[導讀]軌道交通綜合布線系統組成復雜,環境多變,作為綜合布線系統新的增長點,軌道交通綜合布線系統越來越受到各廠家的重視,河南新交際就軌道交通綜合布線的特點及產品選用作了介紹。
一.概述
20世紀90年代至21世紀的現在是中國城市軌道交通快速發展的新時期。隨著經濟的快速發展,城市綜合規模的迅速擴大,中國城市化進程的加快,軌道交通的作用愈發突出。近30年來,中國城市軌道交通正逐步進入穩步、有序和快速發展階段,尤其是近10年來,由于國家政策的正確引導和相關城市對規劃建設軌道交通的積極努力,從發展速度、規模和現代化水平,突顯了后發優勢。從我國城市軌道交通行業發展現狀來看,近五六年我國城市軌道交通保持快速發展勢頭,“十二五”前四年已完成投資8600億元,建成1600公里,2015年作為“十二五”收官之年,預計要完成 3000億元,建成400公里。同時,按照2020年總里程達到6000公里計算,“十三五”期間每年要完成500公里,保持快速發展趨勢。
2015年6月23日,發改委批準武漢、長春軌道交通建設規劃,總投資規模近1298億元。截至目前,發改委2015年已批復8個城市軌道交通建設規劃,投資規模超過4880 億元,其中最近兩月達到6個,有明顯加速之勢。2015年9月5日,國家發改委在官方網站上公布了新近批復的25個城市軌道交通建設項目,涉及城軌的總投資規模超過8000億。國家發改委綜合運輸研究所原所長董焰也表示,預計未來我國將有229個城市發展軌道交通,2050年規劃的線路將增加到289條,總里程數達到11700公里。據統計,到 2015年末,我國已有38座城市擁有158條線路,運營里程共計4190公里。此外,我國還有城市軌道交通在建城市40個,在建線路4073公里。
伴隨著中國經濟的騰飛,中國城市軌道交通產業正步入了高速發展時期。,產業規模巨大,涉及行業也達20多個,其中包括土建、機械、電氣、電子及通訊業的技術密集型產業。軌道交通綜合布線系統本身所具有的兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經濟性等優點,使其在軌道交通系統中的應用越來越普遍,因此,在今后較長一段時間內,鐵路等軌道交通業的大力發展,將拉動綜合布線產業鏈飛速發展,給行業帶來前所未有的發展機遇。綜合布線系統在信息社會的作用日漸明顯,人們對信息的需求依賴性越來越強,綜合布線系統推動著軌道交通信息化發展。相信未來綜合布線在軌道交通領域的應用將會爆發增長。
二.軌道綜合布線系統設計標準
軌道交通綜合布線設計不僅需要符合國內外綜合布線的相關標準,而且還要符合地鐵設計標準。這對保障軌道交通的信息傳輸安全具有重要意義。雜亂無章的線纜敷設,對滿足人們信息傳輸要求作用不大,只有規范化的綜合布線系統,才是需求的保證。軌道交通系統將會迎來信息化的新浪潮,在車廂內和候車大廳,自動導航系統、電視系統、網絡系統、傳媒系統、安全系統、消防系統、緊急疏散系統,甚至包括駕駛、車控系統將實現更高級別的自動化。自動化的基礎自然是數字化,而所有的數字化信息,將在軌道交通系統的布線網絡中傳輸。不斷發展的綜合布線技術,將會給軌道交通系統的發展提供堅實的基石。隨著我國城市軌道交通的迅速發展和智能化程度的提高,城軌交通系統中車上和地面之間的數據通信需求變得越來越重要。綜合布線在未來軌道交通的應用上仍將唱主流!
目前,在設計軌道交通系統時,可參照住房和城鄉建設部批準的、由北京市城建設計研究總院主編的《地鐵設計規范GB 50157- 2003》。
《地鐵設計規范GB 50157 - 2003》是國家標準,自2003 年8 月1 日起實施。標準中包括建議部分和強制要求部分,其中,第15 章對通信系統的設計提出了設計要求,包括傳輸系統、公務電話系統、專用電話系統、時鐘系統、閉路電視監視系統等。此外,標準的21 章對運營控制中心的功能分區與總體布置、建筑與裝修,特別是布線、供電、防雷與接地、消防與安全等方面提出了具體的規定和建議。
此外,作為綜合布線系統的設計者,還應該遵守或參照綜合布線設計標準和規范,主要有:
三、 地鐵通信傳輸系統簡介
3.1 地鐵傳輸系統簡述
《地鐵設計規范》 GB50157-2003第十五章,關于傳輸系統這樣敘述:“為滿足地鐵通信各子系統和信號、電力監控、防災、環境與設備監控系統和自動售檢票等系統各種信息傳輸的要求,應建立以光纖為主的傳輸系統網絡”。因此傳輸系統是通信系統中最重要的子系統,其功能是為通信系統的各子系統以及其它機電系統提供控制中心至車站(車輛段/停車場)、車站至車站(車輛段/停車場)的信息傳送平臺,其重要性及安全可靠性要求高。
傳輸系統應能傳遞運營中心與各車站、車輛段信號樓、綜合維修樓、停車場、變電所間的各種信息。應能提供所需的業務接口,如音頻2/4線、E1、RS422、10/100/1000M以太網接口。通信網的各節點,可提供點對點直通式、一點對多點共用式及共享式等信道型式。傳輸系統通過敷設在兩側隧道內的光纜組成環路網絡。環路中的傳輸設備發生故障和光纜斷路時,傳輸環路應自動脫離故障設備并組成新的環路繼續工作,同時發出故障報警信息。

軌道交通傳輸系統簡圖
通信傳輸系統包括以下幾個方面:專用通信系統、民用通信系統、公安通信系統、政務通信系統、自動化辦公系統(OA)。
3.2 地鐵傳輸系統子系統簡述
專用通信系統包括:傳輸系統、無線通信系統、公務電話系統、專用電話系統、閉路電視監視系統、乘客服務信息、廣播系統、時鐘系統、綜合布線系統、電源及接地系統、網絡管理系統、車輛段/停車場通信系統。
民用通信系統包括:傳輸系統、無線覆蓋系統、電源及接地系統。
公安通信系統包括:計算機網絡系統、公安視頻監控系統、公安消防無線通信系統、電源分配及接地系統。
政務通信系統:傳輸系統、政務無線通信系統。
自動化辦公系統(OA):網絡系統、綜合布線。
綜合布線系統是一種標準通用的信息傳輸系統,在各智能化信息化建筑中的作用越來越重要,軌道交通行業同樣需要綜合布線的支撐。在這些子系統的內部和子系統之間,不但存在著大量的信息交換,而且,這些信息的表現形式不僅有開關量,還有對干擾十分敏感的模擬量。各個系統中大部分系統都會涉及到大量的數據、信息傳輸纜線,包括光纜和銅纜以及相應的接插件,因此,綜合布線系統十分復雜。
結構化綜合布線系統有其自身的特點:兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經濟性等,但是地鐵綜合布線系統還很多有自身的特點。
四、 地鐵綜合布線的特點
4.1 安全性
軌道交通跟其他領域、建筑有其自身的特殊性,因而對綜合布線提出了不同的要求。軌道交通作為城市出行的首選交通工具,每天的客流量非常大,而在軌道交通系統中存在著大量的電纜。因此,在纜線選用時除了滿足阻燃要求外,還應該考慮到火焰的蔓延程度,燃燒時釋放的熱量、煙霧和毒氣等因素。據有關資料顯示,火災發生時,燃燒物散發出來的大量有毒氣體,往往給人們逃生帶來最大的障礙,一氧化碳、濃煙、硫化氫氣體等,能夠使人窒息錯過逃生的機會,軌道交通綜合布線對線纜的防火阻燃的有更為高的要求。
除了人身安全,還必須保證信息的安全,《地鐵設計規范》 GB50157-2003第十五章中規定“隧道內的通信主干電纜、光纜宜采用阻燃、低毒、防腐蝕的防護層”。很明顯,其中的阻燃、防腐蝕是主要針對信息安全,低毒主要是針對人身安全考慮。地鐵中很多專用的傳輸線路,這些線路的通訊纜線眾多,每條線路都承擔著重要的信息傳輸任務,突發性的火災必然影響信息的傳輸和備份。因此必須保證線纜的防火阻燃性能。
4.2 電磁兼容性
與傳統的寫字樓、校園網、生活小區等民用、商用布線系統相比,地鐵布線系統具有更明顯的數據分布特征。《城市軌道交通分類及定義》一文中提到:“當前世界各國地下鐵道和其他城市軌道交通普遍采用直流牽引的饋電方式。”這種牽引方式的有點是“調速范圍大、調速方便、易于控制、車輛起制動平穩、投資省等” ,國內地鐵的牽引方式也是采用電力牽引。這些大功率的牽引設備及電纜對信息傳輸設備及傳輸纜線的干擾遠大于普通建筑內其他電力電纜的干擾,因此地鐵布線除了考慮滿足國家、行業標準規定的物理隔離空間外,還必須考慮布線系統本身纜線及設備的電磁兼容性問題。
4.3 可靠性
《地鐵設計規范》 GB50157-2003第十五章中規定“為保證各種行車安全信息及控制信息不間斷地可靠傳送,傳輸系統宜根據需要盡量利用不同路徑的兩條光纜構成自愈保護環” 。地鐵作為城市軌道交通的重要組成部分,其各種信息的傳輸一旦中斷,有可能造成不可預知的后果,嚴重時可能危害社會的公共安全。因此必須考慮信息傳輸系統的穩定性。軌道交通和其他交通方式不同的是,一旦發生事故,整個線路就必須停止運行,因此,運輸中斷帶來的經濟損失是十分巨大的,它關系到軌道交通公司和幾百萬人的利益,系統的配置應有冗余和備份。
4.4可管理性
作為一個復雜的機電系統,發生故障是不可避免的,因此,如何在最短的時間內找到故障點并加以排除是一個關鍵問題。布線系統雖然是無源系統,但它就像人體的神經一樣,聯系著機電系統的每一個節點,它也是機電系統中關鍵的環節。因此,提高線纜連接的可管理性,會大大縮短故障定位時間。
4.5 多界面、可擴展
多界面,是指地鐵綜合布線系統為其他通信系統提供基礎傳輸通道時的界面,包括設計界面、施工界面等。作為通信傳輸系統的基礎,必須為各個系統鋪好“道路” 。綜合布線系統的容量,除滿足不同的業務需求外,還必須考慮預留,保證系統的可擴展性。隨著數字化時代的到來,軌道交通運營商必然會增加許多新的設備或增值性服務來提高軌道交通系統的整體功能,因此,必須考慮到系統的可擴展性,以滿足日后的系統改進、擴容等方面的需求。
四.天誠軌道交通綜合布線方案
基于以上軌道佳通綜合布線自身的特點,天誠提供性能優越的六類低煙無鹵阻燃屏蔽銅纜加低煙無鹵阻燃光纜的解決方案。以滿足地鐵綜合布線的特殊需求。這些產品已經在眾多的軌道交通項目中得到了檢驗,獲得了施工方及業主的一致好評。
4.1六類低煙無鹵阻燃屏蔽銅纜

(1)采用六類線纜,滿足軌道交通日常大數據的傳輸,保證系統的可擴展性,滿足擴容需求。
(2)采用低煙無鹵阻燃外護套。線纜在燃燒中產生的鹵酸(HCL)釋放量、氣體腐蝕性、煙霧濃度及氣體毒性是決定人們能否安全脫離火災現場的主要因素。
目前全球大部分地區敷設的電力及通信線纜均含有鹵素,該類線纜在燃燒時會散發出有毒霧狀化學物質。火災現場,含鹵線纜會產生酸性氣體,有損人員的鼻、喉等器官,煙霧還容易使人員迷失方向,難以逃離火災現場。因此,天誠軌道交通系統中采用低煙無鹵綠色環保型線纜。
無鹵素線纜的特點是:
a.不含有鹵素,不產生有害氣體及腐蝕性氣體
在無鹵素線纜的組成材料中,除了不使用鹵族元素之外,磷類阻燃劑也在排除之列。當受熱時,這種線纜只散發出毒性很小的可見蒸氣。
b.燃燒時發煙量少
具統計,在火災中死亡的人員中有三分之一的是因為吸入電線線纜燃燒時釋放的有毒氣體而窒息死亡,所以我們提出了線纜不僅需要具有良好的阻燃性能,而且應該具備一旦燃燒后產生的氣體中無鹵酸(有害氣體)并且發煙量低,以確保不熟悉現場的人員有逃生機會。
d. 抗老化較好,可長久確保網絡品質
PVC線纜四對線其芯線絕緣材質為聚乙稀(PE),因此在采用聚氯乙烯(PVC)當外皮材料時,經過一段時間后, 聚氯乙烯(PVC)上的塑料油會自行移動至四對線的外皮,將導致其芯線絕緣的聚乙稀(PE)介質發生改變,從而造成網絡四對線的傳輸特性變差。而如采用低煙無鹵素(LSZH)當外皮材料,因為低煙無鹵素(LSZH)本身就是一種PE材質,而PE與PE長時間接觸并不會產生移動現象。因此也就不會影響纜四對線芯線絕緣介質聚乙稀(PE),不會改變四對線線對的特性,從而可永遠確保線纜長久的品質。
(3)采用鋁箔屏蔽雙絞線,有更好的性能,更好的安全性,更好的穩定性,天誠屏蔽雙絞線有以下特點:
a. 可減少電磁環境的污染
我們在討論如何讓網絡的信號傳輸更加穩定、提高更高的網絡帶寬的時候,很少考慮到雙絞線線纜自身也是高頻電磁污染的來源。屏蔽電纜的工作方式,將從根本來解決電磁污染的問題。
b. 信息的保密性好
采用屏蔽線纜,可以充分保證軌道交通各系統的信息安全,保證乘客信息安全,保證辦公信息安全。
c. 提高網絡的傳輸穩定性
由于屏蔽電纜從根本上杜絕了大功率的牽引設備及電纜對信息傳輸設備及傳輸纜線的干擾。從而提高了數據在介質上的傳輸穩定。從而保障了網絡的穩定性,保證了網絡的可靠性。
d. 更加靈活的應用環境
非屏蔽電纜由于自身的工作方式,易受到周圍的環境影響,而屏蔽電纜則可減少在這方面的限制。國家標準GB50311指出:綜合布線區域內存在的電磁干擾場強高于3V/m時,宜采用屏蔽布線系統進行防護;采用非屏蔽布線系統無法滿足安裝現場條件對纜線的間距要求時,宜采用屏蔽布線系統。
4.2低煙無鹵阻燃光纜
同樣的,在軌道交通綜合布線系統中,天誠首選的光纜也是采用低煙無鹵阻燃外護套的。不僅有室內軟光纜,還可提供室外輕鎧,室外重鎧光纜,以滿足不同軌道交通環境的要求。
另外,還可單模、多模不同規格的光纜,搭配不同的外護套結構,形成多種規格的光纜,以滿足不同的需求。
五.結語
人類離不開信息,軌道交通更離不開信息。不論軌道交通的形式如何變化,信息化將是永恒的主題。目前國家基礎設施的建設正如火如荼的展開,作為城市軌道交通的主力 — 地鐵的建設在各大省會城市及國內一些發達城市也在興建當中。在車廂內和候車大廳,自動導航系統、電視系統、網絡系統、傳媒系統、安全系統、消防系統、緊急疏散系統,甚至包括駕駛、車控系統將實現更高級別的自動化。自動化的基礎自然是數字化,而所有的數字化信息,將在軌道交通系統的布線網絡中傳輸。不斷發展的綜合布線技術,將會給軌道交通系統的發展提供堅實的基石。天誠作為布線行業的領軍企業,愿意為廣大的客戶提供完整的地鐵通信傳輸系統 — 綜合布線解決方案。在滿足客戶要求的同時,可以大幅度節約布線投資成本。