务机制，将使数字化医院建设走出困境，抢占制高点。结论：推行基于云计算的数字化医院建设，是卫生系统实现数字化医院建设转型转变的生动实践，将有效提升医院信息化内涵质量建设。

云计算；数字化医院；建设模式；转型转变；实施方法

云计算作为信息化建设的新理念、新技术、新模式，在发达国家已被确立为国家优先发展的战略。近几年，我国也相应制订了不同层次的云计算发展规划，并在金融、教育、制造及通信等行业中得到广泛推广与应用，纷纷建立了云计算产业园或云计算中心。云计算产业的发展以实践为着力点，从切合产业需求的角度将该新兴领域推动起来。面对国家卫生事业的发展，传统的数字化医院建设模式、应用模式和管理模式，已有许多地方不能适应新形势、新任务和新技术发展的要求。因此，云计算技术将可能作为当前实现数字化医院建设转型转变的重要途径[1]。

1 云计算技术

云计算将计算任务分布在大量的资源池上，使各种应用系统能够通过网络根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。所谓“云”，是提供资源的网络，是一些能自我管理和维护的虚拟计算资源。“云”中的资源对于使用者而言是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用[2]。云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现，是一种更加灵活、高效、低成本及节能的信息运作的全新方式。云计算的核心理念是资源池化，其关键技术有虚拟化、海量数据存储、海量数据管理及编程模型等方面。云计算技术架构体系可分为核心服务、服务管理及用户访问接口等3层[3]。核心服务层将硬件基础设施、软件运行环境及应用程序抽象成服务，这些服务具有可靠性强、可用性高及可伸缩性好等特点，满足数字化医院多样化应用需求；服务管理层为核心服务提供支持，进一步确保核心服务的可靠性、可用性与安全性；用户访问接口实现端到云的访问。云计算的出现打破了现有计算模式，已成为IT业一个新的发展趋势(如图1所示)。

2 数字化医院建设新模式

传统的医院信息化建设与云计算技术架构的建设模式相对照，问题越来越明显。数字化医院建设只有转型转变发展，才能适应国家卫生事业的发展，才能有力地响应国家医改政策，才能共享信息技术高速发展的成果。基于云计算的数字化医院建设是实现数字化医院转型转变发展的创新模式，将使数字化医院建设走出困境，抢占制高点[4]。

2.1 数据中心建设

医院数据中心主要包括服务器、存储系统、交换设备及安全平台等内容。以云计算技术架构为核心思想，使用“池”的概念，高度整合并充分利用医院信息资源，构建标准统一的虚拟计算池、虚拟存储池、虚拟网络池以及虚拟安全池等资源池，形成生产云、测试云、容灾云及安全云等功能云[5]。建立一个节能、环保、低碳、绿色的云计算技术架构的动态数据中心，打造平台整体部署，资源按需配置，系统安全保障的信息新环境，从而转变医院数据中心建设模式，实现数字化医院建设从传统粗放型向现代集约型投入转变；从烟囱式向虚拟化应用部署转型，以提升信息化建设质量水平，提高信息设备利用率和信息系统安全性，发挥信息资源的最大效能，全面解决服务器利用率低、系统运行可用性不高、数据存放较为分散以及数据保护可靠性差等传统数据中心存在的问题，为数字化医院建设奠定坚实的基础，其结构如图2所示。

图1 云计算技术架构体系框图

图2 云计算数据中心结构示意图

2.2 桌面系统部署

借助桌面虚拟化技术，通过桌面计算资源的集中化，构建虚拟桌面，部署桌面云，桌面云与传统模式数据交互的区别，降低桌面支持复杂度以及桌面支持成本，提升用户体验感受(如图3所示)[6]。

图3 桌面云与传统模式数据交互比较

在管理上实现“5A”特性的泛在信息服务，“5A”即Anyone、Anywhere、Anytime、Anydevice、Anything，意思为：被授权的任何人，在任何有网络的地方，在任何时间，使用任何终端设备，能够高效处理本工作岗位与信息相关的任何事务。云桌面系统能够实现以下具体目标：①使桌面的整体性能有较大的提升，远非独立的PC所及，满足特定应用系统的要求；②全面解决终端的可用性问题，虚拟桌面与瘦终端的统一管理与交付可有效推动终端管理的标准化，降低终端的故障率与病毒攻击的概率，实现节能减排，节约开支；③改变过去分散、独立的桌面系统环境。通过集中部署，在数据中心就可以完成所有的管理维护工作，快速、灵活部署应用系统；④完美支持移动办公和移动医疗，满足机关和临床实际工作的需要；⑤构成完整的容灾体系，所有的桌面数据都是集中存储在数据中心，让桌面系统融入整个容灾体系之中。

2.3 应用模式转变

云计算技术的应用就是要从根本上转变软件服务，开创一种崭新的信息应用模式，充分发挥云计算平台的虚拟化、云存储及分布式计算等优越性能，满足医疗信息特定的需求[7]。①转变数据存储模式，实现统一的存储。通过高性能、大容量云存储系统，满足不断增加的业务数据存储和管理服务，改变现有信息孤岛的局面，为区域间相关机构的医疗信息的集成共享打下基础，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变，提供数据访问服务[8]；②转变计算运行模式，实现分布式计算，通过云计算的分布式并行计算模式，实现巨量数据的即时计算，解决医疗信息化最后的瓶颈，为医疗数据提供了全新的应用模式，改变传统的医学影像系统架构，更能展现临床影像在电子病历中的重要性，更能支持远程医疗的应用[9-10]；③转变应用系统架构，实现云平台模式。医院开发和引进的软件系统的架构要适应云计算平台的技术要求，要在云计算平台下测试验证，以取得最佳性能。

2.4 信息平台管理

云计算平台具有很好的可服务性，其虚拟基础架构简化了管理，消除了运维管理的复杂性，降低了系统维护和管理的技术要求，使维护管理的难度和成本大大降低，减轻了医院信息技术人员工作压力，克服了人员紧张的问题，提高了运行维护的效率。依托云计算技术架构平台，从技术手段、规范管理着手，打破传统信息化建设运营管理模式，创新信息平台集中式管理、零宕机维护及快捷化响应的新方法，保障信息平台的可靠性和稳定性；建立“双活”的云计算数据中心容灾体系，保证业务系统的连续性；重塑数字化医院建设运维管理新机制，实现3种转型：①数字化医院建设从“重建设”到“重业务”的转型，改变“重建轻用”的局面，全面提升信息资源价值；②信息部门实现从“重技术”到“重管理”的转型，建立制度规定、监管措施和技术手段三位一体的管理机制，全面提升管理效率；③保障人员要实现从“重维护”到“重应用”的转型，使得工程技术人员有更多的时间研究应用系统，发挥应用系统应有的效能。

2.5 人才队伍培养

医院信息化30年的发展实践表明，人才是行业发展的关键要素，是推动信息技术创新的重要源泉，是行业持续发展的智力保障。正确分析人才队伍和人才工作的现状，采取切实可行的措施，加强人才队伍建设，成为今后的重要课题[11]。面对新的机遇与挑战，对人才队伍的数量和素质提出了更高的要求，要培养一支由引领信息化建设方向的复合型人才、掌握核心技术的专业化人才、解决具体问题的实用性人才等组成的人才队伍，其中复合型人才要有国际化视野和意识，具有创新的理念和发展的眼光，实现转型转变，以适应新形势、新任务和新技术发展的要求[12]。而当前面临长期固化的传统思维理念、传统建设模式、传统信息技术、传统架构体系及传统平台环境的挑战，因此，必须健全机制，加大组织力度，加强内涵建设，以人为本，深度挖潜，优势互补，充分调动智力资力资源，发挥人才的价值和作用，确保数字化医院高标准建设，高水平应用，高层次发展。

3 数字化医院建设实施方法

基于云计算的数字化医院建设技术性、专业性及整体性很强，短期经费投入大，建设周期长，将为医院信息化建设带来一场新的革命，是技术创新，更是模式创新，对于卫生信息化建设具有划时代的意义，前景光明，影响深远。同时，也面临着巨大的风险和挑战。因此，在建设实施过程中，要更新观念，合理规划，规避风险，安全迁移生产系统和数据，进行高效运维管理，保证平台安全稳定，确保云计算工程在医院顺利实施。

3.1 着眼需求制规划，确保云计算工程建设方向

基于云计算的数字化医院建设，是一个系统工程，涉及到医院的机房、服务器、存储、网络、数据库以及业务系统软件等内容[13]。而其中性能最低的节点将决定整个云计算平台的总体性能，因此，要特别注重顶层设计，做好整体规划，要认识到云计算数据中心整体规划的重要性，而不是简单的服务器虚以化；同时应走出必须选择小型机运行关键业务的认识误区，充分理解在云计算技术架构平台上运行关键应用是IT建设新起点。要紧跟云计算发展趋势，遵循数字化医院建设标准，对云计算技术进行深入研究和学习，结合医院实际，认真做好需求分析，探索和研究基于云计算的数字化医院建设方法，制定整体建设规划和具体的实施方案，并充分咨询论证，找出并消除整个方案中的短板和瓶颈，确保建设的正确方向。

3.2 注重环节抓落实，确保云计算工程建设质量

在平台搭建、软件部署及运维管理等各个环节，要加强标准化、规范化建设，严把质量关，确保云计算平台的高可用性和高稳定性。在实施过程中，首先要认真分析医院业务系统的类型、各业务所需的IO、CPU、内存和存储空间，并根据不同的业务特点，有针对性地进行资源配置，同时制定详细的迁移计划和回退策略，预估迁移中可能碰到的难题，提前做好应对策略；然后按照既定方案及操作手册逐项落实，同时严把网络、服务器及存储测试关，进行结果验证，确保工程建设质量[14]。云计算平台建成后，传统的运维管理方法、技术与工具已失去作用，因此，在云计算平台建设的同时，要注重这种新技术构架的管理，建立一套对云计算平台运行的性能、功能及状态进行监管防护的制度，培养一支在云计算条件下能发现问题、分析问题、解决问题的云计算平台运维队伍，从而保障平台高效运行长效化。

3.3 稳步推进讲实效，确保云计算工程建设安全

云计算将带来医院信息基础平台构架的颠覆性改变，工程建设涉及到医院所有的应用系统，特别是涉及医疗秩序与安全，由于医疗业务的特殊性，不能因为工程建设而打乱正常医疗工作秩序，因此要从实际出发，积极稳妥，讲求实效，确保工程建设有序展开、稳步推进。应采取“自下而上、先易后难、分步实施、突出安全”的方法，先搭建和割接最基础的网络资源池，再搭建存储资源池、计算资源池、安全资源池和桌面资源池，先迁移由简单的非关键应用系统，再迁移复杂的关键性应用系统，从而确保系统平台安全平稳过渡[15]。医院信息系统切换和数据库迁移是实施的关键，必须完善方案预案，全面排查可能存在的隐患，确保数据的安全性和业务的连续性；系统切换前应组织数据备份、应急恢复、故障应急处置演练，确保迁移工作万无一失。另外，在建设的同时，应充分考虑系统的容错和容灾能力。

4 结语

医疗行业的信息化需要的不仅仅是先进的技术，更重要的是在建设应用模式上进行深层次的变革。瞄准国内外云计算先进技术与发展动态，推行基于云计算的数字化医院建设，以构建云计算信息基础平台、探索云计算信息应用模式、研究云计算信息管理方法、创新云计算信息服务机制为目标，建立可持续发展的数字化医院建设新模式，是卫生系统实现数字化医院建设转型转变的生动实践，取得重大突破的有力抓手，把数字化建成为安全放心工程的重要举措，将有效提升医院信息化内涵质量建设，全面促进和提升医院信息平台的运行效率、整体效益、服务质量、系统安全和建设理念。面对数字化医院建设新模式、架构新体系和管理新机制，必须站位要高、思路要清、举措要多、成效要实，以夯实实验平台、打牢技术基础、构筑理论体系为支撑，确保基于云计算的数字化医院建设持续发展。

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Construction of digital hospital based on the technology of cloud computing

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MA Xi-kun, WANG Da-yong, HAN Xiong, et al//
China Medical Equipment,2014,11(11):27-30.

Objective: To explore the construction of digital hospital based on the technology of cloud computing. Methods: The construction of data center, deployment of desktop system, transformation of application model, management of information platform and training of staff under the condition of cloud computing will be discussed in this article as well. Results: Taking the technology of cloud computing as core, we built the foundation platform of cloud computing to explore the model of application and management as well as bring forth new ideas in services providing, which brings a competitive advantage for the development of hospital. Conclusion: The practice of construction based on the technology of cloud computing promotes the development for digital hospital, which improves the quality of information services.

Cloud computing; Digital hospital; Construction model; Transformation; Implementation method

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.010

1672-8270(2014)11-0027-04

R197.324