陸海亭，張義鑫，張 寧

（1.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211188；2.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037；3.東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所，南京 210018）

1 概述

城市軌道交通通號(hào)系統(tǒng)被稱之為城軌的“智慧大腦和中樞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，承擔(dān)著保障行車安全、提高行車效率、提升服務(wù)質(zhì)量的重任[1]。

機(jī)房是設(shè)備的“容身之所”，為設(shè)備的安裝、運(yùn)維、排故及改造提供物理空間。機(jī)房?jī)?nèi)、外各種設(shè)備之間需要通過(guò)各類線纜進(jìn)行有效連接，實(shí)現(xiàn)電能輸送和信息傳遞。機(jī)房線纜走線方案除了直觀上影響機(jī)房整體美觀之外，走線方案的科學(xué)合理與否，直接關(guān)系到機(jī)房施工的效率，更對(duì)后期運(yùn)維和系統(tǒng)升級(jí)改造有著深遠(yuǎn)影響。

機(jī)房線纜走線方案主要包括下走線、上走線、上下走線三類[2]。業(yè)內(nèi)多位專家對(duì)信號(hào)設(shè)備室[3-4]、數(shù)據(jù)中心機(jī)房[5-6]、通信機(jī)房[7-8]內(nèi)線纜的不同走線方式特點(diǎn)進(jìn)行了分析與比較，基本傾向于上走線或上下走線方式。

本文力圖通過(guò)對(duì)通號(hào)機(jī)房線纜走線方式的更加全面、細(xì)致的分析與對(duì)比，得出其更為科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)可行的走線方案，并對(duì)該走線方案的工藝要點(diǎn)進(jìn)行探討。

2 走線方案分析

通號(hào)機(jī)房?jī)?nèi)線纜主要有傳輸光纜、電源電纜、數(shù)據(jù)電纜、控制電纜等，包括線纜引入間至機(jī)柜、機(jī)柜至設(shè)備區(qū)、辦公區(qū)及公共區(qū)、各機(jī)柜之間的線纜連接等，以實(shí)現(xiàn)機(jī)房至上下行區(qū)間隧道、站廳區(qū)、站臺(tái)區(qū)終端的可靠連接。下面對(duì)下、上、上下3 類走線方案分別進(jìn)行分析研究。

2.1 下走線方案

下走線是柜外線纜利用敷設(shè)在防靜電地板下的線槽，通過(guò)機(jī)柜的下方進(jìn)入設(shè)備機(jī)柜。防靜電地板敷設(shè)高度一般為300 mm，地板下線槽高度一般為50～100 mm。

為了防范電磁干擾（EMI），必須嚴(yán)格保證電源線和數(shù)據(jù)線的物理隔離。多數(shù)情況下，地板下安裝至少兩個(gè)固定走線槽，一個(gè)容納電源線，另一個(gè)容納數(shù)據(jù)線和控制線。少量則是采用一個(gè)線槽分成兩腔以實(shí)現(xiàn)空間隔離。

下走線方案有如下優(yōu)點(diǎn)。

1）線槽、線纜均在防靜電地板下的隱蔽空間內(nèi)，建成后機(jī)房?jī)?nèi)整體觀感效果好。

2）采用下走線方案的機(jī)房，除了可以在線纜引入間盤留線纜外，還可直接在防靜電地板下盤留部分線纜。

3）線纜布放速度快、效率高，對(duì)于線纜安裝工藝要求標(biāo)準(zhǔn)低，施工成本低廉。

下走線方案有如下缺點(diǎn)。

1）施工過(guò)程中，機(jī)柜布放和線槽固定需要避開(kāi)防靜電地板的小支座，有時(shí)甚至需要在安裝防靜電地板后才能進(jìn)行機(jī)柜、線槽安裝施工，下走線與防靜電地板有交叉施工，存在先后工序，工序錯(cuò)亂后會(huì)導(dǎo)致窩工、返工及材料浪費(fèi)。

2）防靜電地板下方線纜擺放凌亂，許多電纜混合在一起，管理不便；尤其是電纜太多時(shí)，可能部分線纜未敷設(shè)在線槽內(nèi)，直接放置在地面上。

3）后期維修時(shí)需要多次掀開(kāi)防靜電地板，易損壞地板及其支架。

4）機(jī)房地板和離壁溝滲漏水、空調(diào)漏水時(shí)，地面積水易造成線纜浸泡及防靜電地板支架銹蝕；況且電源線纜發(fā)熱量較大，漏水情況發(fā)生時(shí)，可能會(huì)引起短路，產(chǎn)生火花，造成起火。

5）運(yùn)維過(guò)程中，施工維護(hù)及升級(jí)改造時(shí)少量廢棄的線纜無(wú)法從線槽內(nèi)抽出，導(dǎo)致地板下的線纜越積越多，老鼠在地板下方隱蔽方便，經(jīng)?；顒?dòng)，容易咬斷其中的電纜軟線。

6）線槽高度占凈空約三分之一，地下障礙物多，影響下送風(fēng)時(shí)空調(diào)風(fēng)道的暢通，容易阻礙冷風(fēng)輸送，導(dǎo)致耗能升高而造成能源浪費(fèi)。

7）地板下的地面和線槽不易清掃，積塵多。

整體來(lái)說(shuō)，下走線方案布線簡(jiǎn)單、效率高、成本低，能很好地美化機(jī)房整體效果，但是會(huì)造成施工交叉干擾、布線較差、工藝不良、阻礙送風(fēng)、查線不便、存在隱患、不防鼠咬、灰塵較大等缺陷。

2.2 上走線方案

上走線方案是指線纜布放在機(jī)柜上方的金屬梯架或網(wǎng)格上、密封式或開(kāi)放式橋架內(nèi)，機(jī)柜直接擺放到直鋪式無(wú)底座防靜電地磚或防靜電地坪（環(huán)氧地坪）上。在機(jī)房天花懸掛安裝支架后布放橋架，或直接在機(jī)柜頂部架設(shè)專用橋架，線纜通過(guò)橋架里從機(jī)柜頂部進(jìn)入；機(jī)柜頂部留有通風(fēng)口，并增加蓋板預(yù)防滴漏水；電源線和線徑較粗的線纜（如漏纜、大對(duì)數(shù)電纜）放置在梯架或網(wǎng)格上，光纜及線徑較細(xì)的線纜（如網(wǎng)線）則置于橋架內(nèi)；敞開(kāi)式梯形橋架便于維護(hù)和管理，并且易于發(fā)現(xiàn)故障，但是對(duì)于比較脆弱的光纜跳線缺乏有效的保護(hù)，封閉式橋架能夠有效保護(hù)光纜跳線，但是線路不易梳理和維護(hù)。上走線方案實(shí)物如圖1 所示。

圖1 上走線實(shí)物Fig.1 Physical drawing of upper routing

上走線方案有如下優(yōu)點(diǎn)。

1）地磚或地坪基本免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、易清掃，建成后機(jī)房?jī)?nèi)整體效果及觀感良好。

2）安全隱患降低。電源線纜由于發(fā)熱量較大且很少調(diào)整，將電力線纜采用裸露方案布置，便于散熱，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線纜出現(xiàn)的冒煙或起火現(xiàn)象，有利于防火安全，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3）機(jī)房施工整體難度較小，進(jìn)度較快。光纖、網(wǎng)線安裝規(guī)范且無(wú)交叉，線纜走線易梳理，線路走向一目了然，便于觀察線纜故障點(diǎn)，不存在傳統(tǒng)下走線混亂龐雜現(xiàn)象，同時(shí)，走線空間較大，后期維護(hù)管理相當(dāng)方便。

4）沒(méi)有線槽遮擋，有利于空調(diào)送風(fēng)，降低空調(diào)負(fù)載，機(jī)房?jī)?nèi)溫濕度分布也可以更加均勻。

5）便于大量線纜檢修維護(hù)和線路調(diào)整，即增減線路很方便，不需要掀地板，也不需要額外的開(kāi)孔，只需要梯子即可實(shí)施，簡(jiǎn)單便捷。

上走線方案有如下缺點(diǎn)。

1）線纜全部集中布放于上面橋架內(nèi)，線纜較多，線纜固定綁扎工藝實(shí)施難度加大，影響觀感質(zhì)量。

2）對(duì)機(jī)房的層高有要求，若采用多層橋架則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備上凈空不足，影響上層空調(diào)回風(fēng)路徑。

3）建設(shè)成本較高。

4）對(duì)機(jī)房美觀有一定影響。

光電纜在空中走線時(shí)，將電纜按電源、數(shù)據(jù)分類，做好明顯標(biāo)志，保證布局美觀的同時(shí)還方便維護(hù)。相比較于下走線，上走線可以提高機(jī)房的可靠性和可用性。

2.3 上下走線方案

還有一種布線方案稱為上下走線方案，即上下走線相結(jié)合。做到電源線和數(shù)據(jù)線遠(yuǎn)距離分離。上下走線方案又可分為兩種：電源線下走線、數(shù)據(jù)控制線上走線，或電源線上走線、數(shù)據(jù)控制線下走線。常用的是網(wǎng)線、光纖等數(shù)據(jù)線纜布放在機(jī)柜上方的密封式或開(kāi)放式橋架內(nèi)，電源線纜則敷設(shè)在防靜電地板下的線槽內(nèi)或直接置于地上。上下走線一定程度上兼具上走線與下走線的優(yōu)點(diǎn)，上下走線方案實(shí)物如圖2 所示。

圖2 上下走線實(shí)物Fig.2 Physical drawing of upper and lower routing

上下走線的優(yōu)點(diǎn)是可以一定程度上揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短。電源、數(shù)據(jù)線纜走線上下分離后，不僅可以防范電磁干擾，還可以減少線纜交叉；精密空調(diào)的送風(fēng)效率得到提升，減少能耗；建成后機(jī)房?jī)?nèi)整體效果及觀感比上走線好；查線很方便。缺點(diǎn)是上下走線均占用空間較大，建設(shè)成本較高。

但是，上下走線中的上走線不宜為了機(jī)房整體美觀的需要，將上部線纜置于吊頂內(nèi)。

3 方案比較

上述對(duì)3 種主流走線方案的特征、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。為了更加直觀、快捷地選擇合適的走線方案，下面從運(yùn)營(yíng)、建設(shè)、觀感等角度，具體從安全隱患、維護(hù)便利、通風(fēng)散熱、升級(jí)改造、建設(shè)成本、觀感質(zhì)量等11 個(gè)方面進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治觯绫? 所示。

表1 3種走線方案對(duì)比分析Tab.1 Comparative analysis of the three routing schemes

從表1 中可以發(fā)現(xiàn)，在安全隱患、維護(hù)便利、升級(jí)改造、通風(fēng)散熱等方面，采用上走線方案最有利；在占用空間、建設(shè)成本、觀感質(zhì)量和施工難度上，采用下走線最適合；上下結(jié)合走線抗電磁干擾最好，其他各項(xiàng)指標(biāo)一般。綜合各個(gè)方面定性評(píng)判，城軌通號(hào)機(jī)房采用上走線方案最優(yōu)。事實(shí)上，深圳建成的7、9 號(hào)線也采用了上走線方式。

4 上走線工藝要點(diǎn)

為了達(dá)到通號(hào)機(jī)房布線的最優(yōu)效果，采用上走線時(shí)需要注重下列安裝工藝要點(diǎn)。

1）通號(hào)機(jī)房各類線纜數(shù)量種類較多，采用雙層或三層橋架將電源線纜、干線光纜和普通數(shù)據(jù)線纜進(jìn)行分層或分隔布設(shè)。

2）線纜橋架可采用機(jī)柜頂安裝、天花吊裝、地面安裝等多種方案。優(yōu)先采用機(jī)柜頂部安裝方案，若條件不允許，可采用吊裝方案。

3）機(jī)房可在墻面設(shè)電纜箱或安裝專用盤留架，區(qū)間干線光電纜在盤留架上進(jìn)行盤留。

4）橋架顏色可根據(jù)用戶的需求配置，方便辨認(rèn)和檢修。例如，可以光纜設(shè)為黃色、數(shù)據(jù)線纜為藍(lán)色、電源線纜為紅色等。

5）對(duì)相關(guān)專業(yè)的要求：首先，上走線應(yīng)注意層高因素，一般采用上走線方案雙層橋架的機(jī)房，其凈空高度要求不得低于3 m；其次，消防噴淋方案應(yīng)盡量采用氣體滅火系統(tǒng)，若采用高壓細(xì)水霧時(shí)應(yīng)搭設(shè)防雨罩；再次，空調(diào)送風(fēng)方案，應(yīng)采用下送風(fēng)或側(cè)送風(fēng)方案，以滿足設(shè)備的散熱需求。

6）對(duì)于上走線的橋架或線槽應(yīng)可靠接地。

7）為保證上走線支吊架的安裝空間，建議通風(fēng)空調(diào)的主風(fēng)管不經(jīng)過(guò)通號(hào)機(jī)房；為美觀統(tǒng)一，照明燈光線纜的橋架盡量與通號(hào)線纜橋架保持一致。

5 結(jié)語(yǔ)

通號(hào)機(jī)房3 種線纜走線方案各具特色、各有優(yōu)缺點(diǎn)。本著貫徹“規(guī)劃建設(shè)為運(yùn)營(yíng)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)為乘客”的理念，從為運(yùn)營(yíng)單位日常維護(hù)、升級(jí)改造便利性和線纜安全性著想，并結(jié)合工程實(shí)踐綜合考慮，采用上走線方案更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。國(guó)內(nèi)一些城市（上海、深圳、蘇州等）軌道交通近期新建線路也對(duì)通信機(jī)房上走線進(jìn)行了探索和嘗試。鑒于上走線方案的諸多優(yōu)點(diǎn)，相信它在城軌通號(hào)機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣。希望本研究能對(duì)城市軌道交通通號(hào)乃至弱電從業(yè)人員提供借鑒參考并有所裨益。