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轨道交通项目中综合布线系统方案分析

2016-05-22 15:20:45来源:中国弱电门户网评论: 阅读:

轨道交通项目中综合布线系统方案分析

一.概述

  20世纪90年代至21世纪的现在是中国城市轨道交通快速发展的新时期。随着经济的快速发展,城市综合规模的迅速扩大,中国城市化进程的加快,轨道交 通的作用愈发突出。近30年来,中国城市轨道交通正逐步进入稳步、有序和快速发展阶段,尤其是近10年来,由于国家政策的正确引导和相关城市对规划建设轨 道交通的积极努力,从发展速度、规模和现代化水平,突显了后发优势。从我国城市轨道交通行业发展现状来看,近五六年我国城市轨道交通保持快速发展势头, “十二五”前四年已完成投资8600亿元,建成1600公里,2015年作为“十二五”收官之年,预计要完成 3000亿元,建成400公里。同时,按照2020年总里程达到6000公里计算,“十三五”期间每年要完成500公里,保持快速发展趋势。

  2010-2020年我国轨道交通行业投资额统计及预测(单位:亿元)

  2015年6月23日,发改委批准武汉、长春轨道交通建设规划,总投资规模近1298亿元。截至目前,发改委2015年已批复8个城市轨道交通建设规 划,投资规模超过4880 亿元,其中最近两月达到6个,有明显加速之势。2015年9月5日,国家发改委在官方网站上公布了新近批复的25个城市轨道交通建设项目,涉及城轨的总投 资规模超过8000亿。此次获准修建地铁的常州、厦门、兰州、太原、石家庄等城市。国家发改委综合运输研究所原所长董焰也表示,预计未来我国将有229个 城市发展轨道交通,2050年规划的线路将增加到289条,总里程数达到11700公里。据统计,到 2015年末,我国已有38座城市拥有158条线路,运营里程共计4190公里。此外,我国还有城市轨道交通在建城市40个,在建线路4073公里。

  伴随着中国经济的腾飞,中国城市轨道交通产业正步入了高速发展时期。,产业规模巨大,涉及行业也达20多个,其中包括土建、机械、电气、电子及通讯业 的技术密集型产业。轨道交通综合布线系统本身所具有的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性等优点,使其在轨道交通系统中的应用越来越普遍,因 此,在今后较长一段时间内,铁路等轨道交通业的大力发展,将拉动综合布线产业链飞速发展,给行业带来前所未有的发展机遇。综合布线系统在信息社会的作用日 渐明显,人们对信息的需求依赖性越来越强,综合布线系统推动着轨道交通信息化发展。相信未来综合布线在轨道交通领域的应用将会爆发增长。

  二.轨道综合布线系统设计标准

  轨道交通综合布线设计不仅需要符合国内外综合布线的相关标准,而且还要符合地铁设计标准。这对保障轨道交通的信息传输安全具有重要意义。杂乱无章的线 缆敷设,对满足人们信息传输要求作用不大,只有规范化的综合布线系统,才是需求的保证。轨道交通系统将会迎来信息化的新浪潮,在车厢内和候车大厅,自动导 航系统、电视系统、网络系统、传媒系统、安全系统、消防系统、紧急疏散系统,甚至包括驾驶、车控系统将实现更高级别的自动化。自动化的基础自然是数字化, 而所有的数字化信息,将在轨道交通系统的布线网络中传输。不断发展的综合布线技术,将会给轨道交通系统的发展提供坚实的基石。随着我国城市轨道交通的迅速 发展和智能化程度的提高,城轨交通系统中车上和地面之间的数据通信需求变得越来越重要。综合布线在未来轨道交通的应用上仍将唱主流!

  目前,在设计轨道交通系统时,可参照住房和城乡建设部批准的、由北京市城建设计研究总院主编的《地铁设计规范GB 50157- 2003》。

  《地铁设计规范GB 50157 - 2003》是国家标准,自2003 年8 月1 日起实施。标准中包括建议部分和强制要求部分,其中,第15 章对通信系统的设计提出了设计要求,包括传输系统、公务电话系统、专用电话系统、时钟系统、闭路电视监视系统等。此外,标准的21 章对运营控制中心的功能分区与总体布置、建筑与装修,特别是布线、供电、防雷与接地、消防与安全等方面提出了具体的规定和建议。

  此外,作为综合布线系统的设计者,还应该遵守或参照综合布线设计标准和规范,主要有:

  2.1国际标准和规范

  (1)国际布线标准ISO/IEC 11801-2002

  (2)EIA/TIA 568B《商业建筑物通用布线标准》

  (3)EIA/TIA 568B《商业建筑物通用布线标准》

  (4)EIA/TIA 569 《商业建筑物通信布线线槽和空间标准》

  (5)EIA/TIA-606《商业建筑物通信基础结构管理标准》

  (6) 欧洲标准:EN5016、EN50168、EN50169分别为水平配线电缆、跳线和终端连接电缆以及垂直配线电缆。

  (7) TIA/EIA TSB67《屏蔽双绞线传输性能现场测试规范》

  (8) TIA/EIA/EIA568-A《100欧姆4对超五类屏蔽双绞线附加传输性能规范》

  (9) ANSI/TIA/EIA568-B.2-1《100欧姆6类屏蔽双绞线传输性能规范》

  (10)EIA/TIA TSB-72 标准  集中式光纤布线系统标准

  (11)EIA/TIA TSB-75标准  开放办公室布线系统标准

  (12)BS800 , EN55014  无线电干扰极限

  (13)BS7430-接地

  (14)BS2757,IEC8-绝缘材料的分类

  2.2国内标准和规范

  (1)《建筑与建筑群综合布线系统工程 设计规范》GB/T50311-2007

  (2)《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》GB/T50312-2007

  (3)《智能建筑设计标准》GB/T50314-2007

  (4)《大楼综合布线系统总规范》YD/T 926.1-2001

  (5)《综合布线用电缆、光缆技术要求》YD/T 926.2-2001

  (6)《综合布线用连接硬件技术要求》YD/T 926.3-2001

  (7)《中华人民共和国通信行业标准》YD/T 1019-2001

  (8)《工业企业通信接地设计规范》GBJ79—85

  (9)《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

  (10)《计算站场地安全要求》

  (11)《建筑设计防火规范》

  (12)《电子计算机房施工及验收规范》SJ/T3000393

  三、 地铁通信传输系统简介

  3.1 地铁传输系统简述

  《地铁设计规范》 GB50157-2003第十五章,关于传输系统这样叙述:“为满足地铁通信各子系统和信号、电力监控、防灾、环境与设备监控系统和自动售检票等系统各种 信息传输的要求,应建立以光纤为主的传输系统网络”。因此传输系统是通信系统中最重要的子系统,其功能是为通信系统的各子系统以及其它机电系统提供控制中 心至车站(车辆段/停车场)、车站至车站(车辆段/停车场)的信息传送平台,其重要性及安全可靠性要求高。

  传输系统应能传递运营中心与各车站、车辆段信号楼、综合维修楼、停车场、变电所间的各种信息。应能提供所需的业务接口,如音频2/4线、E1、 RS422、10/100/1000M以太网接口。通信网的各节点,可提供点对点直通式、一点对多点共用式及共享式等信道型式。传输系统通过敷设在两侧隧 道内的光缆组成环路网络。环路中的传输设备发生故障和光缆断路时,传输环路应自动脱离故障设备并组成新的环路继续工作,同时发出故障报警信息。

  轨道交通传输系统简图

  通信传输系统包括以下几个方面:专用通信系统、民用通信系统、公安通信系统、政务通信系统、自动化办公系统(OA)。

  3.2 地铁传输系统子系统简述

  专用通信系统包括:传输系统、无线通信系统、公务电话系统、专用电话系统、闭路电视监视系统、乘客服务信息、广播系统、时钟系统、综合布线系统、电源及接地系统、网络管理系统、车辆段/停车场通信系统。

  民用通信系统包括:传输系统、无线覆盖系统、电源及接地系统。

  公安通信系统包括:计算机网络系统、公安视频监控系统、公安消防无线通信系统、电源分配及接地系统。

  政务通信系统:传输系统、政务无线通信系统。

  自动化办公系统(OA):网络系统、综合布线。

  综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统,在各智能化信息化建筑中的作用越来越重要,轨道交通行业同样需要综合布线的支撑。在这些子系统的内部和子 系统之间,不但存在着大量的信息交换,而且,这些信息的表现形式不仅有开关量,还有对干扰十分敏感的模拟量。各个系统中大部分系统都会涉及到大量的数据、 信息传输缆线,包括光缆和铜缆以及相应的接插件,因此,综合布线系统十分复杂。

  结构化综合布线系统有其自身的特点:兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性等,但是地铁综合布线系统还很多有自身的特点。

  四、 地铁综合布线的特点

  4.1 安全性

  轨道交通跟其他领域、建筑有其自身的特殊性,因而对综合布线提出了不同的要求。轨道交通作为城市出行的首选交通工具,每天的客流量非常大,而在轨道交 通系统中存在着大量的电缆。因此,在缆线选用时除了满足阻燃要求外,还应该考虑到火焰的蔓延程度,燃烧时释放的热量、烟雾和毒气等因素。据有关资料显示, 火灾发生时,燃烧物散发出来的大量有毒气体,往往给人们逃生带来最大的障碍,一氧化碳、浓烟、硫化氢气体等,能够使人窒息错过逃生的机会,轨道交通综合布 线对线缆的防火阻燃的有更为高的要求。

  除了人身安全,还必须保证信息的安全,《地铁设计规范》 GB50157-2003第十五章中规定“隧道内的通信主干电缆、光缆宜采用阻燃、低毒、防腐蚀的防护层”。很明显,其中的阻燃、防腐蚀是主要针对信息安 全,低毒主要是针对人身安全考虑。地铁中很多专用的传输线路,这些线路的通讯缆线众多,每条线路都承担着重要的信息传输任务,突发性的火灾必然影响信息的 传输和备份。因此必须保证线缆的防火阻燃性能。

  4.2 电磁兼容性

  与传统的写字楼、校园网、生活小区等民用、商用布线系统相比,地铁布线系统具有更明显的数据分布特征。《城市轨道交通分类及定义》一文中提到:“当前 世界各国地下铁道和其他城市轨道交通普遍采用直流牵引的馈电方式。”这种牵引方式的有点是“调速范围大、调速方便、易于控制、车辆起制动平稳、投资省等” ,国内地铁的牵引方式也是采用电力牵引。这些大功率的牵引设备及电缆对信息传输设备及传输缆线的干扰远大于普通建筑内其他电力电缆的干扰,因此地铁布线除 了考虑满足国家、行业标准规定的物理隔离空间外,还必须考虑布线系统本身缆线及设备的电磁兼容性问题。

  4.3 可靠性

  《地铁设计规范》 GB50157-2003第十五章中规定“为保证各种行车安全信息及控制信息不间断地可靠传送,传输系统宜根据需要尽量利用不同路径的两条光缆构成自愈保 护环” 。地铁作为城市轨道交通的重要组成部分,其各种信息的传输一旦中断,有可能造成不可预知的后果,严重时可能危害社会的公共安全。因此必须考虑信息传输系统 的稳定性。轨道交通和其他交通方式不同的是,一旦发生事故,整个线路就必须停止运行,因此,运输中断带来的经济损失是十分巨大的,它关系到轨道交通公司和 几百万人的利益,系统的配置应有冗余和备份。

  4.4可管理性

  作为一个复杂的机电系统,发生故障是不可避免的,因此,如何在最短的时间内找到故障点并加以排除是一个关键问题。布线系统虽然是无源系统,但它就像人 体的神经一样,联系着机电系统的每一个节点,它也是机电系统中关键的环节。因此,提高线缆连接的可管理性,会大大缩短故障定位时间。

  4.5 多界面、可扩展

  多界面,是指地铁综合布线系统为其他通信系统提供基础传输通道时的界面,包括设计界面、施工界面等。作为通信传输系统的基础,必须为各个系统铺好“道 路” 。综合布线系统的容量,除满足不同的业务需求外,还必须考虑预留,保证系统的可扩展性。随着数字化时代的到来,轨道交通运营商必然会增加许多新的设备或增 值性服务来提高轨道交通系统的整体功能,因此,必须考虑到系统的可扩展性,以满足日后的系统改进、扩容等方面的需求。

  四.天诚轨道交通综合布线方案

  基于以上轨道佳通综合布线自身的特点,上海天诚提供性能优越的六类低烟无卤阻燃屏蔽铜缆加低烟无卤阻燃光缆的解决方案。以满足地铁综合布线的特殊需求。这些产品已经在众多的轨道交通项目中得到了检验,获得了施工方及业主的一致好评。

  4.1六类低烟无卤阻燃屏蔽铜缆

  六类低烟无卤阻燃屏蔽铜缆截面图

  (1)采用六类线缆,满足轨道交通日常大数据的传输,保证系统的可扩展性,满足扩容需求。

  (2)采用低烟无卤阻燃外护套。线缆在燃烧中产生的卤酸(HCL)释放量、气体腐蚀性、烟雾浓度及气体毒性是决定人们能否安全脱离火灾现场的主要因素。

  目前全球大部分地区敷设的电力及通信线缆均含有卤素,该类线缆在燃烧时会散发出有毒雾状化学物质。火灾现场,含卤线缆会产生酸性气体,有损人员的鼻、喉等器官,烟雾还容易使人员迷失方向,难以逃离火灾现场。因此,天诚轨道交通系统中采用低烟无卤绿色环保型线缆。

  无卤素线缆的特点是:

  a.不含有卤素,不产生有害气体及腐蚀性气体

  在无卤素线缆的组成材料中,除了不使用卤族元素之外,磷类阻燃剂也在排除之列。当受热时,这种线缆只散发出毒性很小的可见蒸气。

  b.燃烧时发烟量少

  具统计,在火灾中死亡的人员中有三分之一的是因为吸入电线线缆燃烧时释放的有毒气体而窒息死亡,所以我们提出了线缆不仅需要具有良好的阻燃性能,而且应该具备一旦燃烧后产生的气体中无卤酸(有害气体)并且发烟量低,以确保不熟悉现场的人员有逃生机会。

  d. 抗老化较好,可长久确保网络品质

  PVC线缆四对线其芯线绝缘材质为聚乙稀(PE),因此在采用聚氯乙烯(PVC)当外皮材料时,经过一段时间后, 聚氯乙烯(PVC)上的塑料油会自行移动至四对线的外皮,将导致其芯线绝缘的聚乙稀(PE)介质发生改变,从而造成网络四对线的传输特性变差。而如采用低 烟无卤素(LSZH)当外皮材料,因为低烟无卤素(LSZH)本身就是一种PE材质,而PE与PE长时间接触并不会产生移动现象。因此也就不会影响缆四对 线芯线绝缘介质聚乙稀(PE),不会改变四对线线对的特性,从而可永远确保线缆长久的品质。

  (3)采用铝箔屏蔽双绞线,有更好的性能,更好的安全性,更好的稳定性,天诚屏蔽双绞线有以下特点:

  a. 可减少电磁环境的污染

  我们在讨论如何让网络的信号传输更加稳定、提高更高的网络带宽的时候,很少考虑到双绞线线缆自身也是高频电磁污染的来源。屏蔽电缆的工作方式,将从根本来解决电磁污染的问题。

  b.  信息的保密性好

  采用屏蔽线缆,可以充分保证轨道交通各系统的信息安全,保证乘客信息安全,保证办公信息安全。

  c.  提高网络的传输稳定性

  由于屏蔽电缆从根本上杜绝了大功率的牵引设备及电缆对信息传输设备及传输缆线的干扰。从而提高了数据在介质上的传输稳定。从而保障了网络的稳定性,保证了网络的可靠性。

  d.  更加灵活的应用环境

  非屏蔽电缆由于自身的工作方式,易受到周围的环境影响,而屏蔽电缆则可减少在这方面的限制。国家标准GB50311指出:综合布线区域内存在的电磁干 扰场强高于3V/m时,宜采用屏蔽布线系统进行防护;采用非屏蔽布线系统无法满足安装现场条件对缆线的间距要求时,宜采用屏蔽布线系统。

  4.2低烟无卤阻燃光缆

  同样的,在轨道交通综合布线系统中,天诚首选的光缆也是采用低烟无卤阻燃外护套的。不仅有室内软光缆,还可提供室外轻铠,室外重铠光缆,以满足不同轨道交通环境的要求。

  另外,还可单模、多模不同规格的光缆,搭配不同的外护套结构,形成多种规格的光缆,以满足不同的需求。

  五.结语

  人类离不开信息,轨道交通更离不开信息。不论轨道交通的形式如何变化,信息化将是永恒的主题。目前国家基础设施的建设正如火如荼的展开,作为城市轨道 交通的主力 — 地铁的建设在各大省会城市及国内一些发达城市也在兴建当中。在车厢内和候车大厅,自动导航系统、电视系统、网络系统、传媒系统、安全系统、消防系统、紧急 疏散系统,甚至包括驾驶、车控系统将实现更高级别的自动化。自动化的基础自然是数字化,而所有的数字化信息,将在轨道交通系统的布线网络中传输。不断发展 的综合布线技术,将会给轨道交通系统的发展提供坚实的基石。上海天诚作为布线行业的领军企业,愿意为广大的客户提供完整的地铁通信传输系统 — 综合布线解决方案。在满足客户要求的同时,可以大幅度节约布线投资成本。

(文章来源:上海天诚通信技术有限公司总经理  雍竣华)

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