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  • 醫院數字時鐘同步系統方案

    2019-09-19 18:21:28 醫院時鐘系統 312

    一、 醫院數字時鐘同步系統方案概述

    1.1 醫院數字時鐘同步系統需求

    隨著現代化醫療業務的迅速發展,醫院的時間統一同步系統對醫院的正常運行起著極為重要的作用。在醫院的設計中,在掛號臺、候診區、就診室、護士站、手術室、檢驗室和放射科等對時間把握比較嚴格位置更需要一個統一準確的時間系統。目前市面上大部分子母鐘都是基于 GPS 授時,而 GPS 導航授時系統的所有者是美國軍方。針對這一問題,我國自主研發的北斗衛星導航授時系統可以保證在 GPS 衛星信號中斷的情況下為本國所有需要精確授時的領域提供精確的時間參考。比如現在 CDMA 和大型電網改造都要求采用 GPS/北斗雙模時間服務器就是基于以上考慮。因此,在醫院時鐘同步系統的選擇中,我們建議采用 GPS/北斗雙模授時系統,可以保證我們對系統安全性能的要求。

    為了滿足醫院時鐘同步系統同步統一的要求,保證系統正??煽窟\行,需建立一套高可靠、高穩定的GPS北斗網絡時間同步系統。醫院時鐘同步系統建成后能覆蓋醫院網內所有掛號候診平臺、診療業務終端、財務與支付平臺、走廊顯示子鐘、住院部服務終端、視頻監控等終端設備,提供時間校正服務。

    二、醫院時鐘同步系統的必要性:

    現在數字化醫院信息系統是一個體系,包括基礎設施、應用系統、服務系統等方面。其中,基礎設施涵蓋網絡架構、服務器系統、存儲系統、機房建設等方面,醫院時鐘同步系統為應用系統安全、穩定的運行提供支撐;應用系統包括醫院管理信息系統和臨床信息系統;服務系統包括客戶管理與服務系統和醫院網站;此外,還包括與公共衛生部門、醫療保險、區域協同等外部應用。標準的時鐘同步系統在醫院信息系統起到很重要的作用,醫院時鐘同步系統為整個醫院的各個系統提供非常精準的時間源。  

    醫院時鐘同步系統

    1、醫院時鐘同步系統為醫院的內/外網系統、弱電系統提供標準的、精確的時間源;

    2、醫院時鐘同步系統為醫院的呼叫系統、辦公自動化提供了標準的時間依據;

    3、醫院時鐘同步系統為護士分診,手術,麻醉等重要場所提供標準時間;
       4、醫院時鐘同步系統為醫院的監控,消防聯動、樓宇控制等系統提供統一時間,對各系統的大集成是必要的;
       5、在門診、急診、護士站等重要場所,給醫務人員及患者家屬提供準確的時間參考;
       6、醫院時鐘同步系統為今后的物聯網提供必需的時間統一。
       7、醫院時鐘同步系統為各種醫療憑證提供統一的時間戳,作為糾紛證據。
       8、HIS系統、LIS系統提供統一的時間,而且可以與醫院的診療設備連接,如CT、磁共振等,從而防止一些醫療差錯。比如患者已經出院了,但是收費系統還在計時,可能會導致醫療糾紛。
       9、在監控領域時鐘同步系統的需求日益迫切,一個平安城市的監控點多到上萬點,這些監控點采集到的視頻信號必須有精確的時間才可能作為有效的數據用來分析,判斷,或作為證據被法官日后采納。

    三、 醫院時鐘同步系統同步方案設計原則

    為實現醫院系統內所有網絡設備的精確時間同步和高可靠運行,本設計方案符合提出以下幾條設計原則:

    一、 時間同步服務器在軟硬件上協同保障網絡安全應用環境;

    二、 時間同步服務器在軟硬件上具備很高響應速度與很強NTP請求負荷的能力;

    三、 時間同步服務器鎖定GPS北斗時間源后,服務器本地時間應具備很高的精度;

    四、 時間服務器應配置銣原子鐘,即使在衛星失鎖后,仍具備優異的時間保持性能;

    五、 時間服務器應具備主備在線熱備份功能,并能通過芯跳檢測進行自動切換;

    六、 時間服務器技術方案與部署應具備有效的防止時鐘欺詐能力。

    四、醫院時鐘同步系統總體方案

    4.1 醫院時鐘同步系統單機方案: 

    醫院時鐘同步系統方案

    XBD211時間服務器局域網時間同步應用方案典型如上圖所示,服務器通過接收GPS/北斗二代衛星信號獲取高精度時間,并同步服務器本地時間,再通過企業中心交換機,以NTP/SNTP/UDP等協議,與網絡顯示子鐘、單位PC終端、服務器終端、網絡監控終端等各類終端進行時間同步。服務器具備完整的系統管理和監控功能,支持標準的NTPSNTP網絡授時協議,具有完整的日志記錄功能和USB端口下載功能,可支持NTP網絡對時、串口TOD授時、1PPS脈沖信號輸出,IRIG-B碼輸出等功能??刹捎?/span>安全的MD5協議和證書加密方式,為服務器、網絡設備、網絡子鐘、終端計算機提供精確、安全、可靠的同步時鐘信號。作為最佳的時間同步網絡系統解決方案,廣泛應用于政府、金融證券、移動通信、公安、電力、交通、石油、工業以及國防等領域。

    4.2 醫院時鐘同步系統雙機主備方案系統

      結合目前工程被校時設備的情況,GPS北斗校時系統前期采用均為A設備的IP作為主校時服務器,B設備作為備用校時服務器??紤]到后期被校時設備的增加,將主備服務器都用做主校時服務器,來達到數據分流和冗余功能。

    對于兩臺GPS北斗時間服務器組成熱備份應用,兩臺GPS北斗時間服務器通過芯跳檢測在線互為熱備,時間服務器1作為“主用”時間服務器,GPS北斗時間服務器2作為“備用”時間服務器。當“主用”時間服務器(GPS北斗時間服務器1)的GPS北斗北斗信號接收單元發生故障時,自動切換至“備用”時間服務器(GPS北斗時間服務器2)的GPS北斗北斗信號接收單元接收到的時間基準信號,從而保證系統的可靠性。當“常用”時間服務器(GPS北斗時間服務器1)的GPS北斗北斗信號接收單元恢復正常后,該GPS北斗時間服務器自動切換回正常工作狀態。

    當GPS北斗時間服務器都接收不到兩路外部時間基準信號時,切換到內部守時,保持一定的走時準確度;當外部時間基準信號接收恢復時,自動切換回接收外部時間基準信號的工作狀態。

      兩臺GPS北斗時間服務器的RJ45口分別接到交換機上,各分配一個IP地址,如GPS北斗時間服務器1的IP地址為IP1, GPS北斗時間服務器2的IP地址為IP2,則兩個IP地址就作為網內的標準時間服務器??蛻舳丝墒褂貌僮飨到y自帶NTP服務,也可使用我公司提供的客戶端軟件(WINDOWS操作系統)。本軟件可輸入兩臺GPS北斗時間服務器的IP地址, IP1地址作為主地址,IP2地址作為備用地址,當客戶端因某些原因無法從主地址獲取時間信息時,則自動從備用地址獲取時間信息。




    醫院時鐘同步系統雙機備份方案


     

    五、醫院時鐘同步系統組成:

     醫院時鐘同步系統由NTP網絡時間服務器、GPS北斗雙模天線、數碼子鐘、交換機等幾部分組成。

    、一體化母鐘

        網絡時間服務器產品集成高精度GPS北斗雙系統授時接收機和高性能網絡安全服務器軟硬件系統,支持多協議NTP/SNTP網絡授時,采用的網絡授時架構簡單、免施工、易配置、免維護,MTBF達80000小時。XBD211前面板具有亮麗美觀的OLED液晶顯示屏,顯示內容簡潔大方,后面板具備豐富接口,可擴展性強,可滿足各種授時需求??刹捎冒踩?/span>MD5協議和證書加密方式,為服務器、網絡設備、網絡子鐘、終端計算機提供精確、安全、可靠的同步時鐘信號。

    1、NTP時間服務器:

    1)標準19英寸

    1U機箱,四個物理獨立10/100/1000M網口授時,具備很強的網絡數據吞吐能力;

    2)工業級網絡安全服務器主板,2.0G四核以上處理器,具備很強的運算與響應能力;綜合NTP響應性能:18000次/秒;

    3)4G以上內存,64G以上SSD固態盤,具備快速啟動與高速數據存儲能力;

    4)具備USB、VGA等服務器通用接口,可接USB外設、日志記錄功能:>=4000條,可通過USB口存取,可擴展硬盤存儲;VGA顯示器等;

    5)采用GPS/北斗雙系統授時模式,一級網絡時間服務器,鎖定穩定后時間精度0.1us以內;產品支持多網卡bonding和多機主備功能。

    6)可內置恒溫晶振OCXO守時,72小時偏差<=1ms;GPS北斗自動對時功能,能夠在失去時間源的狀態下自我守時運行,高可靠性,免維護;

    7)設備可用性指標:MTBF>=80000小時;

    8)計算機終端同步授時精度:0.5-5ms(局域網典型值)

    9)支持授時協議:NTP(v1,v2,v3,v4)、SNTP等網絡時間協議,支持MD5加密協議;

    10)支持Console,Telnet,SSH等服務器登陸方式;

    NTP時間服務器接口要求:
    天線入:BNC,1路,GPS L1 BD2 B1,輸出5V DC。
    1PPS:BNC,1路,時間精度30ns(RMS)。
    網口:RJ-45,4路,以太網接口,NTP授時
    Console: DB9ZJ,1路,RS232電平,控制接口
    TOD: DB9ZK,4路,RS232電平,時間、位置信息
    VGA:DB15ZK,1路,可接VGA顯示器。
    USB,2路,可接USB外設等。
    NTP時間服務器軟件要求: 

     所投產品提供XTIME客戶端軟件和服務器狀態監控軟件,支持開機自啟動和托盤運行,可添加多個NTP時間服務器地址,并支持自動切換。

    2、高性能GPS北斗雙模授時接收機:

    1) 基于64通道的GPS/北斗雙系統授時型接收機,GPS頻點L1,北斗頻點B1;

    2) 雙系統授時模式下1PPS授時精度可達20ns(1δ);

    3) 支持單星授時模式,即使只有一顆可見衛星仍能保持可靠授時;

    4) 本地高性能OCXO守時,失鎖后守時性能優于1us/h;

    5) 首次鎖定時間(TTFF):冷啟動<30s,熱啟動<1s,重捕獲<1s;

    6) 授時接收靈敏度:跟蹤<-160dBm,捕獲<-145dBm。

     3、多協議支持:

    1) 授時協議:NTP v1、v2、v3、v4(RFC1119&1305) SNTP(RFC2030) DAYTIME(RFC867);

    2) 授時模式:NTP Peer, Client/Server, Broadcast Multicast;

    3) 加密協議:MD5 Authentication(RFC1321)RSA非對稱加密 Autokey;

    4) 登陸協議:串口Console,Telnet(RFC854),SSH,HTTP/SSL/HTTPS(RFC2616),FTP(RFC959);

    5) 網管協議: SNMP v1、v2 MIB II (RFC1213);

    6) 其他協議:IPV4、IPV6、IPv4/IPv6 Hybrid DHCP (RFC2131)。

     4、物理特性:

    1) 物理及環境參數:尺寸:1U機箱447×44.5×300mm

    2) 重量:3.5Kg

    3) 電源:100~240V, 47Hz ~63Hz

    4) 功耗: 15W

    5) 接口豐富,可擴展性強。

    、NTP網絡子鐘要求:

    1) 基于以太網(NTP)授時的電子鐘,可獲取公共網時間服務器時間或局域網內授時服務器時間,同步于電子鐘走時和更新內部RTC電路;

    2) 不用任何按鍵調節,上電可實現自動對時功能,走時精度可保持在100ms誤差范圍內,并每分鐘對時一次,無累積誤差,可使全國電子鐘走時保持一致;

    3) 內置守時模塊,與網絡失去聯系后守時能力可達<2分鐘/年;

    4) 顯示內容有年、月、日、星期、時、分、秒、和溫度;

    5)單面尺寸大?。?/span>480*190*50;

    6) 可通過配套上位機軟件設置服務器IP地址;

    7) 可根據用戶的要求,電源可使用網絡提供,也可采用外置電源;

    8) 安裝方便,施工簡單,操作簡單,免維護;

    9) 顯示精度高、視距較長、顯示部分可有多種顏色、顯示醒目清晰、故障時黑屏不會對使用者產生誤導。


    2、時間同步方式

    1) 基于NTP網絡授時:根據以太網(NTP)進行同步走時時間,電子鐘每隔5分鐘同步一次本地時間和守時RTC(時鐘)電路走時,五分鐘內使用守時時間,從而保證高的精度;

    2) 節守時精度高:正負3.5PPM,年偏差2分鐘, 守時電路內置恒溫晶振,補償因不同季節的溫度偏差,從而調整晶振震蕩周期,使晶振的頻率更精確,從而保證時間更加準確;

    3) NTP時間授時服務器依據GPS/BD時間源,保證時間準確性。


    以上是北斗時頻最新推出的醫院時鐘同步系統的2種常用方案,相比以供客戶選擇。相比傳統的醫院時鐘同步方案,北斗時頻的醫院時鐘同步方案造價經濟實惠,施工簡單,整個系統的安全穩定性能更好。






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